鑄態金屬常見(jian)的組(zu)織缺陷有縮(suo)孔、疏松、偏析、內裂紋、氣泡和白點等。 


 1. 縮孔 


  金(jin)屬(shu)(shu)在冷凝過程中(zhong)由于體(ti)積(ji)(ji)的(de)收(shou)縮(suo)(suo)而在鑄(zhu)錠或鑄(zhu)件(jian)心部形成(cheng)管狀(zhuang)(或喇叭狀(zhuang))或分散的(de)孔洞,稱為縮(suo)(suo)孔。縮(suo)(suo)孔的(de)相對體(ti)積(ji)(ji)與(yu)與(yu)液(ye)(ye)態(tai)金(jin)屬(shu)(shu)的(de)溫度、冷卻條件(jian)以及鑄(zhu)件(jian)的(de)大(da)(da)(da)小等有關。液(ye)(ye)態(tai)金(jin)屬(shu)(shu)的(de)溫度越(yue)(yue)(yue)高(gao),則液(ye)(ye)體(ti)與(yu)固體(ti)之間的(de)體(ti)積(ji)(ji)差(cha)越(yue)(yue)(yue)大(da)(da)(da),而縮(suo)(suo)孔的(de)體(ti)積(ji)(ji)也越(yue)(yue)(yue)大(da)(da)(da)。向薄(bo)壁(bi)鑄(zhu)型中(zhong)澆注(zhu)金(jin)屬(shu)(shu)時,型壁(bi)越(yue)(yue)(yue)薄(bo)、則受熱越(yue)(yue)(yue)快,液(ye)(ye)態(tai)金(jin)屬(shu)(shu)越(yue)(yue)(yue)不易冷卻,在剛澆完鑄(zhu)型時,液(ye)(ye)態(tai)金(jin)屬(shu)(shu)的(de)體(ti)積(ji)(ji)也越(yue)(yue)(yue)大(da)(da)(da),金(jin)屬(shu)(shu)冷凝后的(de)縮(suo)(suo)孔也就越(yue)(yue)(yue)大(da)(da)(da)。 

 

 2. 疏(shu)松 


 在(zai)(zai)(zai)(zai)急速冷卻的(de)條件下(xia)澆注金屬,可避免在(zai)(zai)(zai)(zai)鑄錠(ding)上(shang)部形(xing)成集(ji)中(zhong)(zhong)縮孔(kong),但(dan)此(ci)(ci)時液體(ti)金屬與固態金屬之間的(de)體(ti)積(ji)差仍保(bao)持一定的(de)數(shu)值,雖(sui)然(ran)在(zai)(zai)(zai)(zai)表面上(shang)似(si)乎已(yi)經消除(chu)了大的(de)縮孔(kong),可是有許多細小(xiao)縮孔(kong)即疏松(song)(song),分(fen)布(bu)在(zai)(zai)(zai)(zai)金屬的(de)整個體(ti)積(ji)中(zhong)(zhong)。 鋼(gang)材在(zai)(zai)(zai)(zai)鍛造和軋(ya)制(zhi)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong),疏松(song)(song)情(qing)況可得到很大程(cheng)度的(de)改善,但(dan)若由于原(yuan)鋼(gang)錠(ding)的(de)疏松(song)(song)較為嚴重、壓縮比不足等原(yuan)因(yin),則在(zai)(zai)(zai)(zai)熱加(jia)工后較嚴重的(de)疏松(song)(song)仍會存(cun)(cun)在(zai)(zai)(zai)(zai)。此(ci)(ci)外(wai),當原(yuan)鋼(gang)錠(ding)中(zhong)(zhong)存(cun)(cun)在(zai)(zai)(zai)(zai)著較多的(de)氣(qi)泡,而在(zai)(zai)(zai)(zai)熱軋(ya)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)焊(han)(han)合不良(liang),或沸騰鋼(gang)中(zhong)(zhong)的(de)氣(qi)泡分(fen)布(bu)不良(liang),以致影響焊(han)(han)合,亦(yi)可能形(xing)成疏松(song)(song)。 


   疏(shu)松的(de)存在(zai)具有較(jiao)大的(de)危(wei)害(hai)性,主要(yao)有以下幾種: 

   

  a. 在(zai)(zai)鑄(zhu)(zhu)件中,由于疏松的存在(zai)(zai),顯著降低其力學性能,可能使其在(zai)(zai)使用(yong)過(guo)程中成為疲(pi)勞源(yuan)而發(fa)生斷裂(lie)。在(zai)(zai)用(yong)作液體(ti)容器或管(guan)道的鑄(zhu)(zhu)件中,有時(shi)會存在(zai)(zai)基本上相互連接的疏松,以致不(bu)能通過(guo)水壓試(shi)驗,或在(zai)(zai)使用(yong)過(guo)程中發(fa)生滲(shen)漏現象; 


  b. 鋼(gang)材中如(ru)存在疏(shu)(shu)松,亦會(hui)降低其力學性(xing)(xing)能,但(dan)因在熱(re)加工過程(cheng)中一(yi)般能減(jian)少(shao)或(huo)消除疏(shu)(shu)松,故疏(shu)(shu)松對鋼(gang)材性(xing)(xing)能的影響(xiang)比(bi)鑄件的小; 


  c. 金屬中存在較嚴重的疏松,對機(ji)械加工后(hou)的表面粗糙度(du)有一定(ding)的影響。


 3. 偏(pian)析(xi) 


  金(jin)(jin)屬(shu)(shu)在(zai)冷(leng)凝(ning)過程中(zhong)(zhong),由(you)于(yu)(yu)某些(xie)因素的(de)(de)(de)(de)影響而形成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)化(hua)學成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)不(bu)均勻(yun)現(xian)象稱為(wei)(wei)偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)。偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)分(fen)(fen)為(wei)(wei)晶(jing)內(nei)偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)、晶(jing)間(jian)(jian)偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)、區(qu)域偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)、比(bi)重(zhong)(zhong)偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)。 由(you)于(yu)(yu)擴散(san)不(bu)足(zu),在(zai)凝(ning)固(gu)(gu)后的(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)中(zhong)(zhong),便(bian)(bian)存在(zai)晶(jing)體(ti)范(fan)圍內(nei)的(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)不(bu)均勻(yun)現(xian)象,即晶(jing)內(nei)偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)。基(ji)于(yu)(yu)同一(yi)原(yuan)因,在(zai)固(gu)(gu)溶體(ti)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)中(zhong)(zhong),后凝(ning)固(gu)(gu)的(de)(de)(de)(de)晶(jing)體(ti)與(yu)先凝(ning)固(gu)(gu)的(de)(de)(de)(de)晶(jing)體(ti)成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)也(ye)會不(bu)同,即晶(jing)間(jian)(jian)偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)。碳化(hua)物偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)是一(yi)種晶(jing)間(jian)(jian)偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)。 在(zai)澆注鑄(zhu)鍵(或鑄(zhu)件)時(shi),由(you)于(yu)(yu)通過鑄(zhu)型壁(bi)強烈的(de)(de)(de)(de)定向(xiang)散(san)熱,在(zai)進行著(zhu)凝(ning)固(gu)(gu)的(de)(de)(de)(de)合(he)金(jin)(jin)內(nei)便(bian)(bian)形成(cheng)(cheng)一(yi)個較大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)溫差。結果就必然導致外層區(qu)域富(fu)(fu)集高熔(rong)(rong)點組(zu)元,而心部則富(fu)(fu)集低(di)熔(rong)(rong)點組(zu)元,同時(shi)也(ye)富(fu)(fu)集著(zhu)凝(ning)固(gu)(gu)時(shi)析(xi)(xi)(xi)出(chu)的(de)(de)(de)(de)非金(jin)(jin)屬(shu)(shu)雜質(zhi)和氣體(ti)等(deng)。這種偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)稱為(wei)(wei)區(qu)域偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)。 在(zai)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)冷(leng)凝(ning)過程中(zhong)(zhong),如(ru)果析(xi)(xi)(xi)出(chu)的(de)(de)(de)(de)晶(jing)體(ti)與(yu)余(yu)下的(de)(de)(de)(de)溶液兩者密度(du)(du)(du)不(bu)同時(shi),這些(xie)晶(jing)體(ti)便(bian)(bian)傾向(xiang)于(yu)(yu)在(zai)溶液中(zhong)(zhong)下沉或上(shang)浮(fu),所形成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)化(hua)學成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)不(bu)均勻(yun)現(xian)象,稱為(wei)(wei)比(bi)重(zhong)(zhong)偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)。晶(jing)體(ti)與(yu)余(yu)下的(de)(de)(de)(de)溶液之間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)密度(du)(du)(du)差越(yue)大(da)(da),比(bi)重(zhong)(zhong)偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)越(yue)大(da)(da)。這種密度(du)(du)(du)差取決于(yu)(yu)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)組(zu)元的(de)(de)(de)(de)密度(du)(du)(du)差,以(yi)及晶(jing)體(ti)與(yu)溶液之間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)差。如(ru)果冷(leng)卻越(yue)緩慢,隨(sui)著(zhu)溫度(du)(du)(du)降低(di)初生晶(jing)體(ti)數(shu)量的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)越(yue)緩慢,則晶(jing)體(ti)在(zai)溶液中(zhong)(zhong)能自由(you)浮(fu)沉的(de)(de)(de)(de)溫度(du)(du)(du)范(fan)圍越(yue)大(da)(da),因而比(bi)重(zhong)(zhong)偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)也(ye)越(yue)強烈。 


 4. 氣(qi)泡 


  金屬(shu)在(zai)熔融狀態(tai)(tai)時能溶解大量(liang)的(de)氣體,在(zai)冷凝過程中(zhong)因溶解度隨溫度的(de)降低而(er)急劇減小,致(zhi)使氣體從液態(tai)(tai)金屬(shu)中(zhong)釋放(fang)出來。若此時金屬(shu)已(yi)完全凝固(gu),則剩(sheng)下的(de)氣體不易逸出,有一部分就包容(rong)在(zai)還處于塑(su)性狀態(tai)(tai)的(de)金屬(shu)中(zhong),于是形成氣孔,則稱其為氣泡。 


  氣泡的有害影(ying)響表(biao)現如(ru)下: 


  a. 氣泡減少金屬鑄件的有效(xiao)截面,由于其缺口效(xiao)應,大大降低了材料的強度; 


  b. 當鑄錠表面存(cun)在(zai)著氣泡時(shi),在(zai)熱(re)鍛(duan)加熱(re)時(shi)可能被氧化,在(zai)隨后的(de)鍛(duan)壓過程中不能焊合而形(xing)成細(xi)紋或裂縫; 


  c. 在沸(fei)騰鋼及某些(xie)合金中,由于氣(qi)泡的存在還可能產生偏析(xi)導(dao)致裂縫。


 5. 白點 


  在經侵蝕(shi)后(hou)的(de)橫向(xiang)截面上(shang),呈現較多短小(xiao)的(de)不連續的(de)發(fa)(fa)絲狀裂縫;而在縱向(xiang)斷面上(shang)會(hui)發(fa)(fa)現表(biao)面光滑(hua)、銀白色的(de)圓(yuan)(yuan)形或(huo)橢圓(yuan)(yuan)形的(de)斑點(dian),這(zhe)種(zhong)缺陷稱為白點(dian)。


   白點最容易產(chan)生在鎳、鉻、錳作為(wei)合金元素(su)的(de)合金結(jie)構鋼及低合金工具鋼中。 奧氏(shi)體(ti)不銹鋼及萊氏(shi)體(ti)鋼中,從未(wei)發現過白點;鑄鋼中也可(ke)能發現白點,但(dan)極為(wei)罕見(jian);焊接工件的(de)熔焊金屬中偶爾(er)也會產(chan)生白點。


  白(bai)點(dian)的產(chan)生與(yu)(yu)鋼材(cai)的尺(chi)寸也(ye)有(you)一定的關系,橫(heng)截面的直(zhi)徑(jing)或(huo)厚度小于30mm的鋼材(cai)不(bu)易產(chan)生白(bai)點(dian)。 通(tong)常具有(you)白(bai)點(dian)的鋼材(cai)縱向(xiang)抗拉(la)強(qiang)度與(yu)(yu)彈性(xing)極限降(jiang)低并不(bu)多(duo),但伸長(chang)率則顯(xian)著(zhu)降(jiang)低,尤其是斷(duan)面收縮率與(yu)(yu)沖擊韌(ren)性(xing)降(jiang)低得更多(duo),有(you)時可能接(jie)近于零。且這種鋼材(cai)的橫(heng)向(xiang)力學(xue)性(xing)能比(bi)縱向(xiang)力學(xue)性(xing)能降(jiang)低得多(duo)。因此具有(you)白(bai)點(dian)的鋼材(cai)一般不(bu)能使用。