鑄態(tai)金屬常(chang)見的組織(zhi)缺陷有縮孔、疏松、偏(pian)析、內裂(lie)紋、氣(qi)泡和(he)白點等。 


 1. 縮(suo)孔 


  金(jin)(jin)屬(shu)(shu)在冷(leng)凝過程中由(you)于體(ti)(ti)積(ji)(ji)的(de)收(shou)縮(suo)(suo)而在鑄錠(ding)或(huo)鑄件(jian)心部(bu)形成管狀(zhuang)(或(huo)喇叭狀(zhuang))或(huo)分(fen)散的(de)孔(kong)洞,稱為縮(suo)(suo)孔(kong)。縮(suo)(suo)孔(kong)的(de)相對體(ti)(ti)積(ji)(ji)與與液(ye)(ye)態(tai)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)溫度、冷(leng)卻條件(jian)以及鑄件(jian)的(de)大小等有(you)關。液(ye)(ye)態(tai)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)溫度越(yue)(yue)高,則液(ye)(ye)體(ti)(ti)與固體(ti)(ti)之間的(de)體(ti)(ti)積(ji)(ji)差越(yue)(yue)大,而縮(suo)(suo)孔(kong)的(de)體(ti)(ti)積(ji)(ji)也(ye)越(yue)(yue)大。向薄(bo)壁(bi)鑄型(xing)(xing)中澆注金(jin)(jin)屬(shu)(shu)時,型(xing)(xing)壁(bi)越(yue)(yue)薄(bo)、則受熱越(yue)(yue)快,液(ye)(ye)態(tai)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)越(yue)(yue)不易冷(leng)卻,在剛澆完鑄型(xing)(xing)時,液(ye)(ye)態(tai)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)體(ti)(ti)積(ji)(ji)也(ye)越(yue)(yue)大,金(jin)(jin)屬(shu)(shu)冷(leng)凝后的(de)縮(suo)(suo)孔(kong)也(ye)就越(yue)(yue)大。 

 

 2. 疏(shu)松 


 在(zai)急速冷卻的(de)條件(jian)下(xia)澆注(zhu)金(jin)屬(shu)(shu)(shu),可避免在(zai)鑄錠上(shang)部形成(cheng)集中縮孔,但(dan)此時液體金(jin)屬(shu)(shu)(shu)與固態金(jin)屬(shu)(shu)(shu)之間的(de)體積(ji)差仍保持一(yi)定(ding)的(de)數(shu)值,雖然(ran)在(zai)表面上(shang)似乎已經消除了大的(de)縮孔,可是有許多細小縮孔即疏(shu)松(song),分(fen)布在(zai)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)的(de)整(zheng)個體積(ji)中。 鋼材在(zai)鍛造和軋制過程中,疏(shu)松(song)情(qing)況可得到(dao)很大程度的(de)改(gai)善,但(dan)若由于原鋼錠的(de)疏(shu)松(song)較為嚴(yan)重、壓縮比不(bu)足等原因,則在(zai)熱(re)(re)加工后較嚴(yan)重的(de)疏(shu)松(song)仍會(hui)存在(zai)。此外,當原鋼錠中存在(zai)著較多的(de)氣泡(pao),而在(zai)熱(re)(re)軋過程中焊合(he)不(bu)良,或沸騰鋼中的(de)氣泡(pao)分(fen)布不(bu)良,以致(zhi)影響焊合(he),亦可能形成(cheng)疏(shu)松(song)。 


   疏松(song)的存在具有較大(da)的危害(hai)性,主要有以(yi)下(xia)幾種: 

   

  a. 在(zai)(zai)鑄件中(zhong)(zhong),由于(yu)疏松的(de)存在(zai)(zai),顯著降(jiang)低(di)其(qi)力學性能(neng)(neng),可(ke)能(neng)(neng)使其(qi)在(zai)(zai)使用過(guo)程中(zhong)(zhong)成為疲勞源而(er)發(fa)生(sheng)斷(duan)裂。在(zai)(zai)用作液體(ti)容器或管道的(de)鑄件中(zhong)(zhong),有時會存在(zai)(zai)基本上相互連接(jie)的(de)疏松,以致不能(neng)(neng)通過(guo)水壓試驗(yan),或在(zai)(zai)使用過(guo)程中(zhong)(zhong)發(fa)生(sheng)滲漏現象; 


  b. 鋼材(cai)中(zhong)如存在疏(shu)松(song),亦會降低其(qi)力學性能(neng),但因在熱加工過(guo)程中(zhong)一般能(neng)減少或(huo)消(xiao)除疏(shu)松(song),故疏(shu)松(song)對鋼材(cai)性能(neng)的影響比(bi)鑄(zhu)件的小; 


  c. 金(jin)屬(shu)中存在較嚴重的疏松,對機械加工后(hou)的表(biao)面粗糙度有一定的影(ying)響。


 3. 偏析 


  金(jin)(jin)(jin)屬在(zai)冷(leng)凝(ning)(ning)過(guo)程中(zhong),由于(yu)(yu)(yu)某(mou)些因素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響而形(xing)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)學(xue)成(cheng)(cheng)分(fen)不均(jun)勻(yun)現象(xiang)稱(cheng)為(wei)偏(pian)析(xi)。偏(pian)析(xi)分(fen)為(wei)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)內(nei)(nei)偏(pian)析(xi)、晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)間偏(pian)析(xi)、區域(yu)偏(pian)析(xi)、比(bi)(bi)重(zhong)偏(pian)析(xi)。 由于(yu)(yu)(yu)擴散不足,在(zai)凝(ning)(ning)固(gu)后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)(jin)屬中(zhong),便存(cun)在(zai)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)范圍內(nei)(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)分(fen)不均(jun)勻(yun)現象(xiang),即晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)內(nei)(nei)偏(pian)析(xi)。基(ji)于(yu)(yu)(yu)同(tong)(tong)一原因,在(zai)固(gu)溶(rong)體(ti)(ti)金(jin)(jin)(jin)屬中(zhong),后凝(ning)(ning)固(gu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)與(yu)先凝(ning)(ning)固(gu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)成(cheng)(cheng)分(fen)也會不同(tong)(tong),即晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)間偏(pian)析(xi)。碳化(hua)物(wu)偏(pian)析(xi)是一種晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)間偏(pian)析(xi)。 在(zai)澆注鑄鍵(jian)(或(huo)鑄件)時,由于(yu)(yu)(yu)通(tong)過(guo)鑄型壁強烈的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)定向(xiang)散熱,在(zai)進行著凝(ning)(ning)固(gu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)合金(jin)(jin)(jin)內(nei)(nei)便形(xing)成(cheng)(cheng)一個(ge)較大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)差(cha)(cha)。結果就必(bi)然導(dao)致外層區域(yu)富集(ji)高(gao)熔(rong)點(dian)組元(yuan),而心部(bu)則(ze)富集(ji)低熔(rong)點(dian)組元(yuan),同(tong)(tong)時也富集(ji)著凝(ning)(ning)固(gu)時析(xi)出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)非金(jin)(jin)(jin)屬雜質(zhi)和(he)氣體(ti)(ti)等。這(zhe)(zhe)種偏(pian)析(xi)稱(cheng)為(wei)區域(yu)偏(pian)析(xi)。 在(zai)金(jin)(jin)(jin)屬冷(leng)凝(ning)(ning)過(guo)程中(zhong),如果析(xi)出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)與(yu)余下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)溶(rong)液兩者(zhe)密度(du)(du)(du)不同(tong)(tong)時,這(zhe)(zhe)些晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)便傾向(xiang)于(yu)(yu)(yu)在(zai)溶(rong)液中(zhong)下(xia)沉或(huo)上浮(fu),所形(xing)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)學(xue)成(cheng)(cheng)分(fen)不均(jun)勻(yun)現象(xiang),稱(cheng)為(wei)比(bi)(bi)重(zhong)偏(pian)析(xi)。晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)與(yu)余下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)溶(rong)液之間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)密度(du)(du)(du)差(cha)(cha)越(yue)(yue)大,比(bi)(bi)重(zhong)偏(pian)析(xi)越(yue)(yue)大。這(zhe)(zhe)種密度(du)(du)(du)差(cha)(cha)取決于(yu)(yu)(yu)金(jin)(jin)(jin)屬組元(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)密度(du)(du)(du)差(cha)(cha),以(yi)及晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)與(yu)溶(rong)液之間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)分(fen)差(cha)(cha)。如果冷(leng)卻越(yue)(yue)緩慢,隨著溫(wen)度(du)(du)(du)降低初生(sheng)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)數(shu)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增加越(yue)(yue)緩慢,則(ze)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)在(zai)溶(rong)液中(zhong)能(neng)自由浮(fu)沉的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)(du)范圍越(yue)(yue)大,因而比(bi)(bi)重(zhong)偏(pian)析(xi)也越(yue)(yue)強烈。 


 4. 氣泡 


  金(jin)屬在(zai)熔融狀態時能溶解大量的(de)(de)氣(qi)(qi)體,在(zai)冷凝過程中(zhong)因溶解度隨溫度的(de)(de)降低而急劇減小,致使氣(qi)(qi)體從液態金(jin)屬中(zhong)釋放出來。若此時金(jin)屬已完全凝固,則剩下(xia)的(de)(de)氣(qi)(qi)體不(bu)易逸出,有一部分就包容(rong)在(zai)還處于(yu)塑性狀態的(de)(de)金(jin)屬中(zhong),于(yu)是(shi)形成氣(qi)(qi)孔(kong),則稱其為氣(qi)(qi)泡。 


  氣泡的有害影(ying)響表現如下(xia): 


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


  b. 當鑄(zhu)錠表(biao)面(mian)存在(zai)(zai)著(zhu)氣(qi)泡(pao)時,在(zai)(zai)熱(re)鍛加熱(re)時可能被(bei)氧化,在(zai)(zai)隨后的(de)鍛壓過程(cheng)中不能焊合而形成細紋(wen)或裂縫; 


  c. 在(zai)(zai)沸騰鋼及某些合金(jin)中,由于氣(qi)泡的存在(zai)(zai)還可能產生偏析(xi)導致裂縫(feng)。


 5. 白點 


  在(zai)經侵蝕后的橫向截面上,呈(cheng)現較(jiao)多短小的不連(lian)續的發絲狀裂縫;而(er)在(zai)縱向斷面上會發現表面光滑(hua)、銀(yin)白(bai)色的圓(yuan)形或橢(tuo)圓(yuan)形的斑點(dian)(dian),這種缺陷稱為白(bai)點(dian)(dian)。


   白(bai)點最容(rong)易產(chan)(chan)生在鎳、鉻、錳作為(wei)合(he)金元(yuan)素的合(he)金結(jie)構鋼及(ji)低(di)合(he)金工具鋼中(zhong)。 奧氏(shi)體不銹鋼及(ji)萊氏(shi)體鋼中(zhong),從未發(fa)現(xian)過(guo)白(bai)點;鑄鋼中(zhong)也可(ke)能(neng)發(fa)現(xian)白(bai)點,但(dan)極(ji)為(wei)罕見;焊接工件的熔焊金屬中(zhong)偶爾也會產(chan)(chan)生白(bai)點。


  白(bai)(bai)點的(de)(de)產生與鋼(gang)材(cai)的(de)(de)尺寸也有一定的(de)(de)關系,橫截面的(de)(de)直徑或厚度小于30mm的(de)(de)鋼(gang)材(cai)不易產生白(bai)(bai)點。 通(tong)常具有白(bai)(bai)點的(de)(de)鋼(gang)材(cai)縱(zong)向(xiang)抗(kang)拉(la)強度與彈性(xing)極限降(jiang)低(di)(di)并不多(duo),但伸長率則(ze)顯著降(jiang)低(di)(di),尤其是斷面收縮(suo)率與沖擊韌性(xing)降(jiang)低(di)(di)得(de)更多(duo),有時(shi)可能接近(jin)于零。且這種鋼(gang)材(cai)的(de)(de)橫向(xiang)力(li)學性(xing)能比縱(zong)向(xiang)力(li)學性(xing)能降(jiang)低(di)(di)得(de)多(duo)。因此具有白(bai)(bai)點的(de)(de)鋼(gang)材(cai)一般不能使用(yong)。