铸件中有几类常见气孔类型和检验分析图像显微镜

铸件中有几类常见气孔类型和检验分析图像显微镜

气孔类型和诊断
  铸件中有几类常见气孔，必须准确区分，以便选取合适的
处理方式。的气孔。溶液中析出气孔

  本文暂且将其称为“真气孔”，也许不贴切，但能恰当地
反映其特征。凝固过程中析出的。气孔不能由于溶液中的气体处于
凝固界面前沿而简单地出现。如果不存在有利的形核位置，即使气
相超过其在金属中的溶解度极限也不能形成气孔，依然存在于过饱
和溶液中。对于铝合金，其中存在过饱和氢并没有害处，而对于铁
素体钢，过饱和氢将导致严重的氢脆问题。

  假设凝固过程中存在足够多的形成气孔的核心，其中最理
想的核心是双层膜，这些膜不仅提供了理想的析出位置并且展开时
受到最小的阻力。
  对于凝固组织为树枝晶的金属，析出的气体通常处于枝晶
间隙中，分散均匀且非常细小。对于几公斤重的铸件，气孔直径通
常为0．01～O．05mm且在铸件中均匀分布。对于较大的铸件，气孔
直径可增至lmm左右，但这些气孔仍然太小，使用碳化物刀具加工
时金属细屑会将其遮盖，在铝合金加工表面上很难发现。相反，如
果采用金刚石刀具，则加工表面比较清洁，可直接或借助放大镜观
察到这些缺陷。

  多晶金刚石刀具的引入使英国的汽车活塞铸造厂几乎面临
停产的境地，他们无法解决铸件中骤然升高的气孔问题。没有顾客
愿意购买满是明显孔洞的活塞，这时工业生产举步维艰，不得不
提高金属液质量以克服气孔缺陷。
  溶液中气体必须积累且富集之后才能成为析出物，铸件外
表会有一层完好的凝固表皮，气孔通常出现在表面以下lmm或2mm位
置。

金属凝固时，气孔可以紧随着凝固前沿同步生长，从而形成长
隧道状的缺陷，有时称其为蠕虫状气孔，水凝固时可以观察到相似
情况，这些气孔的直径可达lmm左右，长短不一，最长可达lOOmm
，甚至更长。砂型铸造铝青铜板件的X射线气孔图像，气孔长20mm
，金属液未进行脱气。与预先进行充分脱气的相似铸件的X射线照
片对比(未给出)，后者观察不到任何缺陷。

  这些气孔很容易区分，需要注意的是气相的来源可能是熔
炼时金属液中的气体。对于砂型铸造，金属液流经浇道、充填铸型
过程中以及充型后的金属液与铸型的连续反应都会导致额外的气体
进入金属液。当金属液中的气体含量超过气孔可以形核、生长的临
界门槛值时便形成气孔。

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