鑄件中有幾類常見氣孔類型和檢驗(yàn)分析圖像顯微鏡

氣孔類型和診斷
  鑄件中有幾類常見氣孔，必須準(zhǔn)確區(qū)分，以便選取合適的
處理方式。的氣孔。溶液中析出氣孔

  本文暫且將其稱為“真氣孔”，也許不貼切，但能恰當(dāng)?shù)?br>反映其特征。凝固過程中析出的。氣孔不能由于溶液中的氣體處于
凝固界面前沿而簡單地出現(xiàn)。如果不存在有利的形核位置，即使氣
相超過其在金屬中的溶解度極限也不能形成氣孔，依然存在于過飽
和溶液中。對于鋁合金，其中存在過飽和氫并沒有害處，而對于鐵
素體鋼，過飽和氫將導(dǎo)致嚴(yán)重的氫脆問題。

  假設(shè)凝固過程中存在足夠多的形成氣孔的核心，其中最理
想的核心是雙層膜，這些膜不僅提供了理想的析出位置并且展開時(shí)
受到最小的阻力。
  對于凝固組織為樹枝晶的金屬，析出的氣體通常處于枝晶
間隙中，分散均勻且非常細(xì)小。對于幾公斤重的鑄件，氣孔直徑通
常為0．01～O．05mm且在鑄件中均勻分布。對于較大的鑄件，氣孔
直徑可增至lmm左右，但這些氣孔仍然太小，使用碳化物刀具加工
時(shí)金屬細(xì)屑會將其遮蓋，在鋁合金加工表面上很難發(fā)現(xiàn)。相反，如
果采用金剛石刀具，則加工表面比較清潔，可直接或借助放大鏡觀
察到這些缺陷。

  多晶金剛石刀具的引入使英國的汽車活塞鑄造廠幾乎面臨
停產(chǎn)的境地，他們無法解決鑄件中驟然升高的氣孔問題。沒有顧客
愿意購買滿是明顯孔洞的活塞，這時(shí)工業(yè)生產(chǎn)舉步維艱，不得不
提高金屬液質(zhì)量以克服氣孔缺陷。
  溶液中氣體必須積累且富集之后才能成為析出物，鑄件外
表會有一層完好的凝固表皮，氣孔通常出現(xiàn)在表面以下lmm或2mm位
置。

金屬凝固時(shí)，氣孔可以緊隨著凝固前沿同步生長，從而形成長
隧道狀的缺陷，有時(shí)稱其為蠕蟲狀氣孔，水凝固時(shí)可以觀察到相似
情況，這些氣孔的直徑可達(dá)lmm左右，長短不一，最長可達(dá)lOOmm
，甚至更長。砂型鑄造鋁青銅板件的X射線氣孔圖像，氣孔長20mm
，金屬液未進(jìn)行脫氣。與預(yù)先進(jìn)行充分脫氣的相似鑄件的X射線照
片對比(未給出)，后者觀察不到任何缺陷。

  這些氣孔很容易區(qū)分，需要注意的是氣相的來源可能是熔
煉時(shí)金屬液中的氣體。對于砂型鑄造，金屬液流經(jīng)澆道、充填鑄型
過程中以及充型后的金屬液與鑄型的連續(xù)反應(yīng)都會導(dǎo)致額外的氣體
進(jìn)入金屬液。當(dāng)金屬液中的氣體含量超過氣孔可以形核、生長的臨
界門檻值時(shí)便形成氣孔。

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