铸造缺陷

铸造缺陷

一、气泡

（一）气泡类型和特征

1. 皮下气泡和表面气泡

单个或成群分布于铸件表面或靠近表面，其特征是：孔洞内壁光滑圆整，常呈扁圆形。宏观酸蚀后呈分散或成簇分布的细长裂纹或椭圆形气孔。

产生原因：钢锭模内壁清理不良和保护渣不干燥等。

2. 内部气泡

特征：气泡内壁光滑呈圆形或椭圆形，大气泡常单个存在，小气泡成群出现。

产生原因：钢中含有较多的气体。

（二）气泡形成机理

1. 析出气泡形成机理

气体在金属中溶解度的变化加上液体金属不断冷却致粘度

增加，气体原子不能扩散到表面形成气体分子而逸出，而是在内部聚合成气体分子，进而通过扩散聚合成气泡。

2. 侵入气泡形成机理

液体浇注时发生水分蒸发、有机物升华或燃烧、碳酸盐分解产生气体。在金属-型（芯）壁的界面上聚集，当界面上气体压力大于（液体金属静压力+型腔内液体金属液面上的气体压力+液体金属表面张力）时，如果金属尚未凝固则气体可逸出型外。如果凝固了，则形成侵入气泡。

3. 反应气泡形成机理

反应气泡分为内生型和外生型。

内生型：金属氧化物和其他元素反应生成气体。如FeO+C-> Fe+Co

外生型：液体金属与型（芯）壁、冷铁或泥芯掌等发生化学反应而生成的气体，通常在界面上发生。

4. 卷入气泡形成机理

浇铸过程中，从浇铸系统或型腔卷入的气体进入腔内液体金属中。如铸件表面已凝固或气泡运动受阻会产生气泡。二、疏松

疏松分为一般疏松和中心疏松。

形成机理：心部液体温度梯度小同时凝固晶粒之间的金属液体通道很窄，得不到补充，因此形成疏松（细小孔洞）。

三、缩孔

（一）缩孔分为二次缩孔、残余缩孔和缩孔。

二次缩孔：由于浇铸操作不当或锭模设计错误在钢锭中部或尾部产生。

残余缩孔：铸锭在锻轧时因切头量过小而残留在钢锭中。缩孔：在铸锭头部或浇口、冒口，由于得不到液体金属的补充而形成。

（二）特征：

在中心区呈现不规则的褶皱裂纹或空洞，其上或附近常有严重的疏松、夹杂（夹渣）或成分偏析。

（三）形成机理：

1. 铸件表面开始凝固并形成一层固体硬壳。

2. 硬皮内液体金属因温度降低出现液体收缩。

3. 液体金属不断凝固而出现凝固收缩。

4. 硬皮金属也因温度下降产生固态收缩。

液态收缩和凝固收缩使液面下降，最终凝固完成形成一个孔洞。

四、夹杂

（一）非金属夹杂

1. 夹渣：在酸蚀试块上呈不同形状和颜色的颗粒，有时形成成簇的空隙或空洞，可分布于表面或内部。

来源：1）熔炼渣或精炼渣

2）处理非铁合金时的熔剂和熔渣

3）浇注系统的耐火材料或其他脏物进入钢液中

2. 夹杂：

1）化学反应产物

2）溶解度变化析出产物（氧化物、硫化物）

（二）异金属夹杂

冶炼操作不当（冷豆）、金属料未熔化或浇铸系统掉入异金属。

特征：无一定形状与基体颜色有明显区别。

五、偏析

1. 定型偏析：由柱状晶区与中心等轴晶区交界处的成分偏析和杂志聚集所致的。

2. 斑点状偏析：结晶条件不良、冷却较慢。气体和夹杂物加重偏析。

3.中心偏析：中心部位冷却较慢而造成成分偏析。

4. 帽口偏析：含碳的保温材料对金属增碳所致。

六、铸造裂纹

1. 热裂纹：合金在凝固范围内结晶收缩过程中形成的。沿晶界和枝晶扩展，呈连续或断续延伸，裂纹末端无尖尾，裂纹内有氧化皮，周围有共晶体。

2. 冷裂纹：合金在凝固时，由于铸造应力>材料强度时产生的。

裂纹连续、刚直尖细、穿晶、沿疏松扩展。

原因：浇冒口位置不合理、疏松多、模具设计不合理、铸件收缩受阻，在疏松尖角处易裂。

七、金相组织缺陷

1. 白口：冷速与铁水中的碳当量或碳与硅的比值不当

2. 反白口：四周为灰口，中心为白口，主要是麻口。形成原因：硫与锰比值太高，氢含量、钛和硫的含量过高。

3.石墨粗大：厚壁灰铁上表面疏松、充满石墨。形成原因：含碳量过高，厚壁件冷速慢。

4. 石墨漂浮：厚壁>25mm的球墨铸铁断口上常可见到铸件表面有一层深黑色区域。形成原因：铸件壁过厚，碳当量过

高。加镁处理和孕育处理温度过低，处理时间过长，冷却速度慢。