鑄(zhu)態金(jin)屬常見的(de)組織缺陷(xian)有(you)縮孔(kong)、疏松、偏析、內裂(lie)紋(wen)、氣(qi)泡和白(bai)點等。 


 1. 縮孔 


  金(jin)屬(shu)(shu)在冷(leng)(leng)(leng)凝過程中由于體(ti)(ti)(ti)積的(de)(de)(de)收縮(suo)而在鑄錠或(huo)(huo)鑄件(jian)心部形(xing)成管狀(zhuang)（或(huo)(huo)喇叭狀(zhuang)）或(huo)(huo)分散(san)的(de)(de)(de)孔(kong)(kong)洞，稱為縮(suo)孔(kong)(kong)。縮(suo)孔(kong)(kong)的(de)(de)(de)相對(dui)體(ti)(ti)(ti)積與(yu)(yu)與(yu)(yu)液態(tai)(tai)金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)溫度、冷(leng)(leng)(leng)卻條件(jian)以及鑄件(jian)的(de)(de)(de)大小等有關。液態(tai)(tai)金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)溫度越(yue)高，則液體(ti)(ti)(ti)與(yu)(yu)固體(ti)(ti)(ti)之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)體(ti)(ti)(ti)積差越(yue)大，而縮(suo)孔(kong)(kong)的(de)(de)(de)體(ti)(ti)(ti)積也越(yue)大。向薄壁鑄型(xing)(xing)中澆(jiao)注金(jin)屬(shu)(shu)時，型(xing)(xing)壁越(yue)薄、則受熱越(yue)快，液態(tai)(tai)金(jin)屬(shu)(shu)越(yue)不(bu)易冷(leng)(leng)(leng)卻，在剛澆(jiao)完(wan)鑄型(xing)(xing)時，液態(tai)(tai)金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)體(ti)(ti)(ti)積也越(yue)大，金(jin)屬(shu)(shu)冷(leng)(leng)(leng)凝后的(de)(de)(de)縮(suo)孔(kong)(kong)也就越(yue)大。 

 

 2. 疏(shu)松(song) 


 在(zai)(zai)急速冷卻的(de)(de)(de)條件下澆注金(jin)(jin)屬(shu)，可(ke)避(bi)免在(zai)(zai)鑄(zhu)錠(ding)(ding)上部形成集中(zhong)(zhong)縮(suo)孔，但此時液體(ti)(ti)金(jin)(jin)屬(shu)與固態金(jin)(jin)屬(shu)之(zhi)間的(de)(de)(de)體(ti)(ti)積差仍保持一定的(de)(de)(de)數值，雖然(ran)在(zai)(zai)表面上似(si)乎已經(jing)消除(chu)了大的(de)(de)(de)縮(suo)孔，可(ke)是(shi)有(you)許(xu)多(duo)細小縮(suo)孔即疏松(song)(song)，分(fen)布在(zai)(zai)金(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)整個體(ti)(ti)積中(zhong)(zhong)。 鋼(gang)材(cai)在(zai)(zai)鍛(duan)造和軋制過程中(zhong)(zhong)，疏松(song)(song)情況可(ke)得到很大程度的(de)(de)(de)改善，但若由于(yu)原鋼(gang)錠(ding)(ding)的(de)(de)(de)疏松(song)(song)較(jiao)(jiao)為嚴重(zhong)、壓縮(suo)比不足等(deng)原因，則(ze)在(zai)(zai)熱加工后較(jiao)(jiao)嚴重(zhong)的(de)(de)(de)疏松(song)(song)仍會存在(zai)(zai)。此外，當原鋼(gang)錠(ding)(ding)中(zhong)(zhong)存在(zai)(zai)著(zhu)較(jiao)(jiao)多(duo)的(de)(de)(de)氣(qi)泡，而在(zai)(zai)熱軋過程中(zhong)(zhong)焊(han)合不良(liang)，或(huo)沸騰(teng)鋼(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)氣(qi)泡分(fen)布不良(liang)，以致影(ying)響(xiang)焊(han)合，亦可(ke)能形成疏松(song)(song)。 


   疏松的存在具(ju)有(you)(you)較大的危害性，主要有(you)(you)以下幾種(zhong)： 

   

  a. 在(zai)鑄(zhu)件中，由(you)于疏松(song)的存在(zai)，顯著降低其(qi)力學性(xing)能，可能使其(qi)在(zai)使用過程(cheng)中成(cheng)為(wei)疲勞(lao)源而發生斷裂。在(zai)用作液(ye)體容(rong)器或(huo)(huo)管(guan)道(dao)的鑄(zhu)件中，有時會存在(zai)基本上相(xiang)互(hu)連接(jie)的疏松(song)，以致(zhi)不能通過水壓試驗，或(huo)(huo)在(zai)使用過程(cheng)中發生滲漏現(xian)象(xiang)； 


  b. 鋼材中(zhong)如存在疏松(song)，亦(yi)會(hui)降低(di)其(qi)力學性(xing)(xing)能，但因在熱加工過程中(zhong)一(yi)般能減少或消除(chu)疏松(song)，故疏松(song)對(dui)鋼材性(xing)(xing)能的影響比鑄件的小； 


  c. 金(jin)屬(shu)中存在較嚴(yan)重的疏松，對機械(xie)加工后的表面粗糙度有一定的影響(xiang)。


 3. 偏析(xi) 


  金(jin)(jin)屬(shu)在(zai)(zai)(zai)冷凝(ning)過程中(zhong)，由(you)于(yu)(yu)某些(xie)因素的(de)(de)影響而(er)(er)形成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)化(hua)學成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)(fen)不(bu)均(jun)勻(yun)現(xian)象(xiang)稱為偏析(xi)(xi)。偏析(xi)(xi)分(fen)(fen)為晶(jing)(jing)內(nei)偏析(xi)(xi)、晶(jing)(jing)間偏析(xi)(xi)、區(qu)域(yu)偏析(xi)(xi)、比重偏析(xi)(xi)。 由(you)于(yu)(yu)擴散不(bu)足，在(zai)(zai)(zai)凝(ning)固后的(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)中(zhong)，便存在(zai)(zai)(zai)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)(ti)范圍(wei)內(nei)的(de)(de)成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)(fen)不(bu)均(jun)勻(yun)現(xian)象(xiang)，即晶(jing)(jing)內(nei)偏析(xi)(xi)。基于(yu)(yu)同一(yi)(yi)原因，在(zai)(zai)(zai)固溶(rong)體(ti)(ti)(ti)金(jin)(jin)屬(shu)中(zhong)，后凝(ning)固的(de)(de)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)(ti)與先凝(ning)固的(de)(de)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)(ti)成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)(fen)也(ye)(ye)會不(bu)同，即晶(jing)(jing)間偏析(xi)(xi)。碳(tan)化(hua)物偏析(xi)(xi)是一(yi)(yi)種(zhong)晶(jing)(jing)間偏析(xi)(xi)。 在(zai)(zai)(zai)澆(jiao)注鑄鍵(jian)(或鑄件(jian))時(shi)(shi)，由(you)于(yu)(yu)通過鑄型壁(bi)強(qiang)烈的(de)(de)定向(xiang)散熱，在(zai)(zai)(zai)進(jin)行(xing)著凝(ning)固的(de)(de)合金(jin)(jin)內(nei)便形成(cheng)(cheng)(cheng)一(yi)(yi)個(ge)較大(da)的(de)(de)溫差(cha)。結果(guo)(guo)就必然導(dao)致外層區(qu)域(yu)富集高熔點(dian)組(zu)(zu)元，而(er)(er)心部(bu)則富集低(di)熔點(dian)組(zu)(zu)元，同時(shi)(shi)也(ye)(ye)富集著凝(ning)固時(shi)(shi)析(xi)(xi)出(chu)的(de)(de)非(fei)金(jin)(jin)屬(shu)雜質和氣體(ti)(ti)(ti)等。這種(zhong)偏析(xi)(xi)稱為區(qu)域(yu)偏析(xi)(xi)。 在(zai)(zai)(zai)金(jin)(jin)屬(shu)冷凝(ning)過程中(zhong)，如(ru)果(guo)(guo)析(xi)(xi)出(chu)的(de)(de)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)(ti)與余下(xia)(xia)的(de)(de)溶(rong)液兩者密度不(bu)同時(shi)(shi)，這些(xie)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)(ti)便傾向(xiang)于(yu)(yu)在(zai)(zai)(zai)溶(rong)液中(zhong)下(xia)(xia)沉(chen)(chen)或上浮(fu)(fu)，所(suo)形成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)化(hua)學成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)(fen)不(bu)均(jun)勻(yun)現(xian)象(xiang)，稱為比重偏析(xi)(xi)。晶(jing)(jing)體(ti)(ti)(ti)與余下(xia)(xia)的(de)(de)溶(rong)液之(zhi)間的(de)(de)密度差(cha)越(yue)大(da)，比重偏析(xi)(xi)越(yue)大(da)。這種(zhong)密度差(cha)取決于(yu)(yu)金(jin)(jin)屬(shu)組(zu)(zu)元的(de)(de)密度差(cha)，以及晶(jing)(jing)體(ti)(ti)(ti)與溶(rong)液之(zhi)間的(de)(de)成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)(fen)差(cha)。如(ru)果(guo)(guo)冷卻越(yue)緩慢，隨(sui)著溫度降(jiang)低(di)初生晶(jing)(jing)體(ti)(ti)(ti)數量的(de)(de)增加越(yue)緩慢，則晶(jing)(jing)體(ti)(ti)(ti)在(zai)(zai)(zai)溶(rong)液中(zhong)能自由(you)浮(fu)(fu)沉(chen)(chen)的(de)(de)溫度范圍(wei)越(yue)大(da)，因而(er)(er)比重偏析(xi)(xi)也(ye)(ye)越(yue)強(qiang)烈。 


 4. 氣(qi)泡 


  金屬(shu)在熔融狀態時(shi)能溶解大量的(de)氣體(ti)，在冷(leng)凝過程中(zhong)因溶解度隨(sui)溫度的(de)降低(di)而急劇減小，致使氣體(ti)從(cong)液態金屬(shu)中(zhong)釋放出來。若此(ci)時(shi)金屬(shu)已完全凝固，則剩(sheng)下的(de)氣體(ti)不易逸出，有一部分就包容在還處于塑性狀態的(de)金屬(shu)中(zhong)，于是形成氣孔，則稱其為氣泡。 


  氣泡(pao)的有害影響表(biao)現(xian)如下(xia)： 


  a. 氣泡減少金屬鑄(zhu)件的(de)有(you)效截面(mian)，由于其缺口效應，大大降低(di)了(le)材料(liao)的(de)強(qiang)度； 


  b. 當(dang)鑄錠表面(mian)存(cun)在著氣泡時，在熱鍛加熱時可能被氧化，在隨(sui)后的鍛壓過程(cheng)中不(bu)能焊合而形成細紋或裂縫(feng)； 


  c. 在沸騰鋼(gang)及(ji)某些合(he)金中，由于氣泡(pao)的存在還可能產生(sheng)偏(pian)析(xi)導致裂縫(feng)。


 5. 白點 


  在經(jing)侵蝕后的(de)橫向截面上，呈(cheng)現較多短小的(de)不連續的(de)發(fa)(fa)絲狀裂縫；而在縱(zong)向斷面上會發(fa)(fa)現表(biao)面光(guang)滑、銀白色(se)的(de)圓(yuan)形或橢圓(yuan)形的(de)斑點，這種(zhong)缺(que)陷(xian)稱為(wei)白點。


   白(bai)點(dian)最容(rong)易產生(sheng)在鎳(nie)、鉻(ge)、錳作(zuo)為合(he)(he)(he)金(jin)(jin)元素的合(he)(he)(he)金(jin)(jin)結(jie)構(gou)鋼(gang)及(ji)低合(he)(he)(he)金(jin)(jin)工具鋼(gang)中(zhong)。 奧氏(shi)體不銹鋼(gang)及(ji)萊氏(shi)體鋼(gang)中(zhong)，從未發(fa)現過白(bai)點(dian)；鑄鋼(gang)中(zhong)也(ye)可能發(fa)現白(bai)點(dian)，但極為罕見；焊(han)接工件的熔焊(han)金(jin)(jin)屬中(zhong)偶爾也(ye)會產生(sheng)白(bai)點(dian)。


  白點(dian)的(de)產生與鋼(gang)(gang)材(cai)的(de)尺寸(cun)也有一(yi)(yi)定的(de)關系，橫截(jie)面的(de)直徑或厚(hou)度(du)小于(yu)30mm的(de)鋼(gang)(gang)材(cai)不易產生白點(dian)。 通常具有白點(dian)的(de)鋼(gang)(gang)材(cai)縱(zong)向(xiang)(xiang)抗拉強度(du)與彈性(xing)極限降低(di)(di)并不多，但伸長率(lv)則顯著降低(di)(di)，尤(you)其(qi)是斷面收縮率(lv)與沖擊韌性(xing)降低(di)(di)得更多，有時可能(neng)接(jie)近于(yu)零。且這種鋼(gang)(gang)材(cai)的(de)橫向(xiang)(xiang)力(li)學(xue)性(xing)能(neng)比(bi)縱(zong)向(xiang)(xiang)力(li)學(xue)性(xing)能(neng)降低(di)(di)得多。因(yin)此具有白點(dian)的(de)鋼(gang)(gang)材(cai)一(yi)(yi)般不能(neng)使用(yong)。