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铸锭中常见的缺陷有哪些?其特征如何?

2016-01-11 15:39:00

  金属铸锭的结晶组织除具有上述特点外,通常还存在如下几种常见缺陷:

  1.缩孔与疏松

  铸锭在凝固时将发生体积收缩现象。先凝固部分体积的收缩可由尚未凝固的液体金属来补充,而后凝固部分体积的收缩就无法得到补充。因此,整个铸锭凝齒过程的收缩缺陷都集中在最后凝固部位。一般都将集中缩孔控制在钢锭的冒口处,然后加以切除。然而,对于一些较深的缩孔切除不净时,这种残余缩孔对隨后的加丁.与使甩将造成严重的影响。如果缩孔在铸锭中心形成深的缩宵,严重时将使整个钢锭报废。

  疏松按其在钢锭横截面上的分布部位,分为一般疏松和中心疏松两种类型。它也是由于铸锭在结晶过程中母掖补充不足所引起的。疏松缺陷的控制,对于不同钢材及其要求的不同,在冶标上规定有级别要求。

  2.偏析

  偏析就是钢锭在绪晶过釋中所形成的化学成分不均匀性。偏析一般分为宏观偏析与显撤偏析两种类型。

  (1)宏观偏析,又称区域偏析。当从钢锭的不同区域取样,经化学分析其成分不同时,即存在宏观偏析。宏观偏析按其现象与成因,又可分为正索偏析1反偏析及比重偏析等。

  正常偏析:在铸锭內往往发现中心区碳分较高,而其外层的碳分则较低。在合金铸件中,先结晶的外层含溶质元素浓度较低,随后绐晶部分浓度逐渐增高,最后结晶的中心区(或上部)溶质元素浓度最高。这种现象是合金在结晶过程选择结晶的正常现象。因此,这种缺陷偏析,称为正常偏析。
  正常偏析的程度与铸件大小、冷却快慢及结晶中液流搅拌的均匀程度有关。一般.大铸件中心部位的正常偏析较严重,最后结晶部分溶鹿浓度甚高,有时会出现第二相,在复杂合金中还会出现金属化合物、碳化物及氧化物等。如GCrl5钢铸锭,由于偏析在中心部分甚至出现莱氏体,这是轴承钢碳化物液析由来的原因。这种俯析一般难以避免,它的存在使铸锭性能不一致,随后的加工和热处理也难以改善。必要时,应改普合金成分或调整工艺,以减少其影响。

  反偏析:与上述正常偏析现象相反,溶质元素在铸件中的分布表层高而中心低,称为反偏析。常见于铝、铜合金中。如Cu-Sn合金铸件或或口铸铁等,在铸件表面出现有“锡汗”或“磷汗”(结晶瘤)等,即为反偏析的征兆。

  比重偏析:比重腙析通常产生在结晶的早期。由于组成相之间比重相差悬殊,轻者上浮,重者下沉,从而导致铸件上下成分不均,称为比重偏析。例如Pb-Sb(15%〕合金T在结晶过程中先结晶的Sb相比重较小,而共晶相(Pj+Sb)的比重较大;因而Sb晶体上浮,(Pb+Sb)晶体下沉以及铸铁中的石墨漂浮等。

  (2)显微偏析,主要为枝晶偏析。枝晶偏析表现为干、枝及枝晶间成分不一,枝干本身由中心到外缘的成分也在变化。当枝晶偏析严重时,技晶间溶质浓度升高很多,可能会出现第二相组织,如七三黄铜中出现P相便是一例。
 

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