1、金屬專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模菏煜そ饘俨牧系某Ｒ?guī)制備技術(shù)，掌握常見(jiàn)的材料成型技術(shù)。實(shí)驗(yàn)要求：要求學(xué)生加深對(duì)材料制備技術(shù)和金屬塑性加工技術(shù)專業(yè)課的理解，熟練掌握Mg、Al和Cu等合金的熔煉，了解鋼鐵的熔煉技術(shù)；掌握金屬塑性加工如擠壓、軋制、拉拔以及鍛造等常用的加工技術(shù)；應(yīng)用所學(xué)的專業(yè)綜合知識(shí)對(duì)金屬材料制備、塑性成型中的組織和性能學(xué)會(huì)分析，得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。實(shí)驗(yàn)報(bào)告正文1. 6063鋁合金的應(yīng)用和研究進(jìn)展（1-3組寫6066,4-6組寫6063）1.1 應(yīng)用1.2 研究進(jìn)展2. 鋁合金熔煉技術(shù)的發(fā)展2.1 普通熔煉技術(shù)2.2 真空熔煉技術(shù)真空感應(yīng)熔煉爐(Vacuum Induc

2、tion Melting，VIM)首先興起于德國(guó)，隨后在美國(guó)發(fā)展迅速。70年代其產(chǎn)量增長(zhǎng)為40萬(wàn)噸，之后產(chǎn)量相對(duì)穩(wěn)定，產(chǎn)品品種在擴(kuò)大，爐型在真空泵、控制系級(jí)、過(guò)濾技術(shù)上均有所改進(jìn)。真空冶金廣義上包括：真空蒸餾、真空分離、真空還原、真空燒結(jié)、真空焊接、真空鍍膜、真空熱處理等，其真空度通常為0.1-50Pa。而作為金屬材料制備工藝主體仍是真空熔煉。真空感應(yīng)熔煉主要用于難熔金屬W、Mo、Ta及其合金，活性金屬Ti、Zr、Tb、Cr、U、V、Nb及其合金及超級(jí)合金等，如汽車用深沖鋼板IF鋼，要求鋼中C+P+S+O+N+H75g/g，儀表軸承用鋼中要求O8g/g、S8g/g，這都已非傳統(tǒng)冶金工藝所能滿足

3、，必須采用真空精煉手段。美國(guó)生產(chǎn)的鋼有一半都采用真空感應(yīng)熔煉及真空脫氣處理，日本絕大多數(shù)鋼廠備有真空脫氣裝置。2.2.1真空感應(yīng)熔煉的特點(diǎn)真空中氧氣的分壓很低，無(wú)論金屬呈固態(tài)還是液態(tài)都極少在真空中氧化38；在真空條件下熔煉合金，既不會(huì)溶解氣體，還能除去其本身的某些氣體和夾雜物，使合金的純度提高。因此，真空條件利于鋁合金熔煉。用真空法和常壓氣體保護(hù)法熔煉制備的合金存在差異。從冶金質(zhì)量來(lái)看，真空熔煉工藝制備的合金中夾雜較少，而常壓氣體保護(hù)下熔煉制得的合金中存在較多的氧化物夾雜，冶金質(zhì)量較差，這也導(dǎo)致真空熔煉法制備的合金強(qiáng)度、屈強(qiáng)比和塑性均高于常壓氣體熔煉制備的合金。高純金屬在真空條件下熔煉后，真空

4、熔煉可以保護(hù)鋁、鎂等合金元素免于氧化，非金屬等雜質(zhì)元素比基體金屬飽和蒸汽壓大，在熔煉時(shí)易于揮發(fā)而除去，金屬受熱后氣化，形成金屬氣體，不同金屬氣體的蒸汽壓各有差別。合金熔體中的金屬在真空下，發(fā)生蒸發(fā)損失元素的蒸發(fā)損失量可表達(dá)為： (1.1)式中：蒸發(fā)率，g/cm2min；元素的飽和蒸汽壓，Pa；熔體表面該元素的分壓，Pa；元素的原子量；溫度，K在真空熔煉時(shí)，熔體表面合金元素的分壓可近似的等于真空度。為了不使合金元素蒸發(fā)，真空度要小于元素的飽和蒸汽壓。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，真空熔煉過(guò)程中，雙原子氣體在金屬中的溶解度與它在氣相中分壓的平方根成正比，如： (1.2)式中：氫在合金中的溶解度；氫在金屬中溶解的平衡

5、系統(tǒng)，當(dāng)溫度一定時(shí)，為常數(shù)；氫在氣相中的分壓，在真空熔煉過(guò)程中，真空度越高，越低，合金中氫的殘留量越低。高純金屬大多都用在微電子行業(yè)、超導(dǎo)電子行業(yè)等領(lǐng)域，這些行業(yè)對(duì)高純金屬的純度要求高，對(duì)含氣量的要求也高，所以高純金屬真空熔煉除氣是必要的。此外，真空熔煉使許多金屬的氮化物、氫化物都易于進(jìn)行分解，其中最易分解的是氮化物，分解生成的氣體產(chǎn)物會(huì)通過(guò)不同的途徑逸向氣相，最后被真空機(jī)組排除爐外。2.2.2真空感應(yīng)熔煉的研究現(xiàn)狀真空感應(yīng)熔煉工藝具有普通熔煉所不具備的優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于金屬熔煉過(guò)程。目前電磁攪拌已經(jīng)應(yīng)用于鎂、鋁、鋅等作為基體的多種合金，取得了比較好的效果。真空感應(yīng)熔煉可以精確控制合金成分

6、，并通過(guò)與氣相相關(guān)的反應(yīng)提高合金的純凈度，是目前高溫合金最主要的熔煉方法之一。用真空感應(yīng)熔煉工藝生產(chǎn)高溫合金時(shí)，氧氣分壓很低，可以避免形成非金屬氧化物夾雜。但是由于一般不采用活性熔渣，一些反應(yīng)產(chǎn)物只能沉積在鋼鍋壁上，而且存在熔渣/合金液與坩堝耐火材料之間的相互作用。因此，真空感應(yīng)熔煉對(duì)于非金屬夾雜物的去除效果較差，使合金的純度達(dá)不到要求。美國(guó)通用電氣公司的Carter等采用EB-Button方法對(duì)真空感應(yīng)熔煉Incol 718合金中的夾雜物進(jìn)行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，直徑大于20微米的夾雜物成團(tuán)成簇，且主要是Al、Si、Mg、Ca的氧化物類夾雜。日本Nippon Mining公司的Denda等也得到

7、類似的研究結(jié)果。真空技術(shù)在冶金工業(yè)中的應(yīng)用時(shí)間畢竟還不長(zhǎng)，在理論深度和應(yīng)用廣度上還有許多不足之處，因此需進(jìn)一步改進(jìn)和完善真空感應(yīng)熔煉技術(shù)。冶金工業(yè)中使用真空技術(shù)，將冶金過(guò)程由常壓冶金發(fā)展到真空中進(jìn)行的真空冶金作業(yè)，是近半個(gè)世紀(jì)來(lái)的事。它使冶金的作業(yè)環(huán)境以及作業(yè)條件均發(fā)生了巨大的變化，許多以前不能進(jìn)行的冶金作業(yè)，在真空中可以進(jìn)行；許多以前能夠進(jìn)行的冶金過(guò)程，在真空中可以進(jìn)行得更加完美。隨著人類科技的進(jìn)步，對(duì)冶金產(chǎn)品的需求不斷增加，對(duì)資源和環(huán)保的要求日益提高，必將推動(dòng)真空冶金技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。2.2.3水冷銅模鑄造工藝對(duì)合金組織的影響凝固過(guò)程中的冷卻速率是標(biāo)志凝固條件的主要指標(biāo)，不同凝固條件下的冷

8、卻速率變化范圍達(dá)十幾個(gè)數(shù)量級(jí)。在不同的冷卻速率條件下，凝固過(guò)程的主要矛盾發(fā)生變化。因此，凝固過(guò)程中的研究?jī)?nèi)容也隨之發(fā)生變化。不同凝固方法對(duì)應(yīng)的冷卻速率范圍、試樣尺寸、枝晶臂間距不同。傳統(tǒng)的凝固理論與技術(shù)的研究主要是圍繞鑄錠和鑄件的鑄造過(guò)程進(jìn)行的，其冷卻速率通常在10-3-10Ks-1的范圍內(nèi)。由于凝固時(shí)的冷卻速率很小，常規(guī)鑄造合金容易出現(xiàn)晶粒粗大、偏析嚴(yán)重、鑄造性能不好等嚴(yán)重缺陷?？焖倌汤鋮s速率大于105Ks-1，凝固組織具有很好的使用性能，因而日益受到重視。但是由于內(nèi)部熱阻，限制了材料的凝固速度，而且快速凝固工藝設(shè)備及控制過(guò)程十分復(fù)雜，所以快速凝固組織只能在很小體積的材料上實(shí)現(xiàn)，在大規(guī)模工

9、業(yè)生產(chǎn)中難以獲得，這大大限制了快速凝固材料的應(yīng)用。具體如表1.1所示表1.1 凝固冷卻速率與鑄件特征的關(guān)系冷卻速率范圍鑄 件 特 征限度/Ks-1冷卻速率凝固方法極限厚度枝晶臂間距10-6-10-3十分慢大的砂型鑄造、一些人工晶體6m5-0.5mm10-3-10慢標(biāo)準(zhǔn)鑄件、絞線6-0.2m500-50m10-103亞快速薄帶、壓鑄和常規(guī)原子化200-6mm50-5m103-106快速細(xì)粉原子化、熔體壓鑄、吸鑄6-0.2mm5-0.5m106-109及以上超快速噴射沉積、熔體旋轉(zhuǎn)、電子束、激光束上釉200-6m0.5-0.05m亞快速凝固的概念是隨著快速凝固概念的提出和發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的。亞快速凝

10、固是指凝固冷卻速率很快(約10-103Ks-1)，已經(jīng)遠(yuǎn)離了工業(yè)冷卻速率的范圍，但是與快速凝固又不同，是一種介于近平衡低速生長(zhǎng)和遠(yuǎn)離平衡快速生長(zhǎng)之間的過(guò)渡區(qū)，又稱為準(zhǔn)快速凝固或近快速凝固。與快速凝固技術(shù)相比，亞快速凝固對(duì)工藝設(shè)備的要求有所降低，更容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，而其凝固組織又具有快速凝固組織的特點(diǎn)，可以使材料的使用性能大大提高，具有很好的應(yīng)用前景。在低速平衡或近平衡凝固過(guò)程中，合金在整個(gè)體積或界面局域平衡，形成平衡組織，可以應(yīng)用平衡相圖及杠桿定律、平衡溶質(zhì)分凝系數(shù)來(lái)分析。而在亞快速凝固或快速凝固過(guò)程中，凝固速率很高，固液相線溫度發(fā)生明顯變化，合金在整個(gè)體積完全失穩(wěn)，屬于非平衡凝固狀態(tài)，

11、固液界面局域平衡失效，形成亞穩(wěn)組織，甚至在極端不平衡條件下發(fā)生無(wú)偏析無(wú)擴(kuò)散凝固，形成非平衡組織。亞快速凝固技術(shù)對(duì)鑄件的凝固組織主要有以下影響：(1)細(xì)化凝固組織凝固過(guò)程是一個(gè)不斷形核和晶核不斷長(zhǎng)大的過(guò)程，而在大的凝固速率下，可能萌發(fā)出更多的晶核，達(dá)到很高的形核率，但是其生長(zhǎng)時(shí)間又很短。因此，亞快速凝固技術(shù)可使晶粒細(xì)化。細(xì)小的凝固組織會(huì)極大的改善鑄件的綜合性能，使材料獲得更廣泛的用途。(2)減小偏析在亞快速凝固條件下，凝固速率可能超過(guò)界面上溶質(zhì)原子的擴(kuò)散速率，即進(jìn)入低偏析、低擴(kuò)散凝固。溶質(zhì)分配系數(shù)隨著凝固速率的增大而趨近于1，凝固組織會(huì)形成非常細(xì)小的胞狀晶或樹(shù)枝晶，枝晶臂間距都在幾微米左右，因此

12、表現(xiàn)出的顯微偏析也很小，凝固組織均勻性提高。(3)擴(kuò)大固溶極限極快的冷卻速率可顯著擴(kuò)大溶質(zhì)元素的固溶極限，共晶合金通過(guò)快速凝固甚至可以形成單向的固溶體組織。(4)形成亞穩(wěn)相在高的冷卻速率條件下平衡相的析出可能被抑制，導(dǎo)致非平衡亞穩(wěn)相結(jié)構(gòu)產(chǎn)生，包括擴(kuò)大已有的亞穩(wěn)相和析出新的非平衡的亞穩(wěn)相。2.2.4 6063鋁合金的二次枝晶臂間距與冷卻速率對(duì)應(yīng)關(guān)系2024鋁合金的二次枝晶臂間距及冷卻速率鑄造方式普鑄鑄造水冷鋼模鑄造水冷銅模鑄造(m)冷卻速度（k/s）53.630.825.717.416.4128.32.2.5 6066鋁合金的二次枝晶臂間距及冷卻速率對(duì)應(yīng)關(guān)系6066鋁合金的二次枝晶臂間距及冷卻速

13、率鑄造方式普鑄鑄造水冷鋼模鑄造水冷銅模鑄造(m)冷卻速度（k/s）60.21.130.49.218.826.32.2.6真空感應(yīng)熔煉顯微硬度與熔煉溫度關(guān)系下表給出了真空感應(yīng)熔煉水冷銅模鑄造2024鋁合金在不同過(guò)熱度下合金的平均顯微硬度值。由表中可以看出隨著合金熔體溫度的提高，合金鑄錠的平均顯微硬度值也隨著增高。當(dāng)合金熔煉功率為15kW、熔體溫度達(dá)到860時(shí)，合金的平均顯微硬度值最高，達(dá)到了117.2HV。這是因?yàn)榘宀牡慕M織枝晶減少，等軸晶數(shù)量大大增加，板材組織更加細(xì)化，晶界數(shù)量增多，變形抗力增大，在硬度上表現(xiàn)為硬度的增加。2024鋁合金不同過(guò)熱度下合金的平均顯微硬度值熔體溫度()7507808

14、10平均顯微硬度(HV)91.9100.74117.26066鋁合金不同過(guò)熱度下合金的平均顯微硬度值熔體溫度()750780810平均顯微硬度(HV)81.987.7101.2實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下可供參考：（不可抄襲）3 實(shí)驗(yàn)過(guò)程3.1 實(shí)驗(yàn)方案3.1.1 實(shí)驗(yàn)原料及設(shè)備實(shí)驗(yàn)主要儀器為：手工鋼鋸、型號(hào)為SX2-10-12的箱形電阻爐、型號(hào)為101-A1型電熱鼓風(fēng)恒溫干燥箱、華志電子天平HZY-1000-B、電子天平TP-60K、自封袋、石墨坩堝、模具、烘箱、鐘罩、鐵夾子、壓入勺、勺子及其它玻璃儀器等。實(shí)驗(yàn)主要藥品為：純鋁錠、純鎂塊、錳粉、純銅(其純度均為99.99%)、鋁箔、精煉劑(六氯乙烷)、熔劑、

15、涂料等。中間合金：Al-10%Ni合金、Al- 10%Sr合金、Al-5%Ti合金、 Al-4%Zr合金、 Al-4%Cr合金。下表2.1為實(shí)驗(yàn)所用Al-Si合金成分比例。表2.1 實(shí)驗(yàn)Al-Si合金成分(wt.%)元素種類SiCuMgMnNiCrTiZrSr合金含量(%)9.520.40.210.30.20.20.053.1.2 工藝流程本論文重點(diǎn)在于研究不同的鑄造工藝對(duì)實(shí)驗(yàn)用合金組織和性能的影響，并采用硬度測(cè)試、拉伸試驗(yàn)以及金相顯微組織觀察，對(duì)不同鑄造工藝所獲得的最終性能進(jìn)行比較，從而探討冷卻速度對(duì)合金綜合性能的影響，并為提高材料合金綜合性能奠定基礎(chǔ)。本實(shí)驗(yàn)主要按以下圖2.1所示工藝流程進(jìn)

16、行：圖2.1 實(shí)驗(yàn)6066鋁合金工藝流程圖3.2 熔煉工藝3.2.1 合金的熔煉在各種鋁合金產(chǎn)品的制備工藝中，合金的熔煉都是最重要的環(huán)節(jié)之一。根據(jù)組織的相關(guān)遺傳性原理，合金液對(duì)鑄件的最終質(zhì)量和性能產(chǎn)生有很大的影響。對(duì)鋁合金熔體質(zhì)量產(chǎn)生影響的因素非常之多，如原材料的品質(zhì)、熔煉方法和熔煉過(guò)程等等。合金的熔煉重點(diǎn)在于熔煉過(guò)程中的操作工藝的控制，因此在本論文實(shí)驗(yàn)中，無(wú)論是爐料配比的計(jì)算準(zhǔn)確率，還是坩堝的選用、坩堝等熔煉工具上涂料的選擇和應(yīng)用，或是模具的預(yù)熱溫度和時(shí)間、合金元素和中間合金加入順序以及熔煉溫度的界限范圍和升降溫速度等等，都必須要嚴(yán)格要求控制，最大程度上減少熔煉工藝的影響，以期最終獲得質(zhì)量更

17、加優(yōu)良的鋁硅合金。3.2.2 熔煉前期準(zhǔn)備工作本實(shí)驗(yàn)采用圖2.2中真空感應(yīng)熔煉爐(ZGIL0.025-60-2.5A，錦州電爐有限公司)進(jìn)行熔煉，采用型號(hào)SX2-10-12箱形電阻爐在一定溫度下烘干鋼制坩堝、模具及合金原料，除濕干燥原料和模具以減小水分等外界條件對(duì)合金熔煉的影響，從而獲得缺陷更少，性能更加優(yōu)良的鑄件產(chǎn)品。圖2.2 真空感應(yīng)熔煉爐按實(shí)驗(yàn)方案要求準(zhǔn)備熔煉工具、制取原料(包括Al、Mg、Cu和Mn)。為防止雜質(zhì)元素在熔煉過(guò)程中擴(kuò)散到合金中，從而影響合金的組織和性能，熔煉之前須對(duì)坩堝、澆勺等接觸金屬液的器物預(yù)熱、刷保護(hù)涂料，并烘干。刷涂料是將ZnO粉與水充分?jǐn)嚢韬髮⒃撘后w涂刷于坩堝等工

18、具的表層，然后置于箱形電阻爐烘烤，取出冷卻后即可使用。熔煉時(shí)坩堝難免會(huì)重復(fù)使用。坩堝在重復(fù)使用時(shí)應(yīng)清除熔渣并檢查是否完好。在通常的澆鑄條件下，鋁合金鑄件中的氧化夾雜及熔劑夾雜往往來(lái)自澆鑄過(guò)程。為此，澆鑄時(shí)應(yīng)采取下列措施：在保證充填鑄型的條件下，盡可能采用較低的澆注溫度，以降低熔液的氧化速度。為保證澆鑄出的試樣質(zhì)量和便于作橫向?qū)Ρ?，本次?shí)驗(yàn)所有澆鑄溫度均控制在710；澆鑄中應(yīng)盡量減少熔液外露機(jī)會(huì)；澆鑄時(shí)熔液流動(dòng)力求平穩(wěn)，防止渦流及飛濺；澆鑄工具每次進(jìn)入熔液前，應(yīng)先清理干凈、預(yù)熱，并涂上涂料；澆鑄前應(yīng)先將漂于液面上的一層熔渣除去。此外，在進(jìn)行澆鑄過(guò)程時(shí)，金屬液面如若伴有燃燒現(xiàn)象或有火星噴濺，則應(yīng)先

19、撒上一層覆蓋劑，再進(jìn)行澆鑄。澆鑄模具的選擇也是很重要的。要保證模具表面的潔凈與光滑，且模具要進(jìn)行預(yù)熱，溫度不應(yīng)太低。澆鑄時(shí)一定要注意澆鑄溫度和澆鑄時(shí)間。澆鑄速度要適中，不宜太快以免造成成分不均勻，也不宜太慢以免使溫度降低太快。要保證澆出的試樣表面無(wú)熔渣，無(wú)氧化現(xiàn)象。3.2.3 熔煉過(guò)程本實(shí)驗(yàn)采用真空感應(yīng)熔煉爐(ZGIL0.025-60-2.5A，錦州電爐有限公司)進(jìn)行熔煉，采用型號(hào)SX2-10-12箱形電阻爐烘干鋼制坩堝給原料和模具除濕干燥。將己經(jīng)預(yù)熱好，并用型號(hào)為S1M-cm-100角向磨光機(jī)打磨表面光亮Al塊(約總鋁塊的2/3)裝入己經(jīng)刷涂好保護(hù)層的真空熔煉爐中，在爐內(nèi)壁及底部均勻地撒上一

20、層粉狀RJ-5熔劑(主要是鈉鹽和氯化物)，熔劑用量應(yīng)低于合金溶液質(zhì)量的1%。由于合金液與空氣或水接觸時(shí)會(huì)產(chǎn)生劇烈反應(yīng)甚至爆炸，金屬液又處于高溫狀態(tài)因此很有必要注意安全操作。用溫度槍測(cè)溫，Al錠在760左右下進(jìn)行熔煉；待快熔化后，加入Si塊并升溫至840熔化，中間過(guò)程每隔30min扒渣一次，排除雜質(zhì)凈化質(zhì)量。接著調(diào)節(jié)溫度至780依次加入剩余Al塊、Al-Ni合金、Cu片、Al-Cr合金，待熔化后又升溫至840加入純Mn，降溫至690-720加入Mg塊，同時(shí)加入Al-Ti合金，Al-Zr合金以期達(dá)到細(xì)化效果，記得扒渣以保證合金液的質(zhì)量，精煉處理除渣除氣。然后在740加變質(zhì)劑Al-Sr，并持續(xù)15m

21、in熔體處理，而后扒渣精煉處理15min-20min，并靜置5min-8min讓熔體中的夾雜沉浮以除掉渣滓。待溫度稍降低至720左右進(jìn)行澆鑄，要注意防止合金熔體氧化，澆注速度要稍快。在整個(gè)熔煉過(guò)程中，記得加ZnO過(guò)濾網(wǎng)去除氧化物夾雜渣滓，一旦發(fā)現(xiàn)熔體漏并燃燒需及時(shí)補(bǔ)撒覆蓋劑保護(hù)。熔煉所澆注合金成形為金屬型模具(圖2.3)和自制砂型模具。3.2.4鋁合金熔煉過(guò)程中常見(jiàn)的缺陷無(wú)論哪種鑄造方法，鑄件中氣孔缺陷是在所難免的。氣孔分布在組織內(nèi)部，一般在晶界與枝晶間，割裂組織間的聯(lián)系，降低合金組織的連續(xù)性，嚴(yán)重影響合金的力學(xué)性能。一般地，壓鑄成型鑄造由于施加了一定壓力壓鑄氣孔很少，其次是金屬型鑄造，強(qiáng)補(bǔ)縮

22、能力可有效減少氣孔數(shù)量及細(xì)化氣孔，砂型鑄造等冷卻速度較緩慢氣孔數(shù)量明顯增多，而且氣孔也大點(diǎn)?？籽塾袝r(shí)呈氧化顏色，通常在加工后可發(fā)現(xiàn)。在金屬型鑄造合金和砂型鑄造合金制備取樣過(guò)程中，通過(guò)鋼鋸截取鑄件合金截面時(shí)，截面都分布有肉眼可見(jiàn)的光滑孔眼，或單個(gè)或集中。金屬型鑄造合金主要是細(xì)小針孔，不太明顯且數(shù)量較少，需仔細(xì)觀察才可發(fā)現(xiàn)。砂型鑄造合金氣孔數(shù)量大增，集中性氣孔有所增加，孔徑也變的更大些。原因可以歸納認(rèn)為有以下幾點(diǎn)：1、 氣孔外侵性48。砂型鑄造由于是濕砂半干型，型砂受熱產(chǎn)生的氣體侵入金屬液中；或型砂透氣性太差，型腔氣體排出困難，使得卷入的氣體未能及時(shí)排出而形成氣孔。圖3.9中可以看出，金屬型鑄造合

23、金氣孔缺陷比較嚴(yán)重，存在大量的比較大的氣孔，并成片出現(xiàn)，在近乎一條直線上連續(xù)出現(xiàn)，分布比較集中并多呈規(guī)則小圓形，此為典型的外侵性氣孔分布。冷卻速度對(duì)氣孔的影響較大，隨著冷卻速度的提高，不僅孔隙度降低，孔洞尺寸亦減小。圖3.9中仔細(xì)觀察亦可看到還有比較小的成片外侵性氣孔。分析原因是由于鑄造工藝為金屬型(無(wú)涂料)，而且本實(shí)驗(yàn)的合金鑄件鑄壁較厚，有一定的成分過(guò)冷，部分部位可能由較大的成分過(guò)冷，導(dǎo)致鑄件中心部位氣孔形成傾向很大，形成的氣孔數(shù)量亦比鑄件邊緣部位更多。圖3.9 金屬型鑄造合金氣孔缺陷為減少外侵性氣孔，可扎排氣孔提高型殼透氣性，并合理設(shè)置澆注系統(tǒng)，防止?jié)沧⒕砣霘怏w，并有利于型腔中氣體排出，亦

24、可適當(dāng)提高澆注溫度，盡量降低澆注距離和速度，使金屬液能平穩(wěn)充型，防止卷入氣體，使型腔中及液體金屬中氣體能順利排出。2、 氣孔自產(chǎn)型。金屬液中所含氣體或金屬液自身內(nèi)部反應(yīng)或與鑄型反應(yīng)產(chǎn)生以致在鑄件中析出而形成氣孔。圖3.10中為砂型鑄造合金5號(hào)試樣，有很大的氣孔，形狀不規(guī)則。同時(shí)在圖3.8中也能找到那些稀散分布的單個(gè)氣孔或多個(gè)氣孔，分布比較分散，沒(méi)在同一直線上，此多為自產(chǎn)型氣孔。為防止自產(chǎn)型氣孔產(chǎn)生，需要將爐料清理干凈；通過(guò)合理配料，熔煉過(guò)程中在金屬液面上要加覆蓋劑，盡可能縮短熔煉時(shí)間；金屬液需要除氣充分來(lái)減少帶入氣體，澆注前金屬液應(yīng)適當(dāng)靜置，便于氣體逸出，同時(shí)沉浮夾雜物除雜。圖3.10 砂型鑄造合金氣孔、縮孔缺陷圖此外，縮松縮孔也是挺常見(jiàn)的缺陷，而且特別是對(duì)于砂型鑄造合金，有縮松縮孔形成傾向。圖3.11可見(jiàn)