金属中的气体与气孔详解.ppt

析出性气孔实例 析出性气孔特征 1、形状特征：多为分散小圆孔，直径0.5～2mm，或者更大，肉眼能观察到麻点状小孔，表面光亮。 ??2、位置分布：在铸坯断面上呈大面积、均匀分布，而在最后凝固的部位较多（图7－9）。 ??3、气体成分：氢气、氮气。 ??4、出现规律：往往一炉金属液中全部或多数出现这种气孔。 ??5、敏感合金：铝合金和钢比较容易出现这种气孔。 ??6、伴生现象：冒口中缩孔减小，并有不同程度的冒口上涨现象。 析出性气孔实例 析出性气孔的形成过程 1、溶解气体的析出（气泡核的形成） ????1) ?液态：随温度降低，气体溶解度降低，当开始凝固时，一般溶解度骤降。 ????2)? 凝固过程：气体元素的溶质再分配。 ?? 上述原因导致溶解在金属液中的气体析出，并形成气泡核。 析出性气孔的形成过程 2、气泡核的长大 气泡核能否长大取决于气泡内的压力是否大于外部压力之和。 3、气孔的形成 气泡形成后来不及排除，金属液已经开始凝固，留在金属内成为气孔。 影响析出性气孔的主要因素 ?? 1、合金溶液中原始含气量Cg。Cg愈大，气孔形成可能愈大。 ???2、液 、固相气体溶解度差△S。△S＝SL—SS, △S愈大，愈易形成析出性气孔。 ???3、合金成分。收缩量大和结晶温度范围宽的合金容易形成析出性气孔。 ???4、气体性质。扩散速度快的气体（如氢）容易形成析出性气孔。 ???5、外界压力。外界压力降低，析出性气孔析出可能增大。 ???6、凝固速度。提高凝固速度，不易形成析出性气孔。 ???7、铸件凝固方式。逐层凝固：液体始终处于大气压力和金属静压力下，气体不易析出。体积凝固：枝晶很早将液体封闭，产生析出性气孔的可能性很大，气孔均匀分布。 防止析出性气孔的途径 1、减少原始含气量。 ??? 炉料、炉衬、浇包、中间包、添加干燥剂 2、除气处理。 ?(1)浮游去气：向金属液中吹入不溶气体，产生大量气泡。 ?(2)真空去气：降低外界压力，使气体蒸发。 ?(3)氧化去气：用于不易氧化的金属，如铜合金，氧和氢在铜中相互制约，加氧去氢，再脱氧。 ?(4)冷凝除气：降低温度除气，再快速升温浇注。 3、阻止气体析出。 ?(1)提高冷速。 ?(2)提高金属凝固时的外压。 金属液凝固时，金属本身化学成分元素同溶解于金属液的化合物，或化合物之间发生化学反应，产生气体，形成气泡而出现的气孔（图7－10），称为内生式反应气孔。这种气孔是由于金属液本身的原因而产生的，所以它是一种内生式气孔。 第四节 内生反应性气孔 内生反应性气孔特征 1)? 气孔孔洞大，孔径可达几毫米； 2)? 形状无规律性，可以是圆球形，团球形或异形孔洞； 3)? 分布上为弥散性气孔，成群的大孔洞分布于铸件整个截面积上； 4)? 孔壁表面颜色一般呈金属光亮色； 5)? 一般总是内部气孔，往往是在铸件机加工后才暴露出来，加工面上遍布着孔洞，犹似蜂窝。此时应继续检查，铸件整个横断面是否也有成群的孔洞，以免判断为皮下气孔； 6)? 这种气孔具有流行性缺陷的同一性特点，即同一炉、同一包所浇注的铸件都会有同样的缺陷。 7)? 与析出性气孔的差别：孔径较大 。 8) ?与皮下气孔的差别：分布在整个断面上。 内生反应性气孔形成原因 内生式反应气孔可按其化学反应的生成气体成分予以分类。分别阐明如下。 ? 1、内生式CO反应气孔 ? 1)? 形成 内生式CO反应气孔是在浇注后，钢液凝固时期形成的。铸钢件最容易产生这种气孔缺陷。形成的根本原因是冶炼时钢液脱氧不良。 ??? 如果冶炼时钢液脱氧不良而有相当高的溶解氧量，则钢液凝固时在固-液界面前的液相溶质富集区内的溶解氧量就会更高。 ??? 当它超过了凝固温度时的溶解碳[C]和[O]的平衡溶解量时，就会在液相的溶质富集区内发生如下所示的碳氧反应，生成CO气体。 [C]十[O]——CO 内生反应性气孔形成原因 CO气体实际上是不溶于钢液中的，因此易于以固-液界面上的枝晶间凹坑或沟槽为气泡核基底，形成成群的CO气泡核。同时，气泡核周围钢液中溶解的氢、氮会扩散进入CO气泡核中，它们共同促使它长大成气泡。这种气泡是在钢液凝固时期形成的，因此难于上浮排除掉。气泡形成于固-液界面前的液相中，因此随着固-液界面向铸件中心的推进，界面前的液相中会不断地产生新的、成群的CO气泡，这种气孔缺陷极易成为弥散性气孔。 内生反应性气孔形成原因 以前认为钢液中的氧，都以FeO化合物形态存在（溶解）于钢液中，所以以下式表达钢液中的碳氧反应 [C]＋