鑄態金屬常見的組織缺陷(xian)有縮孔、疏(shu)松、偏析、內裂紋(wen)、氣泡和白點等。 


 1. 縮孔 


  金(jin)(jin)屬在(zai)冷凝(ning)過程中由(you)于(yu)體(ti)(ti)(ti)積(ji)的(de)收縮而在(zai)鑄(zhu)錠或鑄(zhu)件心部形成(cheng)管狀(zhuang)(zhuang)（或喇叭狀(zhuang)(zhuang)）或分散的(de)孔洞，稱為(wei)縮孔。縮孔的(de)相(xiang)對體(ti)(ti)(ti)積(ji)與(yu)與(yu)液(ye)態(tai)金(jin)(jin)屬的(de)溫(wen)度、冷卻條件以及(ji)鑄(zhu)件的(de)大小等(deng)有關。液(ye)態(tai)金(jin)(jin)屬的(de)溫(wen)度越(yue)高，則液(ye)體(ti)(ti)(ti)與(yu)固體(ti)(ti)(ti)之間的(de)體(ti)(ti)(ti)積(ji)差越(yue)大，而縮孔的(de)體(ti)(ti)(ti)積(ji)也越(yue)大。向薄壁鑄(zhu)型中澆注金(jin)(jin)屬時，型壁越(yue)薄、則受熱越(yue)快，液(ye)態(tai)金(jin)(jin)屬越(yue)不易(yi)冷卻，在(zai)剛澆完鑄(zhu)型時，液(ye)態(tai)金(jin)(jin)屬的(de)體(ti)(ti)(ti)積(ji)也越(yue)大，金(jin)(jin)屬冷凝(ning)后的(de)縮孔也就(jiu)越(yue)大。 

 

 2. 疏松 


 在(zai)急速冷卻(que)的(de)(de)(de)條件(jian)下澆(jiao)注金屬(shu)，可避(bi)免(mian)在(zai)鑄錠上部形成集(ji)中(zhong)(zhong)縮(suo)(suo)孔，但(dan)此時液體(ti)金屬(shu)與固態金屬(shu)之間的(de)(de)(de)體(ti)積差仍(reng)保持一(yi)定的(de)(de)(de)數(shu)值，雖然在(zai)表面上似(si)乎已經消除(chu)了大的(de)(de)(de)縮(suo)(suo)孔，可是(shi)有許(xu)多細小縮(suo)(suo)孔即疏松，分布在(zai)金屬(shu)的(de)(de)(de)整個(ge)體(ti)積中(zhong)(zhong)。 鋼材(cai)在(zai)鍛造和軋制過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)，疏松情況(kuang)可得到很大程(cheng)度的(de)(de)(de)改善，但(dan)若由于原(yuan)鋼錠的(de)(de)(de)疏松較為(wei)嚴重(zhong)(zhong)、壓(ya)縮(suo)(suo)比不(bu)(bu)足等原(yuan)因(yin)，則在(zai)熱加工后較嚴重(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)疏松仍(reng)會存(cun)在(zai)。此外，當原(yuan)鋼錠中(zhong)(zhong)存(cun)在(zai)著較多的(de)(de)(de)氣泡(pao)，而在(zai)熱軋過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)焊合不(bu)(bu)良，或(huo)沸騰鋼中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)氣泡(pao)分布不(bu)(bu)良，以致影響(xiang)焊合，亦可能形成疏松。 


   疏松的存在具有較大的危害性(xing)，主要有以下(xia)幾種： 

   

  a. 在(zai)鑄件(jian)中，由于疏松的存(cun)在(zai)，顯著降低(di)其力學性能，可(ke)能使(shi)其在(zai)使(shi)用(yong)過程(cheng)(cheng)中成(cheng)為疲(pi)勞(lao)源而發生斷裂(lie)。在(zai)用(yong)作液體(ti)容器或(huo)管道的鑄件(jian)中，有(you)時會存(cun)在(zai)基本上(shang)相互連(lian)接(jie)的疏松，以致不能通(tong)過水(shui)壓試驗，或(huo)在(zai)使(shi)用(yong)過程(cheng)(cheng)中發生滲(shen)漏現象； 


  b. 鋼(gang)材中(zhong)如(ru)存在疏松，亦會(hui)降低其力學性能，但因在熱加工(gong)過程中(zhong)一(yi)般能減少或消除疏松，故(gu)疏松對鋼(gang)材性能的(de)影響比鑄件的(de)小(xiao)； 


  c. 金(jin)屬中存在較嚴重的疏松，對機械加(jia)工后(hou)的表面(mian)粗(cu)糙度有一(yi)定的影響。


 3. 偏析 


  金屬(shu)(shu)(shu)在(zai)(zai)(zai)冷凝(ning)過程中(zhong)(zhong)，由于(yu)某些(xie)因素的(de)(de)影響而形成(cheng)(cheng)的(de)(de)化(hua)學(xue)成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)不均勻現(xian)象(xiang)稱(cheng)為(wei)偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)。偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)分(fen)(fen)為(wei)晶(jing)內偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)、晶(jing)間偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)、區(qu)域(yu)(yu)偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)、比(bi)(bi)重(zhong)偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)。 由于(yu)擴散不足，在(zai)(zai)(zai)凝(ning)固(gu)后的(de)(de)金屬(shu)(shu)(shu)中(zhong)(zhong)，便(bian)存(cun)在(zai)(zai)(zai)晶(jing)體(ti)范(fan)圍(wei)內的(de)(de)成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)不均勻現(xian)象(xiang)，即(ji)晶(jing)內偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)。基于(yu)同一原因，在(zai)(zai)(zai)固(gu)溶(rong)(rong)(rong)(rong)體(ti)金屬(shu)(shu)(shu)中(zhong)(zhong)，后凝(ning)固(gu)的(de)(de)晶(jing)體(ti)與先凝(ning)固(gu)的(de)(de)晶(jing)體(ti)成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)也會(hui)不同，即(ji)晶(jing)間偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)。碳(tan)化(hua)物偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)是一種晶(jing)間偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)。 在(zai)(zai)(zai)澆(jiao)注鑄鍵(或鑄件)時(shi)，由于(yu)通過鑄型(xing)壁強(qiang)烈(lie)的(de)(de)定向(xiang)散熱，在(zai)(zai)(zai)進行著(zhu)凝(ning)固(gu)的(de)(de)合金內便(bian)形成(cheng)(cheng)一個較大(da)(da)的(de)(de)溫(wen)差(cha)(cha)。結果就(jiu)必然導致外層區(qu)域(yu)(yu)富(fu)集高熔點(dian)組元，而心部則富(fu)集低熔點(dian)組元，同時(shi)也富(fu)集著(zhu)凝(ning)固(gu)時(shi)析(xi)(xi)(xi)出的(de)(de)非金屬(shu)(shu)(shu)雜質和氣(qi)體(ti)等。這種偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)稱(cheng)為(wei)區(qu)域(yu)(yu)偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)。 在(zai)(zai)(zai)金屬(shu)(shu)(shu)冷凝(ning)過程中(zhong)(zhong)，如果析(xi)(xi)(xi)出的(de)(de)晶(jing)體(ti)與余(yu)下的(de)(de)溶(rong)(rong)(rong)(rong)液兩者密(mi)度(du)不同時(shi)，這些(xie)晶(jing)體(ti)便(bian)傾(qing)向(xiang)于(yu)在(zai)(zai)(zai)溶(rong)(rong)(rong)(rong)液中(zhong)(zhong)下沉或上浮(fu)，所(suo)形成(cheng)(cheng)的(de)(de)化(hua)學(xue)成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)不均勻現(xian)象(xiang)，稱(cheng)為(wei)比(bi)(bi)重(zhong)偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)。晶(jing)體(ti)與余(yu)下的(de)(de)溶(rong)(rong)(rong)(rong)液之間的(de)(de)密(mi)度(du)差(cha)(cha)越(yue)(yue)大(da)(da)，比(bi)(bi)重(zhong)偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)越(yue)(yue)大(da)(da)。這種密(mi)度(du)差(cha)(cha)取決于(yu)金屬(shu)(shu)(shu)組元的(de)(de)密(mi)度(du)差(cha)(cha)，以及晶(jing)體(ti)與溶(rong)(rong)(rong)(rong)液之間的(de)(de)成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)差(cha)(cha)。如果冷卻越(yue)(yue)緩慢，隨著(zhu)溫(wen)度(du)降(jiang)低初生(sheng)晶(jing)體(ti)數量的(de)(de)增(zeng)加越(yue)(yue)緩慢，則晶(jing)體(ti)在(zai)(zai)(zai)溶(rong)(rong)(rong)(rong)液中(zhong)(zhong)能自由浮(fu)沉的(de)(de)溫(wen)度(du)范(fan)圍(wei)越(yue)(yue)大(da)(da)，因而比(bi)(bi)重(zhong)偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)也越(yue)(yue)強(qiang)烈(lie)。 


 4. 氣(qi)泡 


  金(jin)屬(shu)在熔融狀態時(shi)能溶(rong)(rong)解大量的氣體(ti)，在冷凝過程中(zhong)因(yin)溶(rong)(rong)解度隨溫(wen)度的降低而急劇減小，致(zhi)使(shi)氣體(ti)從液態金(jin)屬(shu)中(zhong)釋放(fang)出(chu)來(lai)。若此時(shi)金(jin)屬(shu)已完全(quan)凝固(gu)，則(ze)剩(sheng)下(xia)的氣體(ti)不易(yi)逸出(chu)，有(you)一部分(fen)就包(bao)容在還處于(yu)塑(su)性狀態的金(jin)屬(shu)中(zhong)，于(yu)是形(xing)成氣孔，則(ze)稱其為氣泡。 


  氣泡的有害影響(xiang)表現如下： 


  a. 氣泡減(jian)少金屬鑄(zhu)件(jian)的有(you)效截面，由(you)于其(qi)缺口效應，大(da)大(da)降低(di)了材料的強度； 


  b. 當鑄(zhu)錠表面存在(zai)著氣泡時，在(zai)熱鍛加(jia)熱時可能被氧化，在(zai)隨后的鍛壓(ya)過程中不能焊合而形成細紋或裂縫； 


  c. 在(zai)沸騰鋼及某些(xie)合(he)金中，由于氣泡的存在(zai)還可能(neng)產生偏析導致裂縫。


 5. 白點 


  在(zai)經侵(qin)蝕后的(de)(de)橫向截(jie)面上，呈現(xian)較多短小(xiao)的(de)(de)不(bu)連續(xu)的(de)(de)發(fa)絲狀(zhuang)裂(lie)縫(feng)；而在(zai)縱向斷(duan)面上會發(fa)現(xian)表面光滑(hua)、銀白色的(de)(de)圓形或(huo)橢圓形的(de)(de)斑點(dian)(dian)，這種缺陷稱為白點(dian)(dian)。


   白點(dian)(dian)最容易產(chan)生在鎳(nie)、鉻、錳作為合金元素的合金結構鋼(gang)(gang)及(ji)(ji)低(di)合金工具鋼(gang)(gang)中(zhong)。 奧氏(shi)體不銹鋼(gang)(gang)及(ji)(ji)萊氏(shi)體鋼(gang)(gang)中(zhong)，從未發(fa)現過白點(dian)(dian)；鑄鋼(gang)(gang)中(zhong)也可能發(fa)現白點(dian)(dian)，但極為罕(han)見(jian)；焊接工件的熔焊金屬中(zhong)偶爾(er)也會產(chan)生白點(dian)(dian)。


  白點(dian)的(de)產生與鋼(gang)材的(de)尺寸也有(you)一定的(de)關系，橫截面的(de)直徑或厚度小于30mm的(de)鋼(gang)材不易產生白點(dian)。 通常(chang)具有(you)白點(dian)的(de)鋼(gang)材縱向抗拉強度與彈性(xing)極限降低并不多，但(dan)伸長率則(ze)顯著降低，尤(you)其是斷面收縮率與沖擊韌性(xing)降低得更(geng)多，有(you)時(shi)可(ke)能(neng)接近于零。且(qie)這(zhe)種鋼(gang)材的(de)橫向力(li)(li)學(xue)性(xing)能(neng)比縱向力(li)(li)學(xue)性(xing)能(neng)降低得多。因此(ci)具有(you)白點(dian)的(de)鋼(gang)材一般(ban)不能(neng)使用(yong)。