铸锭中常见的缺陷及其特征

飞翔

        铸锭中常见的缺陷及其特征
    金属铸锭的结晶组织通常存
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，整个铸锭凝固过程的收缩缺陷
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，这种残余缩孔对随后的加工与使用将造成严重的影响。如
果缩孔在铸锭中心形成深的缩管，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液补充
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
    偏析就是钢锭在结晶过程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微偏析两种类型。
    (I)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，又可分为正常偏析、反偏析及比重偏析等。
    正常偏析:在铸锭内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，随后结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
结晶部分溶质浓度甚高，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GCr15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。这种偏析一般难以避免，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
善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合金铸件或灰口铸铁等，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:比重偏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，在
结晶过程中先结晶的Sb相比重较小，而共晶相(Pb+Sb)
的比重较大，因而Sb晶体上浮，(Pb十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，枝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β相便是一例。