熔煉和澆注過程分夾雜物的來源金屬實驗顯微鏡
幾乎所有的外來物質對生產諸如金屬箔或計算機光盤等產品都
是有害的。然而,對于成型鑄件(shaped casting),有些夾雜物如
碳化物、硼化物等不會造成危害。這是因為它們能夠從金屬液中沉
淀出來,并與基體原子結合十分緊密,這些結合很好的非金屬相不
會作為氣孔和裂紋等缺陷的萌生源,相反,它們可能會起到細化晶
粒的作用。此外,它們與固相基體結合很好,一般認為對材料力學
性能的影響很小或者忽略不計。(然而,我們不可忽視它們對材料
其他的物理或化學性能的影響,如機加工性能或抗腐蝕性能。)
力學性能影響較大的那些夾雜物,它們是形成氣孔或裂紋
等嚴重缺陷的起源。因此,本書重點集中在卷入表面膜上,這些膜
與金屬液界面不黏合,從而導致一系列問題。通常情況下,這些夾
雜物是氧化物,而碳膜也很普遍,偶爾也有氮化物、硫化物和其他
材料。
壓力過濾器實驗可以收集所有卷入的固體,并通過分
析過濾器上的夾雜物,可以幫助我們識別在熔煉和澆注過程中大部
分夾雜物的來源。然而,只有一類夾雜物檢測不到,但對金屬性能
的影響相當重要,它是在純凈金屬液中由于表面湍流而新卷入的膜
。這些膜在熔煉和金屬液運輸過程中不要求檢測,
一般在澆注過程中卷入。這些膜典型的厚度只有20nm,所以在
光學顯微鏡下無法看到,尤其是當它們覆蓋在耐火材料過濾器上時
,膜層的斷面厚度是正常膜的幾千倍。檢測這種夾雜物的唯一技術
是緩慢減壓實驗,這個實驗是把膜展開(因為它們通常是雙層的,
中間含有空氣