鑄件中有幾類常見氣孔類型和檢驗分析圖像顯微鏡
氣孔類型和診斷
鑄件中有幾類常見氣孔，必須準確區分，以便選取合適的
處理方式。的氣孔。溶液中析出氣孔
本文暫且將其稱為“真氣孔”，也許不貼切，但能恰當地
反映其特征。凝固過程中析出的。氣孔不能由于溶液中的氣體處于
凝固界面前沿而簡單地出現。如果不存在有利的形核位置，即使氣
相超過其在金屬中的溶解度極限也不能形成氣孔，依然存在于過飽
和溶液中。對于鋁合金，其中存在過飽和氫并沒有害處，而對于鐵
素體鋼，過飽和氫將導致嚴重的氫脆問題。
假設凝固過程中存在足夠多的形成氣孔的核心，其中較理
想的核心是雙層膜，這些膜不僅提供了理想的析出位置并且展開時
受到較小的阻力。
對于凝固組織為樹枝晶的金屬，析出的氣體通常處于枝晶
間隙中，分散均勻且非常細小。對于幾公斤重的鑄件，氣孔直徑通
常為0．01～O．05mm且在鑄件中均勻分布。對于較大的鑄件，氣孔
直徑可增至lmm左右，但這些氣孔仍然太小，使用碳化物刀具加工
時金屬細屑會將其遮蓋，在鋁合金加工表面上很難發現。相反，如
果采用金剛石刀具，則加工表面比較清潔，可直接或借助放大鏡觀
察到這些缺陷。
多晶金剛石刀具的引入使英國的汽車活塞鑄造廠幾乎面臨
停產的境地，他們無法解決鑄件中驟然升高的氣孔問題。沒有顧客
愿意購買滿是明顯孔洞的活塞，這時工業生產舉步維艱，不得不
提高金屬液質量以克服氣孔缺陷。
溶液中氣體必須積累且富集之后才能成為析出物，鑄件外
表會有一層完好的凝固表皮，氣孔通常出現在表面以下lmm或2mm位
置。
金屬凝固時，氣孔可以緊隨著凝固前沿同步生長，從而形成長
隧道狀的缺陷，有時稱其為蠕蟲狀氣孔，水凝固時可以觀察到相似
情況，這些氣孔的直徑可達lmm左右，長短不一，較長可達lOOmm
，甚至更長。砂型鑄造鋁青銅板件的X射線氣孔圖像，氣孔長20mm
，金屬液未進行脫氣。與預先進行充分脫氣的相似鑄件的X射線照
片對比(未給出)，后者觀察不到任何缺陷。
這些氣孔很容易區分，需要注意的是氣相的來源可能是熔
煉時金屬液中的氣體。對于砂型鑄造，金屬液流經澆道、充填鑄型
過程中以及充型后的金屬液與鑄型的連續反應都會導致額外的氣體
進入金屬液。當金屬液中的氣體含量超過氣孔可以形核、生長的臨
界門檻值時便形成氣孔。
