鋁合金常見的顯微缺陷

　　一、縮孔及疏松

　　同屬空洞類缺陷，凝固中體積補縮不充分，僅形態(tài)及發(fā)生部位不同。

　　1、縮孔

　　一般在鑄件最后凝固部位，形成管狀或枝杈狀的孔洞，面積較大。表面縮孔目視可見，內(nèi)部縮孔在低倍檢查可發(fā)現(xiàn)。

　　2、疏松

　　一般存在于枝晶間細(xì)小而分散的孔洞，造成鑄件內(nèi)部組織不致密性。

　　低倍檢查時，目視可見的疏松，稱為宏觀疏松;顯微鏡下才能看到的疏松成為顯微疏松。顯微疏松常為枝叉狀的黑色空洞分布在枝晶間，嚴(yán)重時孔洞連成網(wǎng)絡(luò)狀。若經(jīng)過熱處理，疏松孔洞邊緣變鈍，外形圓滑。

　　二、裂紋

　　1、鑄造裂紋

　　在凝固過程中，由于收縮受阻，逐漸內(nèi)部形成較大的內(nèi)應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過強度極限時，使鑄件產(chǎn)生裂紋。

　　高溫產(chǎn)生的裂紋稱高溫裂紋，裂紋呈曲折狀，沿晶界或枝晶間發(fā)展，裂紋斷口往往呈黃色或暗黑色。在低溫區(qū)產(chǎn)生的裂紋稱低溫裂紋，一般穿晶發(fā)展，裂紋斷口有金屬光澤。

　　2、熱處理裂紋

　　(1)淬火裂紋

　　由于淬火冷卻過于激烈，鋁合金各部位冷卻不均勻，造成很大內(nèi)應(yīng)力，在應(yīng)力集中區(qū)域引發(fā)開裂。裂紋較剛直，大部分沿晶，少部分穿晶，斷口較平整，屬于脆性斷裂。

　　(2)過燒裂紋

　　由于淬火加熱溫度超過合金的固相溫度線，引起晶界和共晶體熔化，在淬火冷卻時，形成沿晶或沿枝晶分布的過燒裂紋，嚴(yán)重時形成網(wǎng)狀，且組織粗大。

　　三、夾雜

　　在金相檢驗時常發(fā)現(xiàn)有各種夾雜物，分為以下三類：

　　1、鋁的氧化物夾雜

　　鋁的氧化皮在澆注時進(jìn)入鑄型，形成鑄件中的氧化物夾雜，顯微鏡下呈黑色團(tuán)絮狀或彎曲的絲狀物，輪廓不清。

　　2、鑄造型材的非金屬夾雜

　　鑄造型材—主要石英砂(SiO2)在澆注時混入金屬液，形成非金屬夾雜。金相觀察時，可看到輪廓呈方形或多邊形塊狀物，常常以浮雕狀出現(xiàn)。

　　3、熔劑夾雜

　　金屬液熔煉時，加入的熔劑不干凈造成熔劑夾雜。由于熔劑夾雜在金相制樣時易溶去而形成孔洞，但洞內(nèi)仍可見殘留的熔劑以及粘附的金屬微粒等。

　　四、偏析

　　鋁合金在凝固過程中，由于種種原因，造成鑄件各部分化學(xué)組分和組織不均勻的現(xiàn)象。在金相檢驗時，可看到各組織偏聚分布。根據(jù)發(fā)生部位等不同，偏析可分為以下幾種：

　　1.晶內(nèi)偏析

　　結(jié)晶快時擴(kuò)散過程不能充分進(jìn)行，造成晶粒內(nèi)部成分的不均勻性。這是一種常見現(xiàn)象，對力學(xué)性能無明顯影響。

　　2.區(qū)域偏析

　　由于結(jié)晶先后不同而導(dǎo)致不同區(qū)域成分差異。若中心富集低熔點成分則稱正偏析;若外層富集低熔點成分則稱負(fù)偏析。

　　3.共晶偏析

　　鋁合金凝固過程中，若產(chǎn)生縮孔類缺陷，共晶成分的液相填充其內(nèi)，引起粗大的共晶組織區(qū)，成為共晶偏析。這是一種有害的組織形態(tài)，對性能造成不良影響。

　　4.密度偏析

　　鋁合金中添加的鈦、鋅等難熔元素形成高熔點片狀化合物。凝固過程中這些化合物較早結(jié)晶。密度較大，易下沉形成密度偏析。這種堆積狀化合物偏析對合金性能有不良影響。

　　五、氣孔

　　鋁合金澆鑄過程中，由于液體金屬、鑄型或其他原因把外來氣體混入鑄件內(nèi)形成較大尺寸的孔洞稱氣孔。氣孔可出現(xiàn)在表面或內(nèi)部，形狀常呈梨形、橢圓或圓形，內(nèi)壁光滑、發(fā)亮，輪廓清晰可見。氣孔較大時，在低倍及斷口檢查時也能發(fā)現(xiàn)。

　　六、針孔

　　在熔煉和澆注過程中，鋁合金液吸收了大量的氫氣，當(dāng)鑄件凝固時，氫的溶解度下降，合金析出氫氣，形成細(xì)小的孔洞稱為針孔。

　　在顯微鏡下，針孔呈圓形或枝叉狀孔洞分布在枝晶間。Al-Si合金中，尤其是含硅較高的共晶型合金中，吸氫傾向嚴(yán)重，產(chǎn)生針孔傾向大，多為圓點狀，有時也呈多角狀。Al-Cu和Al-Mg合金中易形成顯微疏松，針孔與這種疏松混為一體，呈多角形互相連續(xù)的孔洞。

　　七、固溶強化相溶解不完全

　　鋁合金處理時溫度過低或保溫時間不足，使淬火后的合金組織中有較多的殘留固溶強化相，尤其在工件厚大部分，易形成粗大的強化相，更易引起溶解不完全，常常在晶界和枝晶間殘留強化相，致使鋁合金力學(xué)性能低下。