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铝合金常见的显微缺陷有哪些

日期: 2021-03-27 作者:铝合金销售部 浏览: 82次

  铝合金常见的显微缺陷

  一、缩孔及疏松

  同属空洞类缺陷,凝固中体积补缩不充分,仅形态及发生部位不同。

  1、缩孔

  一般在铸件最后凝固部位,形成管状或枝杈状的孔洞,面积较大。表面缩孔目视可见,内部缩孔在低倍检查可发现。

  2、疏松

  一般存在于枝晶间细小而分散的孔洞,造成铸件内部组织不致密性。

  低倍检查时,目视可见的疏松,称为宏观疏松;显微镜下才能看到的疏松成为显微疏松。显微疏松常为枝叉状的黑色空洞分布在枝晶间,严重时孔洞连成网络状。若经过热处理,疏松孔洞边缘变钝,外形圆滑。

  二、裂纹

  1、铸造裂纹

  在凝固过程中,由于收缩受阻,逐渐内部形成较大的内应力,当应力超过强度极限时,使铸件产生裂纹。

  高温产生的裂纹称高温裂纹,裂纹呈曲折状,沿晶界或枝晶间发展,裂纹断口往往呈黄色或暗黑色。在低温区产生的裂纹称低温裂纹,一般穿晶发展,裂纹断口有金属光泽。

  2、热处理裂纹

  (1)淬火裂纹

  由于淬火冷却过于激烈,铝合金各部位冷却不均匀,造成很大内应力,在应力集中区域引发开裂。裂纹较刚直,大部分沿晶,少部分穿晶,断口较平整,属于脆性断裂。

  (2)过烧裂纹

  由于淬火加热温度超过合金的固相温度线,引起晶界和共晶体熔化,在淬火冷却时,形成沿晶或沿枝晶分布的过烧裂纹,严重时形成网状,且组织粗大。

  三、夹杂

  在金相检验时常发现有各种夹杂物,分为以下三类:

  1、铝的氧化物夹杂

  铝的氧化皮在浇注时进入铸型,形成铸件中的氧化物夹杂,显微镜下呈黑色团絮状或弯曲的丝状物,轮廓不清。

  2、铸造型材的非金属夹杂

  铸造型材—主要石英砂(SiO2)在浇注时混入金属液,形成非金属夹杂。金相观察时,可看到轮廓呈方形或多边形块状物,常常以浮雕状出现。

  3、熔剂夹杂

  金属液熔炼时,加入的熔剂不干净造成熔剂夹杂。由于熔剂夹杂在金相制样时易溶去而形成孔洞,但洞内仍可见残留的熔剂以及粘附的金属微粒等。

  四、偏析

  铝合金在凝固过程中,由于种种原因,造成铸件各部分化学组分和组织不均匀的现象。在金相检验时,可看到各组织偏聚分布。根据发生部位等不同,偏析可分为以下几种:

  1.晶内偏析

  结晶快时扩散过程不能充分进行,造成晶粒内部成分的不均匀性。这是一种常见现象,对力学性能无明显影响。

  2.区域偏析

  由于结晶先后不同而导致不同区域成分差异。若中心富集低熔点成分则称正偏析;若外层富集低熔点成分则称负偏析。

  3.共晶偏析

  铝合金凝固过程中,若产生缩孔类缺陷,共晶成分的液相填充其内,引起粗大的共晶组织区,成为共晶偏析。这是一种有害的组织形态,对性能造成不良影响。

  4.密度偏析

  铝合金中添加的钛、锌等难熔元素形成高熔点片状化合物。凝固过程中这些化合物较早结晶。密度较大,易下沉形成密度偏析。这种堆积状化合物偏析对合金性能有不良影响。

  五、气孔

  铝合金浇铸过程中,由于液体金属、铸型或其他原因把外来气体混入铸件内形成较大尺寸的孔洞称气孔。气孔可出现在表面或内部,形状常呈梨形、椭圆或圆形,内壁光滑、发亮,轮廓清晰可见。气孔较大时,在低倍及断口检查时也能发现。

  六、针孔

  在熔炼和浇注过程中,铝合金液吸收了大量的氢气,当铸件凝固时,氢的溶解度下降,合金析出氢气,形成细小的孔洞称为针孔。

  在显微镜下,针孔呈圆形或枝叉状孔洞分布在枝晶间。Al-Si合金中,尤其是含硅较高的共晶型合金中,吸氢倾向严重,产生针孔倾向大,多为圆点状,有时也呈多角状。Al-Cu和Al-Mg合金中易形成显微疏松,针孔与这种疏松混为一体,呈多角形互相连续的孔洞。

  七、固溶强化相溶解不完全

  铝合金处理时温度过低或保温时间不足,使淬火后的合金组织中有较多的残留固溶强化相,尤其在工件厚大部分,易形成粗大的强化相,更易引起溶解不完全,常常在晶界和枝晶间残留强化相,致使铝合金力学性能低下。