铸件形成理论11（第七章）.pptVIP

§7-4 析出性气孔二、析出性气孔的形成 2 产生析出性气孔倾向性的判据 （1）析出性气孔的判据 可用下式判断铸件产生析出性气孔的倾向性： * §7-4 析出性气孔二、析出性气孔的形成 2 产生析出性气孔倾向性的判据 （1）析出性气孔的判据 将?代入下式，并令x＝0，则有 * §7-4 析出性气孔二、析出性气孔的形成 2 产生析出性气孔倾向性的判据 （1）析出性气孔的判据 可见，气孔判据?的物理意义是，稳定生长时凝固界面上液相的气体浓度CL比原始气体浓度C0所增加的倍数。 ?越大，气孔则起容易形成。 * §7-4 析出性气孔二、析出性气孔的形成 2 产生析出性气孔倾向性的判据 （2）以临界过饱和浓度SL判断 对每一种合金在一定铸造条件下，经试验可确定临界过饱和浓度SL。若合金液的含气量超过SL，则将产生析出性气孔。SL值与铸造条件有关，金属型铸造的SL值比砂型铸造的大。在砂型铸造条件下，铸铁的SL[H]为2cm3／(100g)，铜合金的SL[H]为1.5cm3／(100g)，铸钢的SL[H]为10ppm，灰铸铁的SL[N]为20～80ppm。 BACK * §7-4 析出性气孔三、影响析出性气孔的主要因素 (1)合金液原始含气量C0 C0值越大，固态和液态中气体溶解度差值越大，凝固前沿该相中富集的气体浓度就越高，则越容易形成析出性气孔。 (2)合金成分 它除影响合金的原始含气量外，还决定了合金的收缩值及结晶温度范围。收缩量大和结晶温度宽的合金易产生析出性气孔。 (3)气体的性质 氢比氮易析出且扩散速度快，氢比氮容易形成析出性气孔。 (4)外界压力p0 外界压力越小，越易产生析出性气孔。 (5)铸件的凝固方式 若铸件以逐层方式凝固，液体直到凝固结束前都处于大气压力和金属液静压力作用下，溶解的气体不容易析出，即使产生气泡也易于上浮排除。在这种情况下，若产生析出性气孔，也多集中在冒口附近或热节部位。若铸件以体积方式凝固，枝晶很早就将液体封闭，产生析出性气孔的可能性很大，所产生的析出性气孔沿铸件截面均匀分布。 BACK * §7-4 析出性气孔四、防止析出性气孔的途径 1．减少金属液的原始含气量C0 ，为此 (1)减少各种气体的来源 (2)控制熔炼温度 (3)采用真空熔炼。 2．对金属液除气处理。其方法为 (1)浮游去气 (2)真空去气。 (3)氧化去气 (4)冷凝除气 3．阻止气体析出。其方法为： (1)提高铸件冷却速度 (2)提高金属凝固时的外压 * 第七章 铸件中的气孔 §7-4 反应性气孔 一、特征 二、金属与铸型间的反应性气孔 （皮下气孔） 三、金属液内反应性气孔 四、反应性气孔的防止 * §7-4 反应性气孔 一、特征 金属液与铸型之间、金属与熔渣之间或金属液内部某些元素、化合物之间发生化学反应所产生的气孔，称为反应性气孔。金属与铸型间反应生成的气孔通常分布在铸件皮下1～3mm(有时只在氧化皮下)处，经加工或清理暴露出来，故又称皮下气孔。 皮下气孔有球状、梨状，孔径约1～3mm；但多呈长条状垂直于铸件表面，深度可达10m m左右。皮下气孔表面光滑，呈银白色或金属亮色。 (图) 另一种反应性气孔，是金属内部组元之间或组元与非金属夹杂物发生化学反应产生的蜂窝状气孔，呈梨状或团球状，分布均匀(图)。 BACK * §7-4 反应性气孔 一、特征 球墨铸铁件皮下气孔 白口铸铁件皮下气孔 （被氧化皮覆盖） * §7-4 反应性气孔 一、特征 铸铜件皮下气孔 （脱氧不完全引起） * §7-4 反应性气孔二、金属与铸型间的反应性气孔 皮下气孔可分为氢气、氮气和一氧化碳为主的皮下气孔。 1 氢气孔 浇注后，在金属液热作用下，铸型中的水分迅速蒸发并与金属液中的某些组元反应 Me为能与水蒸气反应的元素。 同时，铸型中的自由碳和有机物燃烧、某些物质分解，在铸型与金属液界面上生成大量的气体，主要有H2、 CO2、 CO、 N2等。 * §7-4 反应性气孔二、金属与铸型间的反应性气孔 经上述反应生成的氢，一部分通过铸型逸出，另一部分则向金属液中扩散，使金属液表面层氢含量急剧增加。 在铸件开始凝固时，形成一固相薄壳。由于溶质再分配，氢在凝固前沿的液相中富集，形成氢的过饱和浓度区，该区存在的Al2O3、MnO等固相质点，均能使氢依附其表面上生核成为气泡核心。气泡一旦形成，溶解在液相中的其它气体向气泡扩散，并伴随着凝固前沿的推移，气泡沿枝晶间长大。但有人认为，氢气孔是以CO或溶解在金属液中的[H]和[O]反应生成的水蒸气作为核心。 皮下