熔炼铸造缺陷分析及解决方案.docx
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1、熔炼铸造缺陷分析及解决方案目录1 .铸锭中的化学成分偏析31. 1. 晶内偏析32. 2.逆偏析42 .铸锭中的气体和非金属夹杂物42. 1.非金属夹杂(夹渣)42. 2.氧化膜52. 3.疏松、缩孔51.4. 白点73 .铸锭中的裂纹73. 1.前述74. 2.扁铸锭侧面裂纹85. 3.局铸锭底部裂纹96. 4.扁铸锭浇口部裂纹117. 5.扁铸锭表面裂纹118. 6.圆铸锭中心裂纹129. 7.圆铸锭表面裂纹1310. 8.圆铸锭环状裂纹1411. 9.圆铸锭横向裂纹1512. 0.空心圆铸锭内孔放射状裂纹1613. 1.空心圆铸锭环状裂纹1614. 12.空心圆铸锭横向裂纹1615. 1
2、3.晶层分裂174 .铸锭的晶粒度和组织缺陷174. 1.铸锭的晶粒度175. 2.羽毛状晶、粗大晶粒206. 3.光亮晶粒217. 4.白斑238. 5.粗大金属化合物235 .铸锭的力学性能255.1. 铸锭铸态力学性能的影响因素和分布特征255.2. 铸锭力学性能设计266 .铸锭的表面缺陷266. 1.拉痕和拉裂267. 2.偏析浮出物278. 3.冷隔(成层)289. 4.铸锭弯曲2910. .空心锭内孔偏心2911. 6.铸锭尺寸不符3012. 7.竹节307 .电磁锭特有的表面缺陷307.1. 1.纵向波浪307.2. 纵向皱褶317.3. 其他表面缺陷328 .热顶铸造特有的表
3、面缺陷328. 1.搭接式表面(周期性偏析)329. 2.汗珠式表面329 .过滤片引起的缺陷现象、原因及对策339. 1.铸造过滤片引起的缺陷现象和原因3310. 2.过滤片铸造对策3411. 3.铸造过滤片夹渣缺陷349. 3. 1.两大类金属夹杂物来源349. 3. 2.过滤片铸造夹渣产生的原因349. 3. 3.过滤片铸造防止夹渣措施359. 4.过滤片铸造气孔缺陷359.5.过滤片铸造冷隔缺陷3610.夹渣缺陷3710. 1.各种液态铸造合金3710. 2.夹渣产生的原因3710. 3.防止夹渣措施3811.气孔缺陷3811. 1.气孔3811.2. 气孔产生原因3811.3. 防止
4、气孔对策3912.冷隔缺陷3912. 1.冷隔缺陷产生原因393912. 2.冷隔缺陷对策,1 .铸锭中的化学成分偏析铸锭中化学成分分布不均的现象叫偏析。在变形铝合金中,偏析主要有晶 内偏析和逆偏析。LL晶内偏析显微组织中晶粒内化学成分不均的现象称晶内偏析。晶内偏析的显微组织特征是,浸蚀后的晶内呈水波纹状的类似树木年轮状 组织。晶粒内显微硬度不同,晶界附近显微硬度高,晶粒中心显微硬度低。晶内偏析的存在,使晶粒内部的化学成分和铸锭的组织极不均匀,使铸锭 的性能严重恶化,主要是:1)固溶体晶内偏析造成的化学成分不均匀性和出现的不平衡过剩相,使合 金抵抗电化学腐蚀的稳定性降低。2)非平衡共晶或低熔组
5、成物的出现使合金开始熔化温度降低,使铸锭在随 后的热变形或淬火的加热过程中容易产生局部过烧。3)晶内偏析不仅造成非平衡相出现和使第二相数量增加,而且,这些低熔 相在晶枝周围组成硬而脆的枝晶网络,使铸锭的塑性和加工性能急剧降低。4)由晶内偏析造成的化学成分不均匀性遗传到半制品中,导致退火后在加 工材中形成粗大晶粒。晶内偏析是不平衡结晶造成的。因此在铝合金连续铸造的实际生产中,晶 内偏析是不可避免的。消除晶内偏析的有效方法是对铸锭进行长时间的均匀化 处理。在连续铸造时,减轻晶内偏析的方法是:第一,提高冷却速度,采用变质处理以细化晶粒和晶内结构,缩小晶内偏 析的范围。第二,采用完全相反的方法,降低冷
6、却速度,进行类似锭模铸造的深液穴 铸造,以降低铁、锌等元素的过饱和程度从而减轻偏析程度。第三,选择一些能适当地改变合金结晶性质的添加剂。例如在3A21合金 中加入适量铁,使固浴体中锦的浓度降低,从而减少镒在晶粒内部分布的不均 一性。实际生产中,在有杂质铁存在时,添加钛对减轻3A21合金固溶体晶粒 中的偏析有好处,因为钛偏析和锦偏析的方向正好相反,树枝状晶的中心含钛 高,从而减少了铸态晶粒中心和边缘部分的固熔体浓度之差。1.2. 逆偏析铸锭边部的溶质浓度高于铸锭中心溶质浓度的现象称逆偏析。逆偏析的组 织特征不易从显微组织辨别,只能从化学成分分析上确认。铸锭中的逆偏析是使铸锭及其压力加工制品在力学
7、性能和物理性能方面产 生很大差异的重要原因。逆偏析程度严重的区域其化学成分甚至超出标准的规 定范围,使力学性能超标而报废。逆偏析是铝合金连续铸锭凝固过程中的一种拌生现象,无法完全避免,也 不能用高温均匀化使之消除。但根据逆偏析的形成规律及影响因素,可以把元 素的偏析控制在允许的范围内。其办法是:1)提高铸锭的冷却强度。2)选择适当的铸造速度,使过渡带对敞露液面的倾斜角度不致过大,一般 以不超过60为宜。3)适当提高铸造温度。4)采用合适的铸造漏斗,均匀导流,并使它流向铸锭的边缘。2 .铸锭中的气体和非金属夹杂物2. 1.非金属夹杂(夹渣混入铸锭中的熔渣或落人铸锭内的其他非金属杂质称非金属夹杂。
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