常见铸铁件缺陷分析
常见铸铁件缺陷分析
铸铁件缺陷分析在金属检属于常见项目。究其原因就是，铸铁件在加工或使用过程中，都可能产生一定的外观质量、内在质量、使用质量问题，而铸铁件质量对其应用的机械产品性能影响会很大，一旦出现缺陷，就很可能引发机械事故，从而影响产品整体质量及工作寿命。造成铸铁件缺陷的原因有很多，缺陷产生的形式表现也各有特点，所以通过缺陷分析，我们就可以很快找到缺陷产生的原因，从而改进生产工艺，或提高技术水平。
铸铁件的缺陷多产生在加工工艺环节。由于铸铁件的工艺复杂，无论是结构设计、铸造原材料质量，还是工艺操作都可能影响其最终的质量表现。目前来讲，国内还没有有关明确描述铸造缺陷的分类和命名类的标准，一旦制造商与购买商因为铸造缺陷产生误解，很难找到相关的标准依据。当然，国家也注意到了相关问题，开始着手解决铸铁件缺陷的相关分类和说明。
一、多肉类缺陷
这类缺陷大致可分为三大类，主要包括了飞翅或飞边类多肉缺陷、大块多肉缺陷及其它多肉类缺陷缺陷。下面是常见缺陷介绍：
1、飞翅或飞边类多肉缺陷
（1）不改变铸件基本尺寸：在分型线或芯头上的薄飞翅（或飞边）、铸件表面上的脉纹状凸起的脉纹、压铸件表面上的网状凸起的网状飞翅、内角处与铸件表面平行的薄片状凸起的针状飞翅、在内角处薄片状金属凸起，并将圆角分成两部分的内角飞翅
（2）改变了铸件主要尺寸：铸件在分模线处的抬型厚飞翅、铸件其它位置处的型裂厚飞翅、熔模精密铸造型壳开裂，铸件产生大面积薄飞翅
2、大块多肉
（1）胀砂：铸件内外表面上有多余的金属，即外表面胀砂或内表面胀砂、在内浇口附近或直浇道底部有多余金属的冲砂、在合型方向上的金属多肉的合型压坏
（2）表面粗糙的多肉：铸件上型面的粗糙的塌型多肉；铸件下型面上（成块的）的多肉，即型（芯）裂、漂芯；铸件下型面上的粗糙多肉（分散的），即底部结疤；铸件其它位置的粗糙多肉，即掉砂；铸件上大面积表面的粗糙多肉，即内角夹砂结疤；由砂芯形成的表面多肉。即砂芯压碎
3、其它多肉类缺陷
表面光滑的小块金属多肉缺陷：在铸件表面、直角或一些内壁（外渗物）处形成的近似球形的多肉。这类缺陷一般为外渗物、磷化物渗豆、锡渗豆、铅渗豆
二、孔洞类缺陷
孔洞类缺陷也大致分为三类缺陷，分别为眼可见且一般为圆形、带光滑壁的孔洞（气孔、针孔）、内壁粗糙的孔洞、缩孔、由大量小孔洞引起的多孔结构。下面是常见缺陷介绍：
1、眼可见且一般为圆形、带光滑壁的孔洞（气孔、针孔）
孔洞通常是在铸件壁内，未延伸至铸件表面，只能采用特殊方法、设备或破碎铸件才能辨别：类似气孔、针孔类的圆形孔洞，通常洞壁光滑且孔洞大小不等，单个或成群不规则存在于铸件所有部位；或者只限于在金属薄片放入铸型的附近区域（冷铁、嵌铸件、芯撑等）；或者伴有夹渣的气孔。
位于或接近铸件表面，大部分暴露或至少与铸件表面相通的孔洞：这类孔洞通常大小不一，单个的或是成群的，通常位于表面上或表面附近，且内壁有光泽；或者位于位于铸件内角处，常延伸至铸件内部的角部热节气孔；表面针孔缺陷，可能是铸件表面上的小孔隙（孔洞），或多或少的有延伸。这类缺陷通常经喷砂清理或机械加工后才可发现；裂纹状针孔通常为裂纹式小窄孔洞，存在于表面上或边沿处，通常经机械加工后才可发现。
2、内壁粗糙的孔洞、缩孔
有时延伸至铸件内部的开放型孔洞：敞露缩孔通常为开放式漏斗状孔洞，内壁为树枝状晶体组织；内角缩孔，通常为带锐利棱边的孔洞，位于厚大铸件的圆角处或浇口位置；芯面缩孔，通常为从砂芯延伸出来的孔洞。
完全在铸件内部孔洞：内部缩孔，通常为不规则孔洞，且孔壁通常为枝晶状组织；中心线缩孔，通常为沿着中心轴线的孔洞或多孔区域；
3、由大量小孔洞引起的多孔结构
肉眼几乎不可见孔洞：宏观缩孔、微观缩孔、缩松、铸件渗漏，通常为铸件断面上分散的枝状收缩多孔。
三、不连续缺陷
不连续缺陷一般是指由机加工影响产生的不连续性缺陷。不连续性缺陷通常产生在交叉点处，断裂。按照铸件形状和断口外观，断口不似为内应力所致。
1、普通裂纹：机械冷裂，属于一般的断口外观，有时候邻近区域伴有压痕；
2、存在氧化情况的裂纹：机械热裂，通常断裂面或边缘处完全氧化；
3、由内应力和内部收缩造成的不连续性缺陷（裂纹和撕裂）：应力冷裂，一般是冷却过程中受拉应力影响形成的方形边缘断裂，断口表面未被氧化；应力热裂，一般是在有应力部位的无规则形状的断裂，氧化断口表面呈枝晶状；淬火裂纹，一般是在快速冷却或热处理过程中完全凝固后开裂；
4、由未熔合（冷隔）引起的不连续性缺陷：边缘通常呈圆形，表明充模过程中不同金属流之间熔合不良，边缘通常呈圆形；
5、在充满型腔的过程中最后部分没有完全熔合的缺陷：冷隔，通常指在一个垂直面上，铸件断面部分完全或部分隔开；
6、铸件两部分之间熔合不良的缺陷：水平冷隔，一般指在铸件的水平平面上有分隔；
7、芯撑、内冷铁、嵌铸件周围熔合不良的缺陷：熔合不良（嵌铸物部位冷隔），一般表现为在金属嵌铸件附近的局部中断；
8、冶金缺陷造成的不连续性缺陷
沿晶界分离：
晶界脆裂（贝壳状或冰糖状断口），表现为一次结晶的沿晶界分离
晶间腐蚀，表现整个断面上的网状裂纹，通常是存在锌合金压铸的缺陷
四、表面缺陷
普通表面缺陷
1、铸件表面褶皱缺陷：皱皮，指铸件大面积褶皱；象皮状皱皮，指表面呈网状参差不齐的褶皱；皱皮（蛇状皱皮），指连贯的波状褶皱，褶皱的边缘位于同一平面上，铸件表面光滑；流痕，指铸件表面有金属流动的痕迹（低合金）
2、表面粗糙：深度与砂粒粒度近似的表面粗糙；表面异常粗糙，指深度大于砂粒尺寸的表面粗糙，这类缺陷一般为高压造型缺陷；
3、铸件表面凹漕：沟槽，指长短不一且大多为分枝状的凹漕，其底部和边缘光滑；鼠尾，指深度可达到 5mm 的凹槽，且一个边缘形成的折叠或多或少的覆盖了凹漕；鱼尾纹状流痕，指不规则分布在铸件表面的尺寸不一的的凹痕，通常沿金属流的流动路线分布，这类缺陷常存在铸钢上；桔皮状麻面，指整个铸件表面充斥凹坑或麻点；粘型，指压铸件在内角附近的凹槽和粗糙；
4、铸件表面凹陷：缩陷，指热节附近的铸件表面凹陷；陷窝，指铸件表面的液滴状或浅点状小洞，通常是灰绿色的，在熔模铬碳钢易发生。
严重的表面缺陷
1、铸件表面较深的凹陷：顶塌、挤箱，指深凹陷，通常占铸件下型的大部分；
粘砂、或多或少玻璃化：化学粘砂，指砂层牢固的粘附于铸造表面；热粘砂，指铸件表面粘附着部分熔化的砂；机械粘砂指
在铸件最热部位（内角和型芯），砂和铁牢固粘接形成的聚集物；型壳剥落，指铸型材料碎片嵌入铸件表面，常发生在熔模精密铸造。
2、粗糙的片状金属凸起，通常和铸件表面相平行：夹砂结疤，指与铸件表面平行的、粗糙的片状金属凸起，可以用錾子去除；
剥落结疤，类似夹砂结疤，但需通过机械加工或打磨才能去除；涂料结疤，指砂型或砂芯的涂层剥落，使铸件表面出现的扁平的金属凸起；
3、脱碳热处理（退火、回火、可锻化退火）后氧化物粘附：氧化皮，指退火后氧化物粘附；填料熔结，指可锻化退火后矿石粘附，常发生在白心可锻铸铁；退火鳞皮，指可锻化退火后生成氧化皮。
五、残缺类缺陷
1、铸件的部分缺失（没有断裂）
铸件相对图样存在外形偏差：浇不足，指除了在部分边、角部位略呈圆形外，铸件基本完整；涂层不良、修型不当，由于修型不良或涂料应用不当，造成铸件边缘或轮廓变形；
铸件相对图样存在严重偏差：严重浇不足，指提前凝固导致铸件不完整；未浇满，由于液态金属不足未浇满导致铸件不完整；跑火、型漏（漏箱），指浇注后由于液态金属从铸型中流失导致铸件不完整；抛丸过度，指过度抛丸导致材料严重缺失；热处理时熔化或变形，指热处理过程中铸件部分熔化或严重变形；
2、铸件的部分缺失（有断裂）：
铸件断裂，指铸件破裂、大块缺失；断裂面未被氧化；铸件小块破裂，一般为浇道、冒口带肉（内浇口、冒口或出气口处断裂)；铸件断裂，带有氧化断口，一般为高温断裂，主要是断口面在高温下暴露氧化
六、尺寸或形状差错类缺陷
1、铸件所有尺寸都不正确：收缩率选错，表现为在同一比例下，铸件所有尺寸都不正确；
2、铸件某些尺寸不正确：收缩受阻，表现为长向尺寸太大；不规则收缩，表现为某些尺寸不正确；模样松动过大，表现为起模方向尺寸太大（在 1 个、2 个或 3 个方向上）；砂型烘烤胀，表现为大垂直于分型面方向的尺寸过大；砂型未舂紧，型腔扩大，表现为铸件表面不规则位置的厚度增大；模样舂变形，表现为铸件一般壁厚变薄，特别是水平面上；
3、模样不正确：模样错误，指铸件的某些部位或许多部位不符合图纸形状，模样也不符合；模样装配错误，指铸件个别部位的形状和图纸不同，模样正确；
4、错型：错型（错箱）指铸件在分型面处两部分相互错开；错芯，指铸件內腔形状沿砂芯分型面发生变化；舂移，指铸件垂直面上不规则凸起，通常只在分型线邻近一侧
5、变形：模样变形，指铸件、砂型、模样与图纸成比例变形；砂型变形，指铸件、砂型与图纸成比例变形，模样与图纸相符；铸件变形，指铸件相对图纸发生变形，模样、铸型与图纸相符；铸件翘曲，指铸件在存放、退火、机械加工后相对图纸发生变形
七、夹杂或组织异常
1、夹杂：金属夹杂，多为夹杂物，外观、化学成分或结构检查显示是由外来元素进入合金引起的；冷豆，属于金属夹杂，其化学成分与基体金属一致，通常为球状且表面有氧化层；磷化物渗豆，一般为气孔内或在其它孔洞、表面凹陷内的球状金属夹杂，成分与合金铸件接近但是更接近共晶成分；
2、熔渣、浮渣、熔剂类非金属夹杂：夹渣，一般为熔渣、浮渣或熔剂类；属于非金属夹杂，其外观或成分表明这些非金属夹杂是由熔渣、金属处理的产物或熔剂产生的；含气渣孔，属于非金属夹杂，通常含有气体，伴有气孔；
3、型芯材料类非金属夹杂：砂眼，属于型砂夹杂物，一般靠近铸件表面；涂料夹杂，属于砂型涂料夹杂，一般靠近铸件表面；
4、氧化物和反应产物类非金属夹杂：黑渣，指球墨铸铁断裂面上清晰的不规则黑点（硅酸镁）；氧化物夹杂，即氧化皮夹杂，经常产生局部缝口缝隙；光亮碳膜，指铸件内壁上的发亮的、带褶皱的石墨薄膜；硬点，指金属型铸造和压铸铝合金中的坚硬的夹杂物
肉眼可见的宏观组织异常
1、灰铸铁、球墨铸铁、蠕虫铸铁的异常组织：白口，指部分或全部组织呈白色，特别是薄壁、突出的外角和边缘，逐渐过渡到正常组织；无麻口过渡区白口，与白口相似，但不存在向正常组织的任何过渡；反白口，指铸件最后凝固的部位中有轮廓清晰的白色区域，表面组织正常。
2、可锻铸铁组织异常：麻口，指铸态组织中的黑点，热处理后断口变成粗晶状、灰黑色；白缘，指黑心可锻铸铁，退火后的断口表面上有一层明显的大于 0.5mm 发亮层，其内部呈黑色；局部硬点，指包含因淬火组织的薄硬面层；
3、异形石墨组织：石墨粗大，指均匀分布的粗大片状石墨；絮状石墨粗大，指组织中存在局部积聚的粗大片状石墨，缩孔内存在石墨沉积；石墨漂浮，指铸件上表面存在石墨球集聚；树枝状结晶构造，指球墨铸铁断口呈随机方向的树枝状晶面。
以上便是铸铁件常见的缺陷，根据不同的情况，我们大致分成了多肉类缺陷、孔洞类缺陷、不连续缺陷、表面缺陷、残缺类缺陷、尺寸或形状差错类缺陷、夹杂或组织异常等七大类缺陷。当然这些缺陷，我们也细分成了小类并且加以说明。我们在做缺陷分析时，不仅可以通过外观评测，还可以通过金相分析、无损检测等方式，对其内部组织进行科学的测定。
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