鑄(zhu)態金(jin)屬常見(jian)的組織缺陷有縮孔、疏松、偏析、內裂紋、氣泡和白點等。
1. 縮(suo)孔(kong)
金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)在(zai)冷凝過程中由于體(ti)(ti)積的(de)(de)(de)(de)(de)收縮而在(zai)鑄(zhu)錠或(huo)鑄(zhu)件(jian)(jian)心部形成(cheng)管(guan)狀(zhuang)（或(huo)喇(la)叭(ba)狀(zhuang)）或(huo)分散的(de)(de)(de)(de)(de)孔(kong)洞，稱為縮孔(kong)。縮孔(kong)的(de)(de)(de)(de)(de)相對(dui)體(ti)(ti)積與與液態(tai)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)溫度、冷卻條件(jian)(jian)以及鑄(zhu)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)小等有關。液態(tai)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)溫度越(yue)(yue)高(gao)，則(ze)液體(ti)(ti)與固體(ti)(ti)之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)體(ti)(ti)積差(cha)越(yue)(yue)大(da)，而縮孔(kong)的(de)(de)(de)(de)(de)體(ti)(ti)積也越(yue)(yue)大(da)。向薄壁鑄(zhu)型(xing)中澆(jiao)注金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)時，型(xing)壁越(yue)(yue)薄、則(ze)受熱越(yue)(yue)快，液態(tai)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)越(yue)(yue)不易冷卻，在(zai)剛(gang)澆(jiao)完鑄(zhu)型(xing)時，液態(tai)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)體(ti)(ti)積也越(yue)(yue)大(da)，金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)冷凝后(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)縮孔(kong)也就越(yue)(yue)大(da)。
2. 疏松
在急(ji)速冷卻的(de)(de)(de)(de)條件下澆注金(jin)屬(shu)，可(ke)避免在鑄錠上部形成(cheng)集中(zhong)(zhong)縮(suo)孔，但此(ci)時(shi)液體(ti)(ti)金(jin)屬(shu)與(yu)固態金(jin)屬(shu)之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)體(ti)(ti)積(ji)差仍保持一定的(de)(de)(de)(de)數值(zhi)，雖然在表(biao)面上似乎(hu)已經(jing)消除了大(da)的(de)(de)(de)(de)縮(suo)孔，可(ke)是有(you)許多(duo)細小縮(suo)孔即疏松，分布在金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)(de)整個體(ti)(ti)積(ji)中(zhong)(zhong)。 鋼(gang)(gang)材(cai)在鍛(duan)造和軋制過程中(zhong)(zhong)，疏松情況可(ke)得(de)到(dao)很大(da)程度的(de)(de)(de)(de)改善，但若由于原鋼(gang)(gang)錠的(de)(de)(de)(de)疏松較為嚴(yan)重(zhong)、壓縮(suo)比不足(zu)等原因(yin)，則在熱加工后較嚴(yan)重(zhong)的(de)(de)(de)(de)疏松仍會(hui)存在。此(ci)外，當原鋼(gang)(gang)錠中(zhong)(zhong)存在著較多(duo)的(de)(de)(de)(de)氣(qi)泡(pao)，而(er)在熱軋過程中(zhong)(zhong)焊(han)合不良，或沸騰鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)氣(qi)泡(pao)分布不良，以(yi)致影響焊(han)合，亦可(ke)能形成(cheng)疏松。
疏松的存在(zai)具有較大的危害性，主要有以下幾種：
a. 在(zai)鑄件中，由于(yu)疏松的(de)存(cun)在(zai)，顯著降低其力學性能，可能使其在(zai)使用過(guo)程中成(cheng)為(wei)疲勞源而發生(sheng)斷(duan)裂(lie)。在(zai)用作液(ye)體容器(qi)或管道的(de)鑄件中，有時會存(cun)在(zai)基本上相互連接的(de)疏松，以(yi)致不能通過(guo)水壓試驗，或在(zai)使用過(guo)程中發生(sheng)滲漏現象；
b. 鋼材(cai)中如存在疏(shu)松，亦會(hui)降低其力學(xue)性能，但因(yin)在熱加(jia)工(gong)過程中一(yi)般能減(jian)少或消除疏(shu)松，故疏(shu)松對鋼材(cai)性能的影響比鑄(zhu)件的小(xiao)；
c. 金屬中存(cun)在較(jiao)嚴重的疏(shu)松，對機械加工后(hou)的表面粗(cu)糙度有一定的影(ying)響(xiang)。
3. 偏析
金(jin)屬(shu)(shu)在冷凝過程中(zhong)，由(you)于(yu)某(mou)些因素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響而形(xing)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)化學成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)不(bu)(bu)均勻現象稱為偏(pian)(pian)(pian)(pian)析(xi)(xi)。偏(pian)(pian)(pian)(pian)析(xi)(xi)分(fen)(fen)為晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)內(nei)偏(pian)(pian)(pian)(pian)析(xi)(xi)、晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)間(jian)(jian)(jian)(jian)偏(pian)(pian)(pian)(pian)析(xi)(xi)、區(qu)域偏(pian)(pian)(pian)(pian)析(xi)(xi)、比(bi)重(zhong)偏(pian)(pian)(pian)(pian)析(xi)(xi)。 由(you)于(yu)擴散不(bu)(bu)足，在凝固后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)中(zhong)，便存在晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)范(fan)圍內(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)不(bu)(bu)均勻現象，即(ji)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)內(nei)偏(pian)(pian)(pian)(pian)析(xi)(xi)。基于(yu)同(tong)一(yi)原因，在固溶(rong)(rong)(rong)體(ti)金(jin)屬(shu)(shu)中(zhong)，后凝固的(de)(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)與先凝固的(de)(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)也(ye)會不(bu)(bu)同(tong)，即(ji)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)間(jian)(jian)(jian)(jian)偏(pian)(pian)(pian)(pian)析(xi)(xi)。碳(tan)化物偏(pian)(pian)(pian)(pian)析(xi)(xi)是一(yi)種(zhong)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)間(jian)(jian)(jian)(jian)偏(pian)(pian)(pian)(pian)析(xi)(xi)。 在澆注鑄(zhu)鍵(jian)(或鑄(zhu)件)時，由(you)于(yu)通過鑄(zhu)型壁強烈的(de)(de)(de)(de)(de)(de)定向(xiang)散熱，在進行著(zhu)凝固的(de)(de)(de)(de)(de)(de)合金(jin)內(nei)便形(xing)成(cheng)(cheng)一(yi)個(ge)較大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫差(cha)(cha)。結果就(jiu)必然(ran)導(dao)致外層區(qu)域富(fu)集高熔點組元，而心部則(ze)富(fu)集低(di)熔點組元，同(tong)時也(ye)富(fu)集著(zhu)凝固時析(xi)(xi)出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)非金(jin)屬(shu)(shu)雜質和氣體(ti)等。這(zhe)(zhe)種(zhong)偏(pian)(pian)(pian)(pian)析(xi)(xi)稱為區(qu)域偏(pian)(pian)(pian)(pian)析(xi)(xi)。 在金(jin)屬(shu)(shu)冷凝過程中(zhong)，如(ru)果析(xi)(xi)出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)與余(yu)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)溶(rong)(rong)(rong)液(ye)兩者(zhe)密(mi)度(du)(du)不(bu)(bu)同(tong)時，這(zhe)(zhe)些晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)便傾向(xiang)于(yu)在溶(rong)(rong)(rong)液(ye)中(zhong)下(xia)沉(chen)或上浮，所形(xing)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)化學成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)不(bu)(bu)均勻現象，稱為比(bi)重(zhong)偏(pian)(pian)(pian)(pian)析(xi)(xi)。晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)與余(yu)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)溶(rong)(rong)(rong)液(ye)之間(jian)(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)密(mi)度(du)(du)差(cha)(cha)越(yue)大(da)，比(bi)重(zhong)偏(pian)(pian)(pian)(pian)析(xi)(xi)越(yue)大(da)。這(zhe)(zhe)種(zhong)密(mi)度(du)(du)差(cha)(cha)取決于(yu)金(jin)屬(shu)(shu)組元的(de)(de)(de)(de)(de)(de)密(mi)度(du)(du)差(cha)(cha)，以及晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)與溶(rong)(rong)(rong)液(ye)之間(jian)(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)差(cha)(cha)。如(ru)果冷卻越(yue)緩慢(man)，隨著(zhu)溫度(du)(du)降低(di)初生晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)數量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)增加越(yue)緩慢(man)，則(ze)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)在溶(rong)(rong)(rong)液(ye)中(zhong)能自(zi)由(you)浮沉(chen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫度(du)(du)范(fan)圍越(yue)大(da)，因而比(bi)重(zhong)偏(pian)(pian)(pian)(pian)析(xi)(xi)也(ye)越(yue)強烈。
4. 氣泡
金(jin)屬在熔融(rong)狀態時(shi)能(neng)溶(rong)(rong)解(jie)大量的(de)氣(qi)體，在冷(leng)凝過程(cheng)中因溶(rong)(rong)解(jie)度(du)隨溫度(du)的(de)降(jiang)低而急劇減小，致使氣(qi)體從液態金(jin)屬中釋放出(chu)來。若此時(shi)金(jin)屬已完全凝固(gu)，則剩下的(de)氣(qi)體不易逸出(chu)，有一(yi)部(bu)分(fen)就包容在還處于塑(su)性狀態的(de)金(jin)屬中，于是形成(cheng)氣(qi)孔，則稱其為氣(qi)泡。
氣泡(pao)的有害影響表現如下：
a. 氣泡減(jian)少金屬鑄件的有效截面，由(you)于(yu)其缺口(kou)效應，大大降低了(le)材(cai)料的強度；
b. 當鑄錠(ding)表面(mian)存在(zai)著(zhu)氣泡(pao)時(shi)，在(zai)熱鍛(duan)加熱時(shi)可能(neng)被(bei)氧(yang)化，在(zai)隨(sui)后的鍛(duan)壓過程中不能(neng)焊合(he)而(er)形成細紋或裂縫；
c. 在沸騰鋼(gang)及某些合金中，由于氣(qi)泡的存在還可能產(chan)生偏析導致裂縫(feng)。
5. 白點
在(zai)經侵蝕后的橫向(xiang)截(jie)面上，呈(cheng)現較多短小(xiao)的不連(lian)續的發絲狀裂縫；而在(zai)縱向(xiang)斷面上會發現表面光滑、銀白(bai)色的圓(yuan)形或橢圓(yuan)形的斑點，這種(zhong)缺陷(xian)稱為白(bai)點。
白(bai)點最容易產生(sheng)在鎳、鉻(ge)、錳作(zuo)為合金元素的(de)合金結構鋼(gang)及(ji)低合金工具鋼(gang)中(zhong)。 奧氏體(ti)不銹鋼(gang)及(ji)萊氏體(ti)鋼(gang)中(zhong)，從(cong)未(wei)發現(xian)過(guo)白(bai)點；鑄鋼(gang)中(zhong)也可能發現(xian)白(bai)點，但極為罕見(jian)；焊接工件的(de)熔焊金屬中(zhong)偶(ou)爾也會(hui)產生(sheng)白(bai)點。
白(bai)(bai)點(dian)的(de)(de)(de)產生(sheng)與鋼(gang)材(cai)的(de)(de)(de)尺(chi)寸也有(you)一(yi)(yi)定的(de)(de)(de)關系，橫截面的(de)(de)(de)直徑或厚度小于30mm的(de)(de)(de)鋼(gang)材(cai)不易產生(sheng)白(bai)(bai)點(dian)。 通常具有(you)白(bai)(bai)點(dian)的(de)(de)(de)鋼(gang)材(cai)縱向(xiang)抗拉(la)強(qiang)度與彈性極(ji)限降(jiang)(jiang)低并不多(duo)，但伸長(chang)率(lv)則(ze)顯著降(jiang)(jiang)低，尤其是斷面收縮率(lv)與沖擊韌(ren)性降(jiang)(jiang)低得(de)更多(duo)，有(you)時(shi)可(ke)能(neng)(neng)(neng)接近于零。且這種鋼(gang)材(cai)的(de)(de)(de)橫向(xiang)力(li)學性能(neng)(neng)(neng)比縱向(xiang)力(li)學性能(neng)(neng)(neng)降(jiang)(jiang)低得(de)多(duo)。因此具有(you)白(bai)(bai)點(dian)的(de)(de)(de)鋼(gang)材(cai)一(yi)(yi)般不能(neng)(neng)(neng)使(shi)用。
