过烧与气泡

shakar

 铸锭在热处理期间产生的过烧与气泡往往是相关联的。现将关联机理介绍如下：
一、过烧
1、铸锭均匀化处理时金属温度等于或高于低熔点共晶温度时产生的特有组织现象称为过烧。过烧严重时可使铸锭表面色泽变暗、变黑，有时产生表面气泡。显微组织特征有复熔的共晶球(共晶球有清晰的几何外圆)，严重过烧时有明显的共晶复熔，复熔又凝固的共晶粗大，有三角状晶界。
2、过烧不仅降低铸锭质量，还导致铸锭组织形成化学成分不一样的分层晶界，甚至内部气孔和表面气孔，并促使下一步压力加工时形成分层缺陷，使半制品性能降低。
3、铸锭过烧后，在进一步冷却时，熔体开始沿晶界进行类似一次结晶的结晶过程，即先结晶出贫乏固溶体，而剩余部分富集大量合金元素，从而使每个晶粒的晶界都成为由可变化学成分层组成的界面。
4、过烧即铸锭局部熔化，使得原先在快速结晶期间过饱和于铸锭中的气体向熔化区域扩散(因为气体在液态金属中的溶解度远大于在固态金属中的溶解度)，导致形成内部气孔。5、防止过烧的根本方法是，提高均匀化处理炉的温度均匀性，时刻保持测温显示仪表的准确性，研究装炉的合理性，加强责任感，严格按要求的工艺制度进行均匀化处理。

二、气泡
1、采用液体或气体燃料加热的炉子，在长时间的均匀化处理过程中，炉气中含有的大量水蒸气会与金属发生相互作用，而炉气中的硫化物又起着加速水蒸气与铝相互反应的催化剂作用，采用这种铸锭制造铝材时，半制品表面沿晶界腐蚀的倾向性大大增加。
2、在个别情况下，均匀化处理可能促使在没有发生过烧的铸锭中也会形成气泡。
3、该气泡的形成机理，分为两种：一是均匀化过程中，在过剩相溶解时，固溶体体积缩小。这是因为原子半径较小的铜或锌从晶界处的过剩相向铝固溶体中的迁移导致了固溶体晶格常数的降低，从而缩小了枝晶的体积，富余体积被气体填充，形成气泡。二是合金化元素的原子(如镁和硅)和铝原子之间扩散速度差别较大，使得合金化元素的原子很快从晶界的过剩相向固溶体迁移并溶解到固溶体中，而铝原子的迁移速度小得多，来不及填充合金化元素原子迁移走后留下的孔穴，为气泡的形成创造了条件。这就是有名的柯肯达尔效应。
4、防止气泡产生的根本方法是
①完善精炼措施，降低铸锭中的氢含量；
②防止过烧；
③改善均匀化炉气气氛；
④在可能的条件下，改变加热方式，采用电加热。