气孔的类型及其形成原因

铸件内气体分子聚集而形成的孔洞叫做气孔。气孔内壁光滑，明亮或微带氧化色。气孔可分为侵入性气孔、析出性气孔和反应性气孔三类。

（一）侵入性气孔

在浇注和铸件凝固过程中，因铸型或砂芯受热而形成的气体或型腔中的气体，侵入金属内部所造成的气孔，称为侵入性气孔。气体主要来自砂型和砂芯中的水分、粘结剂和附加物的挥发和分解。一般是水蒸气、一氧化碳、二氧化碳、氮气和碳氢化合物等。

侵入性气孔的形状特征如图10-1所示。

（二）析出性气孔

金属在冷凝过程中，因气体溶解度下降呈过饱和状态而析出气体，析出的气泡若未能浮出铸件，则形成气孔，称为析出性气孔。

析出性气孔多为分散的小圆孔，直径为0.5～2mm或稍大，或呈裂纹状的多角形（见图10-2）；以最后凝固部位、冒口附近、热节中心部位最为密集。

图10-1　侵入性气孔

（某柴油机缸盖，HT200）

（三）反应性气孔(www.xing528.com)

金属与型壁之间或金属液内部某些元素间发生反应所形成的气孔，称为反应性气孔。

金属与型（芯）壁间生成的反应性气孔，一般位于铸件表皮下，称为针孔或皮下气孔。

铸钢件皮下气孔通常为针状和蝌蚪状，直径1～3mm、深1～10mm不等，与铸件表面垂直。有时也发现球形的皮下气孔。皮下气孔在铸件内转角处和粘砂部位尤为严重。薄壁件的反应性气孔比厚壁件的多。气孔内主要是CO和H 2，常因钢水脱氧不完全或型砂水分偏高所致，同一炉次的铸件多出现同样的缺陷。

球铁件的皮下气孔多为直径1～3mm的小球形孔洞，内部光亮。多发生在8～15mm厚的铸件表皮下，内部气体主要是H 2 S、H 2和镁蒸气等，其产生原因有：浇注温度偏低，残余镁量偏高，型砂水分过高，或浇注系统不当，使浇注不平稳等（见图10-3）。

灰铸铁件的皮下气孔多为小圆孔。由H 2引起的皮下气孔中一般有一层连续石墨薄膜，剖开后能看到闪光。

图10-2　铸铁件中的析出性气孔

（a）多角形[N]：1.7×10-4；（b）圆球形[N]：3.2×10-4

图10-3　球墨铸铁的皮下气孔

另一类反应性气孔是金属液内部成分之间或金属液与非金属夹杂物（渣）发生化学反应而产生的气孔。如碳—氧反应性气孔、氢—氧反应性气孔及渣气孔等。这种气孔多为蜂窝状，含有渣或砂、涂料、氧化物、硫化物、硅酸盐等非金属夹杂物。