（一）过饱和金属液有足够的析出分压力
式中 P、P′—T、T′温度时金属液周围气体的分压力。
可见气体分压力P值越高和T′温度越低，则气体析出压力ΔP越大。ΔP值大说明金属过饱和程度重。气体从金属液中析出有三种方式：①蒸发——气体原子扩散至金属表面，然后脱离吸附状态，逸至大气；②与金属内的某元素形成化合物，以非金属夹杂物形态浮出金属表面；③形成气泡。如果在金属内形成的气泡来不及浮出金属而被冻结在铸件内部，则形成析出气孔。
在铸造条件下，以表面蒸发形式析出气体是极其有限的，因扩散只在非常缓慢的冷却条件下才能充分进行。
（二）存在形成气泡核心的条件
如同任何新相形成一样，气泡核心也必须大于临界直径r K时才能稳定存在并不断长大。实际上自发核心很难形成，由于初始气泡半径小，需要克服合金液表面张力所造成的巨大压力2σLG/r。以钢液中CO气泡为例，具有10-7 m直径的气泡，当钢液表面张力为1.5N/m时，CO气泡内析出压力达2σLG/r=2×1.5N/（0.5×10-7）m2=60MPa。由此可见，合金液中难于达到自发气泡核心形成条件，而是以非自发核心为主。浇注过程中带入的气泡，合金中存在大量的、分散的非金属夹杂物、型壁等，都可能成为非自发的气泡核心，气泡容易在它们上面形成和长大。
（三）气泡内压力大于外界总压力：
式中 P a——大气压力；
h——气泡以上金属液柱高度；
ρ——液态金属的密度；
σLG——金属液的表面张力；
r——气泡半径；
g——重力加速度。
（四）气泡的上浮条件
形成非自发气泡核心后，溶解在合金液中的气体在析出压力作用下会自动向气泡核心扩散。当气泡长大到临界尺寸时即脱离型壁或杂质表面而上浮。气泡的临界直径的大小决定于气泡脱离表面时的附着力和所受浮力之间的关系（见图10-12）。当气泡在无孔洞的水平壁上形成、长大并上浮时有[见图10-12（a）]：
式中 d 0——气泡脱离表面时的临界直径；(www.xing528.com)
ρ、ρG——合金液、气体之密度；
g——重力加速度；
σLG——合金液的表面张力；
C 1、C2、A——常数，C2、A与合金液对型壁的润湿角θ有关。
依毛细理论，θ越小，C 2、A值也越小，A值可近似地取为A=0.02θ（°）。因此，气泡脱离表面的临界直径d 0随θ角、表面张力σLG增大和金属液密度ρ减小而增大。
对于带孔洞的水平型壁或杂质表面上生成的气泡，当继续长入金属内部时，其上浮脱落临界直径d 0可近似用表面张力和浮力相平衡原理求得。对于水平型壁表面上所形成的气泡，见图10-12（b），可写出如下力的平衡方程：
对于垂直壁上生成的气泡，其上浮临界脱离直径d 0，见图10-12（c）。假设气泡脱离壁面时，细颈处下半周承受上浮力，于是有：
在式（10-7）～式（10-10）中，a为壁面孔洞半径；其余符号意义同前。d 0尺寸随σLG、a的增大而增加，随ρ增大而减小。
在凝固过程中，平的液—固界面上是气泡形核的有利位置。这是由于凝固时的收缩作用和界面前合金液中气体过饱和之故。这时，气泡的形态取决于液—固界面的推进速度和气泡的成长速度，如图10-13所示。当液—固界面推进速度相对缓慢时，气泡长大，并随界面一起向铸件内部移动[见图10-13（a）]；气泡和界面同步推进，气泡长成柱状[针孔，见图10-13（b）]；气泡成长速度慢、被固体超越和固定在晶体内，形成小气孔。在气泡推进速度高于界面推进速度时，气泡还可能反复长大到气泡脱落尺寸而多次上浮，在铸件表皮下留下粗细交替的孔洞。
图10-12 气泡脱离壁面而上浮的临界尺寸
（a）无孔洞的水平壁；（b）有孔洞的水平壁；（c）有孔洞的垂直壁
图10-13 固—液界面和气泡相对推进速度对气泡形状和大小的影响
（a）固—液界面推进速度小，气泡长大，并被推出；（b）固—液界面推进速度中等，气泡呈柱状；（c）固—液界面推进速度大，气泡陷入固体成气孔
依附在夹杂物表面的气泡可以同夹杂物一起上浮。气泡在上浮过程中不断长大，使两者可能相互脱离而各自上浮。
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