浅谈球墨铸铁皮下气孔形成机理及防治方法

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浅谈球墨铸铁皮下气孔形成机理及防治方法作者：张茂波

来源：《中国新通信》2015年第13期

【摘要】球墨铸铁是一种高强度铸铁材料，其综合性能接近于钢，某些条件下能满足制

造有一定强度、韧性、耐磨性及受力复杂要求的零件。当然球墨铸铁件在生产中也存在着诸如球化不良和球化衰退、缩孔和缩松、皮下气孔等缺陷。皮下气孔影响铸件的表面质量，并且在出现皮下气孔的部位，往往伴随有片状石墨，因而恶化了改部分的力学性能，严重的皮下气孔会使铸件报废。

【关键词】球墨铸铁皮下气孔形成机理防治措施

铸铁是含碳量大于2.11%的铁碳合金，经过高温熔融和铸造成型而得到，石墨呈球状时的铸铁就叫球墨铸铁。球墨铸铁是一种高强度铸铁材料，其综合性能接近于钢，某些条件下能满足制造有一定强度、韧性、耐磨性及受力复杂要求的零件。皮下气孔影响铸件的表面质量，并且在出现皮下气孔的部位，往往伴随有片状石墨，因而恶化了改部分的力学性能，严重的皮下气孔会使铸件报废，下面就皮下气孔缺陷进行探讨。一般对于中等壁厚度的球墨铸铁件来讲，容易出现皮下气孔的壁厚范围主要是在8～15mm，

一、目视特征

皮下气孔大多数情况下是由多个直径为1～3mm的小气孔，成串横列于铸件表面以下1～3mm处。气孔内壁光滑，呈均匀分布在铸件上表面或远离内浇道的部位，但在铸件侧面和底

部也偶尔存在。一般为圆球形、团球形、泪滴形、长针形。在铸态时，皮下气孔不易被发现；但是，铸件经热处理后，或是经机械加工后则显露。

二、形成机理

球墨铸铁铁液浇入湿型后，金属与铸型界面的水气会被Fe、Al、Mg还原，产生原子态的氢（H）。

2Al+3H2O→Al2O3+6H↑

Mg+H2O→MgO+2H↑

界面的铁液层富氢，凝固时可以形成氢气核，继而长大形成氢气泡由于氢是从被包封的液态中析出，所以最后形成的气孔呈球形或者泪滴形。由于中等壁厚的球墨铸铁件使界面的化学反应速度、界面铁液层氢气核形成、长大速度及凝固速度易于匹配，再加上球墨铸铁中的Mg 能使界面水气强烈的被还原，因此球墨铸铁产生皮下气孔的倾向较大。