A356铝合金显微组织及断口分析

A356铝合金显微组织及断口分析目录1绪论 11.1断口分析的意义 11.2对显微组织及断口缺陷的理论分析 11.3研究方法和实验设计 31.4预期结果和意义 32实验过程 32.1生产工艺 42．1.1加料 42.1.2精炼 42.1．3保温、扒渣和放料 42.1.4单线除气和单线过滤 52.1.5连铸 62.2实验过程 62.2.1试样的选取 62.2.2金相试样的制取 82.2.3用显微镜观看 92.3观看方法 102.3.1显微组织的观看 102.3.2对断口形貌的观看 113实验结果及分析 113.1对所取K模试样的观看 113.2金相试样的观看及分析 123.2.1对显微组织的观看 123.2.2断口缺陷 15结论 23致谢 24参考文献 25附录 271绪论1.1断口分析的意义随着现代科技的进展以及现代工业的需求，作为21世纪三大支柱产业的材料科学正朝着高比强度，高强高韧等综合性能等方向进展。长久以来，铸造铝合金以其价廉、质轻、性能可靠等因素在工业应用中获得了较大的进展。专门随着近年来对轨道交通材料轻量化的要求日益迫切[1]，作为铸造铝合金中应用最广的A356铝合金具有铸造流淌性好、气密性好、收缩率小和热裂倾向小，通过变质和热处理后，具有良好的力学性能、物理性能、耐腐蚀性能和较好的机械加工性能[2-3]，与钢轮毂相比，铝合金轮毂具有质量轻、安全、舒服、节能等，在汽车和航空工业上得到了日益广泛的应用[4]。然而，由于其凝固收缩，同时在熔融状态下专门容易溶入氢，因此铸造铝合金不可幸免地包含一定数量的缺陷，例如间隙、氧化物、孔洞和非金属夹杂物等[5-7]。这些缺陷对构件的力学性能阻碍较大，如含1%体积分数的间隙将导致其疲劳50%，疲劳极限降20%[8-9]。因此研究构件中缺陷的性质、数量、尺寸和分布位置对力学性能的阻碍具有重要意义[10]。而这些缺陷往往是通过显微组织和断口分析来研究的。另外，通过显微组织和断口分析所得到的结果能够分析这些缺陷产生的缘故，研究断裂机理，比结合工艺过程分析缺陷产生的缘故，从而对改进工艺提出一定的有效措施，确定较好的生产工艺，以提升铝合金铸锭的性能。但关于该合金的微观组织及其断口分析研究较少，研究内容深但不够综合，每篇论文多研究其部分缺陷，断口的获得多为拉伸端口。因此，期望对A356铝合金的断口缺陷有一个较为全面的研究。1.2对显微组织及断口缺陷的理论分析铸件的力学性能与其微观组织有紧密联系[11]。A356合金是一个典型的Al-Si-Mg系三元合金，它是Al-Si二元合金中添加镁、形成强化相Mg2Si，通过热处理来明显提升合金的时效强化能力，改善合金的力学性能。A356合金处于α-Al＋Mg2Si＋Si三元共晶系内，其平稳组织为初生α-Al＋（α-Al＋Si）共晶＋Mg2Si。其相图如右图1-1，在冷却时，由液相先析出α-Al铝，随着铝的析出，液相成分变至二元共晶线，发生共晶反应，反应式为：L→α-Al＋Si(1)图1-1铝硅镁三元共晶图图1-1铝硅镁三元共晶图由于A356的含Si量仅为7％，因此，液相成分在达到三元共晶点之前，液相消逝，凝固完全。凝固后的组织为初生α-Al基体＋（α-Al＋Si）共晶。凝固后铝固溶体含有Si和Mg元素，在连续冷却过程中析出Si和Mg2Si(如图1-1)。室温下的组织为初生α-Al、（α-Al＋Si）共晶和Mg2Si。冷却速度较快时，次生相Si和Mg2Si弥散细小不易分辩，而表现出α-Al和（α-Al＋Si）共晶。在实际铸造条件下（非平稳凝固），除差不多相外，还可显现少量α-Al＋Mg2Si＋Si三元共晶体和杂质铁等构成的杂质相和一些复杂的多元共晶相[13]。一样来讲，铸造缺陷对构件的抗拉强度阻碍较小，但较明显阻碍构件的伸长率[14]。A356铝合金内部缺陷要紧有偏析、缩松、缩孔、气孔、针孔、非金属夹杂和夹渣、金属夹杂、氧化铝膜、白点等。这些缺陷对其性能和强度有专门大的阻碍。因为生产铝锭的铝水是电解铝液，电解铝液的温度一样在930℃以上，是过热金属[15]电解过程产生的H2和AL2O3夹杂直截了当进入铝液中，会造成H2含量高和AL2O3夹杂多[16]，H2产动气孔、气泡和白点缺陷的重要因素，AL2O3易形成夹渣；电解铝液中的杂质元素Fe、Si与合金中的Mn、Mg等元素作用形成Al-FeMnSi、Mg2Si等第二相，分布于晶粒内以及晶界处，阻碍基体连续性；铸造过程中由于清渣不完全以及凝固过程中的选分结晶和冷却条件不当易于生成夹杂、缩松和缩孔[17]；α-Al枝晶二次枝晶臂之间板片状共晶体是材料中最薄弱的区域，该区域中尺寸最大的Si颗粒第一发生断裂形成裂纹源。由于以上因素的阻碍，A356铝合金容易断裂，从而阻碍其强度、塑韧性和力学性能。若共晶Si呈灰色针状和片状，杂乱无章地分布在α-Al铝基体上，用光学显微镜能够看到铸造过程中的铸造缩孔、铸造气孔、氧化膜等缺陷。1.3研究方法和实验设计大颗粒夹杂：用肉眼观看其存在形式、数量、大小和分布特点（存在区域）以及夹杂物本身的形貌和大小，并结合冶炼工艺分析其来源；检测杂质净化成效和晶粒细化成效。显微夹杂：用金相显微镜和扫描电镜观看其存在形式、数量、大小和分布特点（存在区域）以及夹杂物本身的形貌和大小，并结合冶炼工艺分析其来源；检测杂质净化成效和晶粒细化成效。对A356铝合金显微组织的观看要紧用金相显微镜进行观看。第一是取样：包括用长柄样勺从和料炉铝液、用短柄样勺从炉外取样以及取成品样，将取到的熔液倒入样饼模和K模得到样饼和K模试样，用上述取样方法选取不同工艺参数、不同生产时期的试样。将取得的试样通过切、车、銑、磨、抛等步骤制成金相试样，通过不同的放大倍率观看索取试样的显微形貌，并获得各个形貌的照片。关于断口的观看所用试样是公司提供的，将试样断口处切下，在车床上将试样切成金相试样大小，然后通过粗磨、细磨、抛光、浸蚀制成金相试样，通过金相显微镜观看并记录观看到的缺陷，分析缺陷产生的缘故。1.4预期结果和意义1）结合企业生产需求，对A356铝合金进行金相及扫描电镜试验，对分布在初生α-Al基体上的共晶硅相、杂质相及气孔等进行观看，分析其分布特点、形貌及阻碍。2）用扫描电镜观看铝合金断口形貌，并研究其断裂过程及机理。3）将所观看的断口形貌进行分类。2实验过程此次实验分为三个步骤：1）生产工艺，要紧是了解生产的概况，记录生产过程中的工艺参数；2）实验时期，是关键步骤，要熟悉实验过程中的每个步骤，把握所需的参数；3）观看方法，是对试样进行观看的总结。2.1生产工艺联信公司用的是魏桥铝厂提供的电解铝液，通过连铸生产A356铝合金铸锭。该厂有四个和料炉，每炉装料量为30t，从南到北分不为1#炉、2#炉、3#炉和4#炉。两条国内最大连铸生产线，单块铝锭规格：长：740mm；宽：105（95）mm；高：55mm；重量：约9.5Kg。整跺铝锭规格：740×740×760mm。每跺块数：93块。详细工艺过程如下。2．1.1加料A356合金是一个典型的Al-Si-Mg系三元合金，要紧成分是：Si6.5%-7.5%，Mg20%-0.40%，Cu≦0.20%，Zn≦0.10%，Mn≦0.10%，Ti≦0.20%，其他元素每种≦0.05%，其余是铝。该厂要紧生产A356.2铝合金，加料方法为：向和料炉中加铝水分为两次，真空包（最大铝量为9000㎏）运来铝水后用天车吊到炉前，打开和料炉炉门开始倒铝水，现在铝液温度在840℃-880℃表2.1A356.2铝合金化学成份（%）SiTiMgFeCuMnZnP6.5-7.5≤0.20.30-0.45≤0.12≤0.1≤0.05≤0.05痕迹2.1.2精炼加料后为了快速平均成分和温度，在和料炉中进行电磁搅拌。搅拌时刻在15-20min，按照不同工艺搅拌温度在690℃-740℃；炉内精炼是通过喷吹以氮气作为载体将精炼剂和清渣剂加入炉内的，氮气纯度大于等于99.995%，喷吹时刻为5min-10min。精炼剂和清渣剂的用量为0.1%-0.2%（与Al相比）。精炼后取样分析，按照能谱仪结果判定各个元素含量是否合格，补加硅镁等矿石。2.1．3保温、扒渣和放料精炼终止后保温一段时刻（一样在10min-15min），待温度平均后开始扒渣。该厂运用人工扒渣，扒渣时刻在15min-30min，时刻可长达40min，费时费劲。扒渣完成后静置5min，使成分和温度平均。待成分和温度符合放料条件时，打开和料炉炉门开始放料。2.1.4单线除气和单线过滤铝液出和料炉后先进行在线除气，在通过过滤，之后进入结晶器开始连铸。2.1.4.1单线除气使用ALPUR-55旋转除气装置进行在线除气(图2-1)。这种除气装置为双石墨转子，最大金属流量为55t/h。ALPUR净化工艺是基于吸附净化原理，通过转子吹出精炼气体，借助旋转喷嘴产生平均分布的微小气泡，并与反应室内的熔体充分接触反应使熔体净化。精炼气体能够是氮气，也能够是氮气与氯气的混合气体。图2-1ALPUR净化铝熔体示意图2.1.4.2单线过滤过滤除渣要紧是靠过滤介质的阻挡作用、摩擦力或流体的压力使杂质沉降或堵滞，从而净化熔体。上述生产线采纳CFF双级泡沫陶瓷过滤板，过滤箱安装2套平行过滤板，处理流量为55t/h。过滤板为双层30/50ppi复合泡沫陶瓷过滤板，上层过滤板的孔隙度为30ppi，底层过滤板的孔隙度为50ppi。CFF泡沫陶瓷过滤装置能够有效除去直径大于20um的夹渣物，过滤效率可达75%。图2-2为泡沫陶瓷过滤装置工作示意图。图2-2CFF泡沫陶瓷过滤装里工作示度图2.1.5连铸过滤后的铝液通过溜槽流入结晶器，浇铸机转速为863rpm-864rpm，开始结晶出来的坯壳先由人工导入足辊，之后进入校直段。铝锭通过切定尺之后被切断。铝锭的冷却是通过喷水冷却的，分三段冷却。冷却水流速分不为0.137m/s、0.684m/s和1.478m/s；流量分不为133.7m3、401.1m3和883.1m3。剪切后的铝锭通过机械手堆垛，最后捆扎。2.2实验过程关于显微组织及断口分析实验，要紧工具是显微镜观看。因此实验要紧分三个步骤：1)试样的选取；2)金相试样的制备；3)观看记录。2.2.1试样的选取取样时要注意取样时期和参数，对各个试样的详细信息做记录。在1#、3#、4#炉内取样时按下表取样。表格如下。表2-21#炉参数表时期时刻取样温度熔炼8h724℃精炼0.5h737喷吹699过滤693℃表2-33#炉和4#炉参数表时期时刻取样温度3#炉熔炼8h747℃3#炉精炼0.5h7374#炉熔炼7024#炉精炼699℃1)炉内取样：炉内取样用长柄样勺（如图2-3），取样前先给样勺和模具刷一层涂料并烘烤干燥，保证样勺和模具洁净。为保证所取铝液有代表性应该在炉膛中心取样，先用样勺扒开浮渣，然后将样勺深入液面100mm以下，防止带入渣子。将铝液取出后倒入样饼模（图2-2-1）得到样饼，倒入K模（K模包括有K模本体，K模本体设置有一槽道，槽道内设置有至少一个沿槽道宽度方向布置的断裂楔块）中得到K模试样。在取K模时，一对模具要用一勺铝水同时浇铸完全，凡是其中一个不合格的要同时浇铸一对。图2-3长柄样勺2)炉外取样：炉外取样与炉内取样大致相同，但用短柄样勺（图2-4-2）取样。取样时要逆着铝液流盛取。图2-4短柄取样勺和样饼模，1-样饼模，2-短柄样勺3)成品样的选取：成品铝锭应选有代表性的，然后弄断，切下断口，采取一定措施爱护断口防止断口被氧化。2.2.2金相试样的制取用金相分析的方法来观看检验金属内部的组织结构是工业生产中的一种重要手段，例如对原材料的冶金质量情形如偏析、非金属夹杂物分布类型与级不检查；对铸造材料的铸造疏松、气孔、夹渣组织平均性检查；对锻造件的表面脱碳、过热、过烧、裂纹、变形等情形检查。金相试样的制取是十分关键的一步[18]，若制备不当，则可能显现假象，从而得出错误的结论[19]。金相试样的制备包括：切样、銑样、磨样、抛光和浸蚀。1）切样和銑样：所取成品断口试样横截面大小不合适难以放进磨样机固定装置时，应该第一将试样切成一定大小和形状，注意不要破坏要观看的断面。在对断面和样饼进行磨制前应该先銑所要观看的那一面，以使盖面平坦，便于磨制。2）磨样：磨光过程是试样制备最重要的时期，除使试样表面平坦外，要紧是使组织损害层减少到最低程度。试样是用机械进行磨制的，每次可同时磨六个试样。第一将试样固定在固定装置上，然后设置参数，开启开关进行磨制。磨样过程分三步：粗磨、中磨和细磨。要求每次要覆盖上次的磨痕，磨完后要清洗掉砂纸上的残留。磨样过程中连续供水喷在磨样处。磨样时参数如下。表2：磨样参数磨样方式转速（rpm）时刻(s)压力（N）水砂纸型号冷却水流量粗磨150903080大中细磨150180501200小抛光：试样磨完后要进行机械抛光，抛光的目的是去除磨光时留下的磨痕，提升试样表面的光反射性，改善组织辨论率，要求将金相试样抛成镜面。抛光过程也分三步：粗抛、中抛和细抛，抛光时不喷水，有对应的抛光液。每次抛完要将抛光布上的残余洗净。抛光过程参数设置如下。表3：抛光参数抛样方式转速（rpm）时刻(s)）压力（N）抛光液型号（um）剂量/级不粗抛1503306090/9中抛1502706030/0细抛150240600.040/0浸蚀：所有的金相试样都必须浸蚀，显微组织能够专门清晰显示，便于观看。所用浸蚀剂为0.5%氢氟酸水溶液(HF0.5mL+蒸馏水100mL)，浸蚀时刻为10s-15s。浸蚀后用清水冲洗，然后用酒精擦拭，最后用电吹风吹干。2.2.3用显微镜观看所利用的金相显微镜（如图2-5）型号为Fegrapol-31，是丹麦生产的。显微镜直截了当与电脑相连，所观看的图像能够直截了当被拍成照片传到电脑上。利用显微镜对所有试样进行显微组织观看和断口缺陷分析后可获得显微组织图像和断口缺陷图像。图2-5金相显微镜2.3观看方法实验观看的内容要紧有：显微组织的观看要紧是显微组织类型、形状和大小。断口观看要紧是观看断口的缺陷、数量、形状和大小。2.3.1显微组织的观看1）α-Al基体和共晶Si相的观看：对视野中所出现形状要第一认识组织的种类、颜色和数量等特点。对共晶Si相晶粒大小的测量第一要选定具有代表性的或颗粒便于测量的晶粒，要对不同处理的晶粒（如变质的与未变质的）进行观看。金相图中的晶粒尺寸大小、相的分布、各相相对含量、相的特点以及化学成分等都能够通过Image-ProPlus的运算机数字化处理来完成。2)二次枝晶的观看：对二次枝晶的研究要紧是对枝晶间距的研究。二次枝晶间距的测量方法为截线法[20]。如图2-4所示，即画一条平行于一次枝晶的线和若干条平行于二次枝晶臂且垂直于一次枝晶的线，通过测量各条平行线的间距大小并取平均值来运算二次枝晶的平均间距。只取与一次枝晶相连且二次枝晶臂完整的枝晶进行测量。图2-4二次枝晶测量方法在金相图片中找出符合要求的位置，先画出一次枝晶的平行线，再画出垂直于一次枝晶并平行于二次枝晶臂的线，测量截线上两平行线间距，并运算平行线间二次枝晶臂的数量，将所得数值除以二次枝晶臂数量，即获得所需要测量的二次枝晶间距，为了准确获得二次枝晶间距，选取金相图E处测量位置，并将所获得的二次枝晶间距再次求平均值。近似运算DCS如下：DCS=L/n(2)式中，L为图像中任意截线的长度，n为截线所截胞界的总数或截线与共晶区域交点的总数。2.3.2对断口形貌的观看1）肉眼观看：关于K模，要紧是用来检查铝液纯洁度的。将一对K模标记上1-10，然后弄断。检查对应断口，看断口的夹渣（即小黑点数）。将数出的黑点数除以10得到K值，按照K值判定铝液是否合格。表格如下：表2.4各时期K值级不K值级不<0.10.1-0.50.5-1.01.0-5.05.0-10>10ABCDEF其中，关于浇包A级为合格，静置炉B级合格，和料炉E级合格。2）金相观看：关于显微缺陷的观看只能借助于显微镜，要持续移动物镜尽量观看断面所有的地点，用不同放大倍数的物镜观看，观看不同放大倍率下缺陷所出现的形状。3实验结果及分析要紧分析实验过程所猎取K模试样和金相试样。K模试样要紧是用肉眼观看夹渣数；金相试样要紧观看铝基体和共晶硅的形状以及断口缺陷形貌。3.1对所取K模试样的观看所取K模（如图3-1）分为精炼前、精炼后、过滤前和过滤后的铝液浇铸的，粗略地观看和分析铝水纯洁度以及精炼、除气和过滤成效。图3-1K模试样通过数所选K模断口夹渣数，得到K值分不如下表：表3.1各时期所得K值时期K值（加精炼剂）K值（加清渣剂）熔炼3.53.6精炼2.31.2除气0.50.4过滤0.10.1通过上述表格所得数值与标。表2.4比较可知，各时期铝水均合格；通过各时期数值比较可知：精炼后专门是加清渣剂后铝水纯洁度升高，另外除气和过滤均有除渣成效。3.2金相试样的观看及分析金相显微镜能够观看试样显微组织形状及分布，还能够对晶粒度大小和二次枝晶进行测量；对断口缺陷类型及形状、大小及数量和分布进行观测。3.2.1对显微组织的观看要紧观看铝合金中α-Al基体（如图3-2a和图3-3b、图3-3c、图3-3d中A）形状和共晶Si相形状、大小。按照Al-Si二元合金相图，A356铝合金属于亚共晶合金，其凝固过程先析出初生Al枝晶，然后Al-Si共晶体在枝晶臂之间形成。3.2.1.1未经变质处理未经变质处理的共晶Si一样呈针状（如图3-2a和图3-3b、图3-3c、图3-3d中B），颜色比α-Al基体深。裂纹的萌生与Si相有紧密关系[21]：（1）共晶Si与共晶Al界面为非共格界面，存在空位缺陷，在应力作用下这些空位互相结合长大，导致了共晶Si与Al基体的界面分离；（2）共晶Si与Al基体的塑性不同，Si相为脆性相，而Al基体为塑性相；在应力作用下直径最大的Si相[22]优先发生断裂，成为裂纹源。共晶Si呈灰色针状杂乱无章地分布在α-Al铝基体晶界上(如图3-2a中方框内)，当裂纹扩展遇到与裂纹前进方向相异的共晶硅粒子时，将截断共晶硅粒子，使硅粒子发生断裂[23]，即穿晶断裂。3.2.1.2变质处理后加锶变质成效最好，锶变质有专门好的长效性，可使变质成效坚持长达5-8小时。变质后的共晶硅颗粒大部分呈点球状或短纤维状（如图3-2b、图3-2d和图3-2c中的B2）。但研究表明，锶的加入加大了铝熔液的吸气性[24]。由于变质后共晶硅形状的改变，可使得合金性能有所提升。图3-2a未变质无缺陷图3-2b典型缩松（变质后）图3-2c典型气孔+渣（变质后）图3-2d典型缩孔（变质后）3.2.1.3二次枝晶二次枝晶（如图3-2b和3-2c中的B3）是在一次枝晶臂上生出来的，形状如树枝状，比一次枝晶要细。二次枝晶间距的大小是微观组织中一个重要数据，是衡量组织优劣的重要参数。二次枝晶间距大小是评判凝固组织优劣的重要特点，二次枝晶臂间距大小直截了当阻碍着成分偏析、第二相及显微孔洞的分布，另外，枝晶与枝晶间块状共晶体的强度高于二次枝晶臂之间板片状共晶体，因此板片状共晶体是A356合金的薄弱环节，裂纹第一在那个区域萌生[25]。按照图2-4和式（2）可分不测量出图3-2b和3-2c中矩形方框中所标注的二次枝晶间距为：13.08um和17.78um。其中L分不为：65.36um和53.33um。n分不为：5和3。那个成果在国内同类行业中是比较先进的。3.2.2断口缺陷断口缺陷分析是分析铝合金断裂机理的重要方式，在所取试样中观看到的缺陷有：缩松、缩孔、气孔、针孔、非金属夹杂和夹渣、氧化铝膜（表现为混皮、渣皮等）。3.2.2.1缩松和缩孔1）缩松的形状：缩松（如图3-2b中的C和3-3a中的C）和缩孔（图3-3b中的C和图3-2中的d）是铸锭在凝固过程中，由于合金在液态和固态的体积收缩得不到补充而产生的细小而分散的孔洞性缺陷。在金相显微镜下观看，缩松表现为沿晶界形成的形状不规则的图形，颜色单一且比基体深。缩孔表现为沿晶界较规则的图形，多近似为圆形，颜色单一且比基体深。图3-3a典型缩松（变质后）图3-3b典型缩孔（未变质）2)产生缘故：缩松一样包括收缩缩松和气体缩松。收缩缩松产生的机理是金属铸造结晶时从液态凝固成固态，体积收缩在树枝晶枝杈间因液体金属补缩不足而形成空腔，这种空腔即为收缩缩松。一样尺寸专门小，难以幸免。气体缩松产生的机理是：熔体中未出去的气体氢气含量较高，气体被隐藏在树枝晶枝杈间隙内，随着结晶的进行，树枝晶枝杈互相搭接形成骨架，枝杈间的气体和凝固时析出的气体无法逸出而集聚，结晶后这些气体占据的位置形成空腔，即为气体缩松。当体积收缩大而液体金属补缩严峻不足时就会形成缩孔。3）危害：缩松使铸锭密度减小，致密性降低专门是降低高强铝合金的冲击韧性和断面收缩率，在热轧和锻造时易引起裂纹。缩孔破坏了金属的连续性，严峻阻碍工艺性能，截取铸锭坯料时必须去掉。4）预防措施：按照缩松和缩孔产生缘故和形成过程可知，有如下的预防措施：a）降低熔体中气体含量，如烘炉完全、精炼剂和所需工具烘烤完全、降低各种材料的水含量、防止熔体在炉内时刻过长、防止熔体过热等。b）缩小铸锭中过渡带的尺寸，如：采纳合适的漏斗平均供流适当提升铸造温度和降低铸造速度、适当提升水压以提升铸锭冷却强度、适当降低开始凝固温度和凝固终了温度差。3.2.2.2气孔和渣孔1)形状：气孔（如图3-2c中的D）是铸件组织中的圆形空泛，它是内表面光滑的球状空泛缺陷，其为未逸出的气泡在铸锭中形成的缺陷，其在显微镜下观看呈规则的圆形，然而析出位置不固定；渣孔（如图3-3c中的D）是气孔中卷入渣滓形成的，其内表面就不再是光滑的，在显微镜下观看呈不太规则的图形且颜色不一致。图3-3c典型渣孔（未变质）2)产生缘故：熔体中的气体以气泡析出，必须具备三个条件：一是溶解的气体处于过饱和状态；二是气泡内的压力之和大于作用与气泡的外压力；三是有大于临界尺寸的气泡核。在实际铸造条件下由于熔体中总是存在大量的非金属夹杂物、结晶体和精炼时未逸出的气泡因此熔体中的非自发气泡核专门容易形成。另外结晶前沿造成的氢含量的过饱和对气泡的形成造成有利条件。3)阻碍气孔和渣孔形成的要紧因素：a）熔体原始含气量高。熔体原始含气量愈大，则温度降低时析出的气体愈多；结晶界面上液相过饱和浓度愈大，导致形成气泡的过饱和区域愈宽；时刻愈长，则愈促使气孔的形成。b）冷却速度。铸锭冷却速度愈快，气体扩散愈不充分，且来不及析出，因而承诺不产动气孔的气体过饱和度增大，导致形成气泡的过饱和区域愈窄；同时，冷却速度愈大，过渡带愈窄，枝晶不易封闭液相，因而愈能降低形成气孔的倾向。c）合金成分。合金成分阻碍原始含氢量，氢在合金中的扩散系数、分配系数以及结晶区间的大小都会不同程度的阻碍气孔的形成及分布。d）铸造工艺条件。要紧通过改变结晶方式、过渡带尺寸来阻碍气孔的形成及分布。e）非金属夹杂含量。非金属夹杂愈少，则承诺产动气孔的临界含氢量愈高。4)预防措施：1）从原料、工具、设备、工艺等方面入手降低含气量。2）适当提升铸造温度、降低铸造速度，建立良好的析气条件便于气泡上浮。3）提升铸锭冷却速度阻止气体以气泡形式析出。3.2.2.3非金属夹杂物1）形状：非金属夹杂(如图3-3d中E)没有固定的形状，多为块状，与基体颜色不同。图3-3d典型非金属夹杂（变质不足）图3-3e典型夹渣（未变质）2）非金属夹杂产生缘故：在熔炼和铸造过程中，来自熔剂、炉渣、炉衬、油污和灰尘中的氧化物、氮化物、碳化物等带入熔体，且除渣不完全，在铸锭中则产生夹杂。3）防治措施：a）将材料中的油污、水分和灰尘等清除洁净。b）炉子、溜槽和浇道处理洁净。c）精炼要好，精炼温度不能太低，防止渣子分离不行炉渣要除净。d）提升铸造温度以增加金属流淌性，促进渣子上浮。3.2.2.3夹渣1）形状：夹渣（3-3d中的E）往往是非金属夹杂物，是铸锭中单个颗粒较大的颗黑色粒或细小成群簇状细粒。2）产生缘故：夹渣常常是随液体金属一起掉入铸锭中的炉渣、炉衬碎块儿或块度较大的氧化物所造成的。3）防止措施：1）认真精炼，保证静置时刻，采取过滤措施。2）保持金属液面安静，最好采纳同水平铸造。3）烘烤工具要完全，适当提升铸造温度，铸造完成后认真清理炉子及其它工具。4）使用清洁的炉料。3.2.2.3氧化膜和渣皮1）形状：氧化膜(如图3-3d和3-3f中的F)是氧化铝形成的非金属夹杂用显微镜观看氧化膜为黑色线状包留物，黑色为氧化膜，浅色为基体，当氧化铝膜中有渣子时就为渣皮（如图3-3g中的F）。图3-3f典型氧化膜（变质后）图3-3g典型氧化膜（未变质）2）形成缘故：氧化膜形成的机理要紧有两个：一是在熔炼和铸造过程中熔体表面始终和空气接触，持续进行高温氧化反应形成氧化膜并覆盖在熔体表面。当搅拌和熔铸操作不当时浮在熔体表面的氧化皮被破裂比卷入熔体内，最后留在铸锭中。二是铝合金熔炼时，除了使用原铝锭、中间合金和纯铝等作为炉料外，还加入一定数量的废料（碎屑、废铝锭等）。废料成分复杂，尺寸小、质量差、存在着大量的氧化物夹杂，在熔炼过程中由于除渣不净，氧化物夹杂进入熔体成为氧化膜。3）预防措施：a）将原辅助材料的油污、腐蚀产物、灰尘、泥沙和水分等清除洁净。b）熔炼过程中尽量少反复补料和冲淡，搅拌方法要正确，防止表面氧化皮成为碎块掉入炉内。c）空气湿度不能大。d）提升熔炼温度，除渣除气时刻不能太短，静置时刻要足够。e）使用的各种工具要预热。f）铸造温度不能过低，要保证熔体的良好流淌性。结论按照所观看的结果和对实验结果的分析，以及结合实际工艺克的如下结论：1）断口缺陷要紧有缩松、缩孔、气孔、针孔、氧化铝膜、非金属夹杂和夹渣等。缩松是沿晶界析出的不规则图形，颜色一致；缩孔沿晶界析出，多为圆形；气孔析出位置不定，形状多为较规则的圆形；氧化膜是黑色细长的线条；非金属夹杂和夹渣是颗粒呈簇状或单个大颗粒。其中缩松和针孔阻碍合金致密性；缩孔、气孔、氧化铝膜、非金属夹杂和夹渣阻碍合金的连续性。因此这些缺陷都会对合金的断裂有不良阻碍。2）加精炼剂比加清渣剂的断口夹渣要少，在温度为724℃-737℃，加入精炼剂50Kg，精炼时刻28min-30min，搅拌时刻20min时工艺成效最好。3）变质后共晶硅的形状由针状变成点球状或短纤维状，测得两种二次枝晶间距大小分不为13.08um和17.78um，对合金性能专门是裂纹的萌生有一定阻碍。致谢本文自始自终是在指导老师国栋老师的指导下完成的，本文从选题、实验设计、实验过程指导直到最后论文的定稿都得到了国老师的指点和关心。他对我谆谆教诲、严格要求，认真检查我在课题进展过程中的每一步工作，使我形成了一套完整而系统的治学思维与研究方法，使我真正地明白得了做学咨询搞课题研究应从何入手、从何深入，还使我真正具备了独立从事科学研究的素养与能力。同时，他还在为人方面给予了我极大地关心、教诲和鼓舞，并对我的前途与进展寄予深切的关注和指点，我在此谨表示衷心地感谢。这次试验一直在联信戴卡公司完成，包括各个试样的选取、试样的制备、试样的观看、工艺参数的补充以及图片的采集等。工厂的张总和各位师傅给与了大力支持和关心，专门是陈君卫师傅关于观看金相试样给与许多指导。在此表示深深的谢意。最后向以上所有的人士以及所有关注我成长的人士致以最真诚的感谢。对评审论文和参加答辩的各位老师、专家致以最真诚的感谢，感谢您们在论文评审和答辩过程中提出的宝贵意见，愿您们平安健康欢乐!参考文献[1]朱正峰.AI-Ti-B中间合金的制备及其细化性能的研究[D].甘肃:兰州理工大学.2008,5[2]EjioforJU,ReddyRG.EffectsofporouscarbononsinteredAl-Si-Mgmatrixcomposites[J].JournalofMaterialsEngineering[3]AtxagaG,PelayoA,IrisarriAM.EffectofmicrostructureonfatiguebehaviorofcastAl7-Si-Mgalloy[J].MaterSciTech[4]赵鸿.铝在汽车内的应用［J］.汽车工艺与材料，1997，1:19-24[5]MayerH,eta.lInfluenceofporosityonthefatiguelimitofdiecastmagnesiumandaluminumalloys[J].IntJFatigue,2003,25:245-256[6]WangQG,ApelianD,LadosDA.FatiguebehaviorofA356-T6aluminumcastalloys.PartIEffectofcastingdefects[J].JournalofLightMetals,2001(1):73-84[7]AvalleM,eta.lCastingdefectsandfatiguestrengthofadiecastaluminumalloy:acomparisonbetweenstandardspecimensandproductioncomponents[J].IntJFatigue,2002,24:1-9[8]CatonMJ.Predictingfatiguepropertiesofcastaluminumbycharacteringsmallcrackpropagationbehavior[D].Universityof[9]Buffier`eJY,SavellibS,JouneauPH.ExperimentalstudyofporosityanditsrelationtofatiguemechanismsofmodelAl-Si7-Mg0.3castAlalloys[J].IntJFatigue,2002,24[10]冉广,周敬恩,王永芳,席生岐.A356铝合金微观组织及其拉伸性能[J].西安:金属热处理2007，（32）[11]易有福,龙思远,徐绍勇,王瑞斐,唐晓亮.低压铸造A356铝合金轮毂的微观组织和力学性能[J].特种铸造及有色合金.2008,28[12]毛协民.汽车轮毂用A356铝合金简介[J].汽车工艺与材料.2011,10[13]AVALLEM.Castingdefectsandfatiguestrengthofadie-castaluminumalloy:acomparisonbetweenstandardspecimensandproductioncomponents[J].Int.J.Fatigue,2002,24:1-9[14]刘小山,何国求,范宋杰.A356铝合金的单轴疲劳特性及断口分析[J].金属功能材料,2008，8[15]孙建华.电解铝液生产铝合金扁锭工艺技术研究与实践[J].科苑论坛,铝加工.2005,1[16]吴文祥，陈琦,马科.电解铝液制700铝合金的铸态组织与性能[J].特种铸造及有色合金2009,29（11）[18]段虹,李丽霞,何敏禄.金相试样制备技术之一:金相试样的截取和镶嵌[J].天津:天津职业技术师范学院学报.1998，2[19]张载明.金相试样磨光和抛光技术的探讨[J].机械开发.1998，1[20]邹勋.结晶压力对真空差压铸造铝合金二次枝晶间距的阻碍[D].江