[科普中國]-表面氣泡

氣泡種類

氣泡有兩種：一種是表面氣泡，一種是穿通氣泡。氣泡一般不是熱處理本身造成的，但此種缺陷或廢品通過淬火或退火加熱才能顯現(xiàn)出來。

表面氣泡出現(xiàn)在包鋁板材上。產(chǎn)生的原因是，在熱軋的第一個(gè)道次焊合軋制時(shí)，由于包鋁板與鑄錠之間落入潤滑劑，結(jié)合得不牢，或由于鑄錠銑面質(zhì)量不高，表面上黏有臟物及其他外來的易揮發(fā)物質(zhì)。當(dāng)軋制成薄板時(shí)氣體被壓人板內(nèi)，在淬火或退火加熱時(shí)，使積存于包鋁層和鋁板夾層中的空氣或水蒸氣膨脹，而形成了表面氣泡。消除這種氣泡的辦法是，在進(jìn)行第一道軋制時(shí)，不供給乳液，并要認(rèn)真地消除包鋁板和鑄錠表面上的臟物。

在空氣爐中進(jìn)行淬火加熱時(shí)，由于溫度過高，加熱時(shí)間長，制品表面常因吸入氣體而形成表面氣泡。選用恰當(dāng)?shù)臒崽幚碇贫?，或改用熔鹽爐進(jìn)行淬火處理可以消除這類表面氣泡。

穿通氣泡多半產(chǎn)生在薄壁的板材、管材和型材上，氣泡貫穿了半制品的壁。產(chǎn)生的原因是合金在熔煉時(shí)除氣不凈，在鑄錠中含有較大的氣泡。此氣泡保留在半制品中，在熱處理后表現(xiàn)出來。消除穿通氣泡的辦法是，加強(qiáng)熔煉時(shí)的精煉和除氣操作。2

宏觀組織特征在鑄錠表面上為分散的鼓包，鼓包內(nèi)為空腔，放大倍數(shù)觀察，空腔內(nèi)壁呈現(xiàn)閃亮的金屬光澤。3

顯微組織特征氣泡空腔附近有疏松和均火后殘余的枝晶組織，氣泡內(nèi)壁對(duì)應(yīng)位置的枝晶組織有對(duì)應(yīng)性。用電子顯微觀察，氣泡內(nèi)壁有梯田花樣，表明氣泡以疏松為核心形成。3

表面氣泡的形成機(jī)理鑄錠表面氣泡不是鑄造后就存在，而是鑄錠均勻化退火后才出現(xiàn)，好像這不屬于冶金缺陷，其實(shí)這正是由于鑄錠中氫含量過高所致。

當(dāng)熔煉過程中，由于除氣不徹底，將熔體中殘存的過多氣體，主要是氫氣保留在鑄錠內(nèi)。氫含量過高時(shí)在鑄錠內(nèi)形成氣泡，氫含量較高時(shí)形成疏松。

鑄錠的表面氣泡除與鑄錠內(nèi)的氫含量有關(guān)外，還與鑄造時(shí)的冷卻速度和均勻化溫度有關(guān)，根據(jù)對(duì)Al-Mg-Si合金的研究，當(dāng)鑄錠中氫含量相同時(shí)，鑄造冷卻速度愈快，均火溫度愈高，在鑄錠表面愈容易生成氣泡。鑄錠中氫含量愈高，不管鑄造冷卻速度如何，生成表面氣泡的均火溫度愈低。

|| ||

除鑄錠外，加工制品如板材和擠壓制品等，在熱處理時(shí)也能在其表面上生成氣泡。其原因除鑄造生成氣泡的原因外，還與熱處理爐內(nèi)濕度過大有關(guān)。因?yàn)樗魵馀c鋁表面反應(yīng)生成原子氫，氫原子半徑很小，沿著晶界和晶格間隙擴(kuò)散進(jìn)入金屬表層內(nèi)。當(dāng)爐內(nèi)溫度降低時(shí)，由于爐內(nèi)氫濃度很低，氫又從固溶體內(nèi)析出，壓力大到幾個(gè)大氣壓，將表面金屬鼓起形成氣泡。這種氣泡是由環(huán)境氫引起的，氣泡尺寸較鑄錠內(nèi)部氫引起的氣泡尺寸小，一般為0.1mm-1mm，氣泡大小均勻。3

表面氣泡防止措施1.加強(qiáng)除氣精煉，盡量降低鑄錠氫的含量；

2.熱處理時(shí)溫度不能太高，時(shí)間也不能過長；

3.熱處理爐內(nèi)濕度不能過高；

4.鑄造、制品和器具等要干燥。3

表面氣泡對(duì)性能的影響表面氣泡破壞了表皮組織的連續(xù)性，鑄錠要車皮和銑面，板材和鍛件不應(yīng)超過公差余量之半。3