GB T 26492.1-2011 变形铝及铝合金铸锭及加工产品缺陷 第1部分：铸锭缺陷.pdf

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1、ICS 77.150.10 H 60 中华人民=H二/、道昌和国国家标准GB/T 26492. 1-2011 变形铝及铝合金铸徒及加工产品缺陷第1部分:铸链缺陷Defects for wrought aluminium and aluminium alloys ingots and products一Part 1 : Defects for ingots 2011-05-12发布数码防伪中华人民共和国国家质量监督检验检茂总局中国国家标准化管理委员会2012-02-01实施发布前言GB/T 26492(变形铝及铝合金铸链及加工产品缺陷分为五个部分:一一第1部分:铸键缺陷;一一第2部分:铸轧带材缺

2、陷;一一第3部分:板、带缺陷;一一第4部分:铝韬缺陷;第5部分:管材、棒材、型材、线材缺陷。本部分为GB/T26492的第1部分。本部分由全国有色金属标准化技术委员会CSAC/TC243)归口。本部分负责起草单位z东北轻合金有限责任公司。GB/T 26492.1-2011 本部分参加起草单位:西南铝业(集团)有限责任公司、中国铝业西北铝加工分公司、山东究矿轻合金有限责任公司、广东坚美铝型材有限公司、福建省南平铝业有限公司、龙口市丛林铝材有限公司。本部分主要起草人:吴欣凤、吕新宇、王美琪、李成利、王立娟、李海仙、王贵福、冯彦波、段瑞芬、郭瑞、谢延翠。I 变形铝及铝合金铸绽及加工产品缺陷第1部分:

3、铸链缺陷GB/T 26492.1-2011 1 范围本部分规定了变形铝及铝合金铸键产品中常见缺陷的定义、特征，并分析了其主要产生原因。本部分适用于变形铝及铝合金铸链缺陷的分析与判定。2 缺陆定义、特征和主要产生原因2. 1 偏析浮出物(偏析瘤)nodule of segregation Csegregation knoble) 半连续铸造过程中，在铸键表面上产生的瘤状物称偏析浮出物。宏观组织特征是铸键表面呈不均匀的凸起如图la)、图lb)J，显微组织观察偏析瘤处的第二相比基体的大，分布致密，第二相体积分数也大，有时在偏析瘤处可发现一次晶如图lc)J。2.2 主要产生原因:a) 铸造温度高，铸造

4、速度快;b) 结晶器或芯子锥度过大;c) 冷却强度低或结晶器内部缺水;d) 漏斗摆放不正。b)偏析浮出物低倍组织a)铸链表面偏析浮出物r， /会、一-二.圄1偏析浮出物. 冷隔(或成层)cold shut C or stratification) 凡, 俨白民l. 、_J叶，飞.、f飞、飞、.、三、_.到战A , 100m -t c)偏析浮出物显微组织铸键表皮上存在的有规律性重叠或靠近表皮内部形成隔层的现象称冷隔。宏观组织表现为不合GB/T 26492.1-2011 层，低倍组织有明显分层，分层处凹下形成沿铸链外表面的圆弧状黑色裂纹(如图2)。显微组织冷隔处为黑色裂纹，裂纹处有非金属夹杂。冷隔

5、一般可通过机械加工方式进行处理。2.3 2.4 2.5 2 主要产生原因za) 铸造速度慢，金属熔体供流少，边部易凝固，继续供给熔体补充不足就提前凝固;b) 铸造温度低，金属熔体流动性不好，靠近结晶器壁处易凝固;c) 铸造漏斗安放不正或漏斗孔堵塞，造成金属液流供给不均;d) 结晶器锥度不当或结晶器变形;e) 漏斗过小，结晶器内液面过低或波动过大;f) 冷却强度过大或冷却不均匀;g) 润滑不均，局部供油过量。图2冷隔(或成层)低倍组织断流冷隔breaking cold shut 在铸造过程中因金属流供应不足造成组织不连续、铸键表面横截面分层的现象称断流冷隔。主要产生原因:a) 铸造时金属液面水平

6、控制过低;b) 铸造时漏金属;c) 铸造时因流口堵塞或冷凝、流口太小等原因致使金属液流供应不上。竹节bamboo-ridge 因铸造设备运转问题，铸键表面上形成的竹节状现象。竹节经铸键车皮可去掉。主要产生原因:a) 铸造机运行不稳，有停顿现象;b) 无导轨铸造机，导向滑轮夹杂铝或杂物。弯曲bow 铸键纵向轴线不成一条直线的现象。主要产生原因:a) 结晶器安装不正或固定不牢，铸造时错动pb) 铸造机运行不稳;c) 铸造机导轨不直或导轨间隙过大，底座不稳;d) 盖板不平，使结晶器歪斜;e) 结晶器变形，锥度不适当或光洁度差，造成局部悬挂产生弯曲;f) 吊运或摆放不当。G/T 26492.1-201

7、1 2.6 拉裂pull crack 铸造时形成的凝固外壳与结晶器壁的摩擦阻力超出铸链的本身强度时，在铸链表面形成拉痕。严重时在铸链表面产生横向裂口称为拉裂如图3a)、图3b)J。有时在裂口处产生流挂。这种缺陷破坏了铸键组织的连续性，严重时应为废品。只有当拉痕、拉裂深度不超出铸链机械加工余量时，可以进行镜面或车皮处理。主要产生原因:a) 结晶器内表面不光滑，有毛剌、划痕、润滑不好;b) 结晶器或漏斗安放歪斜，使铸键下降时一侧产生很大的摩擦阻力;c) 铸造过程中，金属熔体水平忽高忽低造成抱芯子(空心链)或漏铝而悬挂;d) 铸造速度快、铸造温度高，铸造水压大容易造成拉痕和拉裂;e) 结晶器冷却水结

8、垢;f) 结晶器退火或过烧。iujb)圆铸链拉裂a)启铸链拉裂拉裂2. 7 竖道皱槽vertical fold 铸链宽面沿铸造方向出现的凹下的竖条状缺陷称竖道皱擂。宏观上主要存在于扁链漏斗对应的两侧表面上。皱禧沿纵向发展，可能是连续的，也可能是断续的，长度和深度不等(如图4)，皱裙严重时可导致裂纹。主要产生原因:a) 熔体中B元素含量高;b) 铸造温度低;c) 润滑不好。图3卢、川&J福皱道竖链e铸扁d F , J飞圄43 2.8 偏心eccentric centre 空心铸链内、外圆不同心的现象，偏心的结果导致空心健壁厚不均。G/T 26492.1-20门主要产生原因:a) 芯子安装不正，铸

9、造机下降时不稳定pb) 铸造工具不符合要求;c) 铸链弯曲或锺孔不正确。2.9 缩孔shrinkage cavity 液体金属凝固时，由于体积收缩而液体金属补缩不足时，凝固后在铸键尾部中心形成的空腔叫缩孔。2.10 热裂纹hot crack 金属凝固过程中，在线收缩开始温度至固相点温度的结晶终了区间，由于结晶收缩受到阻碍而产生拉应力，又由于这个区间含有较多的脆性金属化合物，拉应力超过了该区金属的强度极限时产生的裂纹叫热裂纹。热裂纹的宏观组织特征为裂纹曲折、分叉或呈网状、圆弧状如图5a)、图5b)J;断口上裂纹处多呈黄褐色，有氧化现象，裂纹凸凹不平。显微组织特征为裂纹沿晶界开裂，且裂纹处有低熔点

10、共晶物填充如图5c)。主要产生原因za) 铸造速度、温度、冷却水压不当，或冷却不均匀;b) 结晶器、盖板变形或结晶器、芯子锥度不当;c) 熔体过热或液体金属停留时间过长;d) 合金化学成分、杂质含量控制不当;e) 铸造时液流分配不均匀;f) 铸造开头或结尾处理不当。a)热裂纹低倍组织吨V-. 气、c)热裂纹显微组织图5热裂纹4 GB/T 26492.1-2011 2. 11 冷裂纹cold crack 液态金属凝固后，由于铸键内部冷却不均产生的拉应力超过了金属的强度极限，而在铸链的某个或某几个塑性薄弱区产生的裂纹称冷裂纹。宏观组织特征呈平直的裂纹如图6a)J，断口上裂纹为亮晶色，断口没有氧化。

11、显微组织特征为裂纹不沿枝晶发展，横穿基体和枝晶网络如图6b)J。主要产生原因:a) 合金元素、杂质含量控制不当;b) 熔体过热或液体金属停留时间过长;c) 冷却不均匀，铸造速度快、铸造温度偏高;d) 结晶器、盖板变形或结晶器、芯子锥度不当;e) 铸造时液流分配不均匀;f) 铸造开头或收尾处理不当。a)冷裂纹低倍组织b)冷裂纹显微组织图6冷裂纹2.12 偏析segregation 铸键中化学成分分布不均的现象称偏析。在变形铝合金中，偏析主要有晶内偏析和逆偏析。2. 13 晶内偏析coring segregation 显微组织中同一个晶粒内化学成分不均的现象称晶内偏析。晶内偏析的显微组织特征是，浸

12、蚀后的晶内呈水波纹状的类似树木年轮状组织(如图7)。表现为晶界或枝晶界内化学成分和显微硬度不均匀。主要产生原因:a) 结晶区间间隔大，引起不平衡结晶;b) 结晶过程中熔质原子在晶体中的扩散速度小于晶体生长速度。图7晶内偏析显微组织5 G/T 26492.1-2011 2. 14 逆偏析inverse segregation 铸链边部的熔质浓度高于铸镜中心熔质浓度的现象称逆偏析。逆偏析的组织特征不易从显微组织辨别，只能从化学成分分析上确定。主要产生原因z结晶过程中，液体中富集溶质受力，穿过以结晶的树枝晶枝干和分枝缝隙向铸链表面移动的结果。2. 15 非金属夹杂non-metallic inclu

13、sion ?昆入铸镜中的熔渣或落入铸链内的其他非金属夹杂。低倍组织为元固定形状、与基体界限不清的黑色凹坑f如图8a)J。其断口特征为黑色条状、块状或片状，显微组织特征多为黑色线状、块状、絮状的紊乱组织，与基体色差明显f如图8b)J。主要产生原因za) 原、辅材料不干净，如有油污、泥土、灰尘、水分等;b) 炉子、流槽、流盘或导炉流管处清理不干净;c) 精炼不彻底，精炼温度低，静置时间不足，使渣、铝分离得不好;d) 铸造温度低;e) 操作不当，导致外来脏物掉入液体金属中进入铸链。怨., . .t l , 卢且才a)非金属夹杂低倍组织b)非金属夹杂显微组织圈8非金属夹杂2. 16 金属夹杂metal

14、lic inclusion 由于铸造工艺不当，或外来金属掉入液体金属中，致使铸链结晶后在组织中存在外来金属物。在组织中存在的外来金属物称金属夹杂。其宏观组织和显微组织特征为有棱角的金属物，颜色与基体金属有明显差别，并有清晰的分界线。铸链变形后金属夹杂与基体金属间易产生裂纹。主要产生原因za) 操作不当，导致外来金属掉人液体金属中，进入铸链;b) 外来的未被熔化的金属块保留在铸链中。2.17 氧化膜oxide film 熔体铸造时由于操作不当和熔体污染，铸镜中存在的由非金属夹杂形成的氧化物和未排除气体(主要为氢气)称氧化膜。由于氧化膜尺寸较小，在铸链宏观组织中很难发现，应将检查氧化膜用铸链试样变

15、形后做断口检查，氧化膜特征为黄褐色、灰色的条状或片状物小平台，对称的分布在两个断裂面上(如图的。显微组织上的氧化膜特征为黑色线状包留物或闭合的空腔，黑色为氧化膜，白色为铝基体，包留物往往为窝纹状。主要产生原因:a) 原、辅材料不干净，有油污、潮湿、水分、腐蚀、灰尘、泥沙等;b) 熔炼过程中，反复补料、冲淡，搅拌方法不当，破坏了表面氧化膜，使其成为碎块掉入熔体内;c) 精炼除气不彻底，熔剂、铸造工具潮湿未经充分干燥，空气湿度大，容易产生氧化膜;d) 熔体转注过程中金属熔体没有满管流动，冲击太大或落差点没有封闭造成氧化膜碎块掉入熔体内;静置时间不够，熔炼炉、静置炉积渣太多;铸造温度低;铸造过程中净

16、化装置出现故障，过滤系统没起作用;结晶器内金属水平波动大或液流供应不均匀。GB/T 26492.1-20门、，、，/、，erLgh 氧化膜断口组织2. 18 白斑white spot 在宏观组织中的白色块状物称白斑。白斑的低倍组织与基体金属组织有明显的色差，形状不定、轮廓清晰如图10a门，但并没有破坏金属的连续性。显微组织特征为纯铝组织，没有合金那样多的化合物如图10b汀，显微硬度很低。白斑出现在铸链底部。主要产生原因za) 采用纯铝铺底铸造的合金中，由于铸造操作不当，熔体液流将铺底铝溅起，混入合金的熔体中;b) 用纯铝铺底时表面硬壳未打净;c) 铸造漏斗温度低，纯铝粘在漏斗底，在铸造过程中掉

17、下;d) 铺底纯铝温度低。图9. -,. 铲句霄一二。、.-电-也二!:):/;f飞斗.，.:t汽，.l* .、马二tL ,.,., i . .F -, 白etU乒乓. k j芳zij t二1干4唱j辑、，. ., .( #乡a盼，隘. i. . .龟1, j，. L j 4吨丁、l7;.L气、王 1 I 吨J飞电企.L飞飞飞号、生产2! 千i.町、吃I、飞二-hr二LJvk抖，告，2mb)白斑显微组织a)白斑低倍组织7 自斑圄10GB/T 26492.1-20门疏松porosity 当熔体结晶时，由于基体树枝晶间液体金属补充不足或由于存在未排出的气体(主要为氢气)，结晶后在枝晶内形成的微孔称

18、疏松。由补缩不足形成的微孔称为收缩疏松;由气体形成的疏松称气体疏松。疏松的低倍组织特征为形状不规则、分散状的黑色针孔如图lla汀，断口组织特征为组织粗糙、灰白色的点状小坑，不致密，疏松严重时断口上有白色小亮点。显微组织特征为沿枝品分布、有棱角形的黑洞，疏松俞严重，黑洞数量俞多，尺寸也愈大如图l1b)J。主要产生原因za) 合金的开始凝固温度与凝固终了温度相差很大，即过技带宽，使补缩和气体逸出困难;b) 熔体过热、停留时间长、高楼合金不覆盖或覆盖不好等，吸收大量气体;c) 工具潮湿、熔剂、精炼气体水分含量高;d) 铸造温度低、铸造速度快、冷却强度小，熔体中的气体逸出困难;静置时间不够，精炼除气不

19、彻底;空气湿度大;燃气、燃油水分大;原材料潮湿，有油污、水分;炉子大修、中修、长期停炉后干燥不彻底。2. 19 、，、，、，/、，FhFerLg且叫-uLrz 4 1 f , ， _,_ d 11Ff俨飞;7:、4k:凶且4飞, J b)疏松显微组织a)疏松低倍组织2.20 气孔gas porosity 当熔体中氢含量较大且除气不彻底时，使氢气以泡状存在，并在金属凝固后被保留下来，在金属内形成空腔，该空腔称为气孔。气孔的组织特征为圆孔状，内表面光滑明亮如图lZa)、图lZb)J。主要产生原因za) 合金的开始凝固温度与凝固终了温度相差很大，即过被带宽，使补缩和气体逸出困难;b) 熔体过热、停留

20、时间长、熔体不覆盖或覆盖不好等，吸收大量气体;c) 熔体含气量高、工具潮湿、熔剂、精炼气体水分含量高，精炼除气不彻底;d) 铸造温度低、铸造速度快、冷却强度小，熔体中的气体逸出困难;静置时间不够;空气湿度大;燃气、燃油含水量高;原材料潮湿，有油污、水分。疏松图11、，、E，、，/、，erLgh 8 GB/T 26492. 1-2011 a)气孔低倍组织b)气孔显微组织图12气孔2.21 自点white freckles 断口呈白色、边界不齐、形状不规则、对光无选择性的絮状物(如图13)。显微组织为几个粗大的缩孔沿枝晶边界连成一串。白点通常分布在铸链底部、浇口部及横断面的边部。主要产生原因:a)

21、 合金的开始凝固温度与凝固终了温度相差很大，即过渡带宽，使补缩和气体逸出困难;b) 熔体过热、停留时间长、熔体不覆盖或覆盖不好等，吸收大量气体;c) 熔体含气量高、工具潮湿、熔剂、精炼气体水分含量高，精炼除气不彻底;d) 铸造温度低、铸造速度快、冷却强度小，熔体中的气体逸出困难;e) 静置时间不够;f) 空气湿度大pg) 煤气、燃油含水量高;h) 原材料潮湿，有油污、水分;i) 炉子大修、中修、长期停炉后干燥、烘炉不彻底。图13白点断口组织2.22 光亮晶粒bright crystal 在宏观组织中存在着色泽光亮的树枝状组织称为光亮晶粒f如图a)J。它对光线元选择性，断口组织观察光亮晶粒为亮色

22、絮状物。显微组织特征为粗大枝晶网状组织，与正常结晶组织相比枝品粗大，枝晶网络稀薄，含有的低熔点共晶较少，该组织显微硬度低，为贫乏固熔体组织如图b)J。主要产生原因:a) 铸造开始时使用漏斗表面不光滑或导热不好，漏斗孔距底部过高，漏斗预热不好;b) 漏斗沉入液穴过深时，使铸键液体部分的过冷带扩展到液穴的整个体积，造成体积顺序结晶;c) 铸造开始时漏斗底粘铝，铸造过程中落入铸链中;9 GB/T 26492.1-20门d) 铸造温度低，铸造速度慢，使漏斗底中易产生底结;e) 结晶器内金属水平波动或液流供应不均匀。a)光亮晶粒低倍组织b)光亮晶粒显微组织图14光亮晶粒2.23 羽毛状晶(李晶)feat

23、her crystals (twn columnar grains) 由于熔体过热等原因在铸链宏观组织中形成的类似羽毛状的金属组织，称羽毛状晶。羽毛状晶的低倍组织特征为呈扇形分布的、有许多平行细条组成的羽毛状，尺寸较大，在铸链截面上分布有时分散，有时连成一片如图15a)J。断口组织呈片状。显微组织为粗大孪晶组织，是柱状晶变种。枝晶一边为直线孪晶晶轴，另一边为锯齿状晶界如图15b)。铸键变形后宏观组织仍保持羽毛状，显微组织由亚晶晶粒组成。主要产生原因za) 熔体过热或液体金属停留时间过长，使非自发晶核减少;b) 铸造温度过高;c) 晶粒细化剂加入量少或失效。a)羽毛状晶低倍组织b)羽毛状品显微组

24、织图15羽毛状晶2.24 粗大晶粒coarse grain 在宏观组织上出现的均匀或不均匀的、超出晶粒标准规定的大晶粒，称粗大晶粒(如图16)。特征是粗大晶粒不破坏基体的连续性，只使金属某些性能指标降低或性能不均。主要产生原因za) 合金熔体过热或局部过热，液体金属停留时间过长，使非自发性晶核被熔解，结晶核心减少;b) 铸造温度高，晶核产生数量少;c) 冷却强度弱，结晶速度慢;10 2.25 2.26 GB/T 26492.1-2011 d) 合金成分与杂质含量调整不当;e) 液流分布不均或冷却不均。图16粗大晶粒初晶硅primary crystal silicon 在亚共晶或共晶变形铝-硅系

25、舍金中，显微组织中存在的呈块状的、硅的一次晶组织(如图17)。主要产生原因:a) 硅元素含量过高;b) 中间含金中的初品硅未充分熔解扩散;c) 熔炼温度低;d) 熔化不充分，搅拌不充分。, 钢. 晶层分裂crystal layer splitting 圄17初晶硅显微组织在铸链边部断口上沿柱状晶轴产生的层状开裂称晶层分裂(如图18)。断口特征为裂纹取向与柱状晶轴相同，在显微组织上裂纹沿着枝晶发展，裂纹诸多含有金属间化合物。主要产生原因:a) 合金成分与杂质含量调整不当;b) 熔体过热或局部过热，液体金属停留时间过长，使非自发晶核被熔解，结晶核心减少，易于柱状晶生长;c) 集中供流或供流不均，有

26、利于柱状晶生长;d) 水冷强度小。11 GB/T 26492.1-2011 粗大金属化合物coarse metal compound 由于熔铸工艺不当，在固液两相区使洛质富集和有充足的生长时间形成的粗大第二相，称粗大金属化合物。宏观组织特征为分散或聚集的针状或块状凸起，边界清晰，有金属光泽，对光有选择性如图19a);断口组织特征为针状或块状晶体，有闪亮金属光泽;显微组织特征为有特定形状的粗大化合物如图19b)，既脆又硬，对不同化学侵蚀剂有不同着色。金属加工变形后沿变形方向被破碎成小块。主要产生原因:化学成分中含高熔点元素多而且控制不当;生成初晶化合物的元素含量超过生成初晶界限;中间合金难熔组元

27、高，加入合金没充分熔解;中间合金中的粗大化合物在熔炼时没充分熔解;铸造温度过低或铸造速度慢;漏斗表面不光滑或导热不好，漏斗预热不好，漏斗沉入过深。晶层分裂断口组织圄182.27 a) 、，hu c) 茹Y(: 吨弯，很i一此电H吗砸飞4飞均酌。事系E向一代唱d) J气、尹FC户.总气象卫. 制.-立二4., 苦?咱EYYF伽续以关J马吉、管J与营dJH 挥沟, .tr 叫人、电且一三., b)粗大金属化合物显微组织a)粗大金属化合物低倍组织过烧burnt 铸键均匀化退火时金属温度等于或高于低熔点共晶熔点，使低熔点共晶在晶界重熔的现象叫过烧。过烧严重时可使铸链表面色泽变暗、变黑，有时产生表面气泡

28、。显微组织特征有复熔的共晶球(共晶球有清晰的几何外圆)、晶界局部复熔加宽和在三个晶粒交界处形成复熔三角形(如图20)。主要产生原因:没有正确的执行铸链均匀化制度中规定的加热和保温时间的定温制度;均热炉各区温度不均或装料时放的不正确，易引起铸链组织局部过烧;均热炉不正常，通风设备不良，使各区温度不均;仪表失灵或测温电偶放置位置不当，导致温度升高;装错料。粗大金属化合物图192.28 a) 飞/b c) d) e) 12 吨、.1-L P 鹅。如川-I .咳岁;气4.- .，;、J- _, i r去j 俨二气:zC7飞半山与图20过烧显微组织GB/T 26492.1-2011 13 GB/T 26

29、492.1-2011 附录A(资料性附录)汉语拼音索引B 白斑.白点.C 初晶硅粗大晶粒10粗大金属化合物.12D 断流冷隔2F 非金属夹杂.G 光亮晶粒.过烧. . . . 12 J 金属夹杂. 6 晶层分裂晶内偏析.L 拉裂冷隔(或成层)冷裂纹.N 逆偏析. 6 P 瘤析偏物出浮析析心4偏偏偏1G/T 26492.1-2011 Q 气孔.8 R 热裂纹.4 S 竖道皱裙.3 疏松.8 缩孔.4 W 弯曲Y 氧化膜.6 羽毛状晶10z 竹节.2 FFON-.N叮NH阁。华人民共和国家标准变形铝及铝合金铸提及加工产品缺陆第1部分:铸链缺陆GB/T 26492.1-2011 国申a峰中国标准出版社出版发行北京复兴门外三里河北街16号邮政编码:100045 网址电话:6852394668517548 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销晤印张1.25 字数31千字2011年8月第一次印刷开本880X12301/16 2011年8月第一版21. 00 7巳如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68533533定价* 书号:155066. 1-43248 GB/T 26492.1-2011 打印H期:2011年8月22日F002