元素铁和锰对于铝硅铸造合金中气孔形成的影响

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在铝硅铸造合金的凝固过程中，液态金属的流动对于补偿铸件收缩和防止气孔形成有着重要的意义。在整个浇注过程中，液态金属在枝晶问网络中的流动是最关键的预防气孔形成的一步。在这个被称为“枝晶问补缩”的过程中，液态金属必须流过枝晶间的正在逐步消失的残余液态金属，通道到达铸件最后凝固的部分进行补缩。一旦金属液补缩的压力不足以克服液态金属通道中的阻力，那么铸件缩孔就会形成。而枝晶问补缩的阻力与枝晶网络的渗透性密切相关。另一个铸造铝硅合金面临的困难是合金相除了有铝硅共晶相，在枝晶问区域还存在阻碍残余金属液流动的金属问相。实际上这种凝固相网络的渗透性与凝固相比例和其中残余金属液通道的大小密切相关。

  大量研究表明，含铁的铝硅铸造合金中气孔生成与针状β—A15FeSi相的出现有一定联系。铁浓度越高，气孔也越多，当铁含量达到特定水准后，还可以在铸件中观察到类似海绵组织的“海绵状气孔。这是由于大量气孔彼此相连形成的。研究人员认为这种“海绵状气孔”的产生是由于铁元素的过度富集导致大量β—A15FeSi相的出现。这些针状相最初形成于枝晶刚络问。随后铝硅共晶以共晶颗粒的形式析出，之后进一步在含铁相中形核长大。导致的结果是凝固相网络的渗透性急剧下降，最终在铸件中形成彼此相连的缩孔缺陷。