1、 鋁鑄件熱裂紋的形貌和特征

熱裂紋是鋁鑄件鋁鑄件在凝固末期或凝固后不久尚處于強度和塑性很低狀態(tài)下，因鋁鑄件固態(tài)收縮受阻而引起的裂紋。熱裂紋是鑄鋼件、可鍛鑄鐵件和某些輕合金鋁鑄件生產(chǎn)中常見的鑄造缺陷之一。熱裂紋在晶界萌生并沿晶界擴展，其形狀粗細不均，曲折而不規(guī)則。裂紋的表面呈氧化色，無金屬光澤。鑄鋼件裂紋表面近似黑色，而鋁合金則呈暗灰色。外裂紋肉眼可見，可根據(jù)外形和斷口特征與冷裂區(qū)分。

熱裂紋又可分為外裂紋和內(nèi)裂紋。在鋁鑄件表面可以看到的熱裂紋稱為外裂紋。外裂紋常產(chǎn)生在鋁鑄件的拐角處、截面厚度急劇變化處或局部疑固緩慢處、容易產(chǎn)生應力集中的地方。其特征是表面寬內(nèi)部窄，呈撕裂狀。有時斷口會貫穿整個鋁鑄件斷面。熱裂紋的另一特征是裂紋沿晶粒邊界分布。內(nèi)裂紋一般發(fā)生在鋁鑄件內(nèi)部最后凝固的部位裂紋形狀很不規(guī)則，斷面常伴有樹枝晶，通常情況下，內(nèi)裂紋不會延伸到鋁鑄件表面。



2、 鋁鑄件熱裂紋形成的原因

形成熱裂紋的理論原因和實際原因很多，但根本原因是鋁鑄件的凝固方式和凝固時期鋁鑄件的熱應力和收縮應力。

液體金屬澆入到鑄型后，熱量散失主要是通過型壁，所以，凝固總是從鋁鑄件表面開始。當凝固后期出現(xiàn)大量的枝晶并搭接成完整的骨架時，固態(tài)收縮開始產(chǎn)生。但此時枝晶之間還存在一層尚未凝固舶液體金屬薄膜（液膜），如果鋁鑄件收縮不受任何阻礙，那么枝晶骨架可以自由收縮，不受力的作用。當枝晶骨架的收縮受到砂型或砂芯等的阻礙時，不能自由收縮就會產(chǎn)生拉應力。當拉應力超過其材料強度極限時，枝晶之間就會產(chǎn)生開裂。如果枝晶骨架被拉開的速度很慢，而且被拉開部分周圍有足夠的金屬液及時流入拉裂處并補充，那么鋁鑄件不會產(chǎn)生熱裂紋。相反，如果開裂處得不到金屬液的補充，鋁鑄件就會出現(xiàn)熱裂紋。

由此可知，寬凝固溫度范圍，糊狀或海綿網(wǎng)絡狀凝固方式的合金最容易產(chǎn)生熱裂。隨著凝固溫度范圍的變窄，合金的熱裂傾向變小，恒溫凝固的共晶成分的合金最不容易形成熱裂。熱裂形成于鋁鑄件凝固時期，但并不意味著鋁鑄件凝固時必然產(chǎn)生熱裂。主要取決于鋁鑄件凝固時期的熱應力和收縮應力。鋁鑄件凝固區(qū)域固相晶粒骨架中的熱應力，易使鋁鑄件產(chǎn)生熱裂或皮下熱裂；外部阻礙因素造成的收縮應力，則是鋁鑄件產(chǎn)生熱裂的主要條件。處于凝固狀態(tài)的鋁鑄件外殼，其線收縮受到砂芯、型砂、鋁鑄件表面同砂型表面摩擦力等外部因素阻礙，外殼中就會有收縮應力（拉應力），鋁鑄件熱節(jié)，特別是熱節(jié)處尖角所形成的外殼較薄，就成為收縮應力集中的地方，鋁鑄件最容易在這些地方產(chǎn)生熱裂。

熱裂紋產(chǎn)生的原因體現(xiàn)在工藝和鋁鑄件結(jié)構(gòu)方面其中有：鋁鑄件壁厚不均勻，內(nèi)角太?。淮罱硬课环植嫣?，鋁鑄件外框、肋板等阻礙鋁鑄件正常收縮；澆冒口系統(tǒng)阻礙鋁鑄件正常收縮，如澆冒口靠近箱帶或澆冒口之間型砂強度很高，限制了鋁鑄件的自由收縮；冒口太小或太大；合金線收縮率太大；合金中低熔點相形成元素超標，鑄鋼鑄鐵中硫、磷含量高；鋁鑄件開箱落砂過早，冷卻過快。