一般將鋁合金鑄錠宏觀組織中的黑色針孔稱為疏松。

1)疏松的宏觀組織特征。將鑄錠試片車面或銑面，再經(jīng)堿水溶液浸蝕后，用肉眼即可觀察到試樣表面上所存在的黑色針孔狀疏松。疏松斷口的宏觀特征是，斷口組織粗糙、不致密，疏松超過二級時，呈白色絮狀斷口，生產(chǎn)中按四級標(biāo)準(zhǔn)對鑄錠疏松定級，疏松級別愈高，疏松愈嚴(yán)重，黑色針孔不 但數(shù)量多，尺寸也大，在低倍試片上尺寸在幾十至幾百微米之間。

2)疏松的顯微組織特點(diǎn)。在顯微組織中，疏松呈由棱角形成的黑洞，鑄錠變形后，有的變成裂紋，有的仍然保持原貌，不管試樣浸蝕與否，疏松都能看見，不過還是浸蝕后容易觀察。斷口用掃描電鏡或電子顯微鏡觀察，疏松內(nèi)壁表面有梯田花樣梯田花樣為枝晶露頭的結(jié)晶臺階。



3)疏松的形成機(jī)理。一般將疏松分收縮疏松和氣體疏松兩種，收縮疏松產(chǎn)生的機(jī)理是，金屬鑄造結(jié)晶時，從液態(tài)凝固成固態(tài)，體積收縮，在樹枝晶枝杈間因液體金屬補(bǔ)縮不足而形成空腔，這種空腔即為收縮疏松。收縮疏松一般尺寸很小，從鑄造技術(shù)上講收縮疏松難以避免。氣體疏松產(chǎn)生的機(jī)理是，熔體中未除去的氣體氫氣含量較高，氣體被隱蔽在樹 枝晶枝杈間隙內(nèi)，隨著結(jié)晶的進(jìn)行，樹枝晶枝杈互相搭接形成骨架，枝權(quán)間的氣體 和凝固時析出的氣體無法逸出而集聚，結(jié)晶后這些氣體占據(jù)的位置成為空腔，這個空腔就是由氣體形成的氣體疏松。鑄錠疏松的分布規(guī)律是，一般在圓鑄錠中心和尾部較多，扁鑄錠多分布在距離寬面0.5~30mm的表皮層內(nèi)。   

      疏松是鋁合金鑄錠在凝固過程中，由于合金在液態(tài)和凝固態(tài)的體收縮得不到補(bǔ)充而產(chǎn)生的一種細(xì)小而分散的孔洞性缺陷。連續(xù)鑄造時鑄錠中處于過渡帶結(jié)晶骨架間的殘余熔體被分割為--個個互不溝通的小熔池或被“監(jiān)禁”在樹枝晶之間和晶枝之間，當(dāng)這些熔體進(jìn)一步結(jié)晶時，因液態(tài)收縮和凝固收縮所造成的體積收縮大于固態(tài)收縮所造成的體積縮減，由此造成的空隙又得不到新液體的補(bǔ)充，于是便導(dǎo)致了宏觀和顯微收縮疏松的形成。
鑄錠中疏松的形成條件可用下面的不等式表示：

 P_g+P_S﹥P_a+(20σ/r)+P_H

式中，P_g——在某一溫度下金屬中氣體的析出壓力；
      P_S——對疏松孔洞補(bǔ)縮的阻力；
      P_a——凝固時液面上方的大氣壓力；
      P_H——疏松孔洞上的金屬壓頭；
      σ——氣液界面上的表面張力；
      r——疏松孔洞的半徑。
    在正常的連續(xù)鑄造條件下，變化的參數(shù)為P_g和P_S，所以，影響疏松形成的因素主要是熔體中氣體的含量和鑄錠中過渡帶的尺寸、形狀及結(jié)構(gòu)。熔體中氣體含量愈多，則鑄錠結(jié)晶時隨氣體溶解度變化而析出的氣體壓力愈大，熔體補(bǔ)縮更為困難，形成疏松的可能性更大。鑄錠中過渡帶的尺寸、形狀和結(jié)構(gòu)，決定了補(bǔ)縮溝道的長度和彎曲程度，即補(bǔ)縮阻力的大小。一切促使過渡帶加寬的因素都使形成疏松的傾向增加。
    氣孔是鑄錠中一種內(nèi)表面光滑的球狀孔洞性缺陷。它是金屬液在冷卻和凝固過程中，以氣泡形式析出的氣體來不及跑出液面而留在鑄錠中形成的。溶于熔體中的氣體以氣泡析出，必須具備三個條件：①溶解的氣體處于過飽和狀態(tài)；②氣泡內(nèi)各種氣體分壓之和大于作用于氣泡的外壓力；③有大于臨界尺寸的氣泡核。在實(shí)際鑄造條件下，由于熔體中總是存在著大量非金屬夾雜物、結(jié)晶體和精煉時未逸出的氣泡，因此熔體中的非自發(fā)氣泡核很容易形成。另外，經(jīng)過精煉后的熔體，含氫量雖然低于平衡濃度，但在凝固過程中的氣體濃度再分配結(jié)果，使結(jié)晶前沿的液體中造成局部氫含量的過飽和，因而為形成氣泡創(chuàng)造了有利條件。當(dāng)結(jié)晶前沿液體中的氫分壓增大到大于外部壓力時，便可能形成氣泡。但是，如果形成的氣泡的上浮力小于固相表面對氣泡的粘附力，或者氣泡的上浮速度小于鑄錠的結(jié)晶速度，則氣泡就停留在鑄錠中成為氣孔。
    金屬或合金產(chǎn)生氣孔的傾向可用金屬或合金從液相點(diǎn)到固相點(diǎn)溫度范圍內(nèi)的相對含氣量的變化來表示，稱為氣孔準(zhǔn)則數(shù)。即，

  η=(S_液-S_固)/S_固

式中，η——氣體準(zhǔn)則數(shù)；
      S_液，S_固——氣體在液相點(diǎn)和固相點(diǎn)的溶解度。
    該氣體準(zhǔn)則數(shù)表示了金屬或合金結(jié)晶時，結(jié)晶界面上液相的氣體濃度比原始液相濃度所增加的倍數(shù)。因此η愈大，則結(jié)晶界面上液相的氣體過飽和程度愈大，形成氣孔愈容易。表2—4—7列出了氫在幾種常見金屬中的η值?？梢姡X的η值最大，因此，鋁及鋁合金在凝固時形成氣孔的傾向性較大。

表2—4—7氫在幾種金屬中的氣孔準(zhǔn)則數(shù)