Что такое пора в металле

Обновлено: 04.10.2024

Поры (газовые включения) – один из основных дефектов металла шва. Они снижают расчетное сечение шва, нарушает герметичность сварных соединений, являются концентраторами напряжений. Поры могут стать источником усталостного разрушения сварных соединений с поперечными и продольными швами, особенно в тех случаях, когда они расположены в зонах высоких растягивающих напряжений. При этом их размеры и взаимное расположение не имеют значения.

Корифей в области исследования металлургических процессов при сварке плавлением, разработке сварных материалов К.В. Любавский писал: «Вопрос образования пор до настоящего времени не может считаться вполне ясным». Поэтому все научные статьи, посвященные анализу пористости сварных швов, носят дискуссионный характер.

Необходимым условием образования пор в металле шва является пересыщение кристаллизующегося металла газами в связи с:

– понижением растворимости газов (кислорода, азота, водорода) при охлаждении сварочной ванны;

– металлургическими процессами с образованием нерастворимых газов.

Выделяются из кристаллизующегося металла лишь молекулярные газы. Они могут образовываться по следующим реакциям:

[FeO] + [C] = [Fe] + CO (5.4)

[NiO] + [C] = [Ni] + CO (5.5)

Ранее считалось, что опасным в отношении пор в сталях является содержание азота и водорода превышающее предельную их растворимость в d-Fe при температуре кристаллизации (это составляет 6,8 см 3 /100г).

Сейчас при многих способах сварки удается получить плотные сварные швы при содержании в них газов значительно выше предельной растворимости при температуре кристаллизации (см. табл. 18).

Таблица 18. Максимальное содержание газов в плотных швах при сварке сталей

Max содержание в плотных швах

При РДС, покрытие «Ц»

Сварка меловым электродом

Точных данных о составе газов, образующих поры, нет. Установлено, что пористость вызывается одновременным воздействием нескольких газов. Такими газами являются:

– при сварке низкоуглеродистых и высокопрочных сталей:

СО + Н; СО + N; N + H; N + O;

– при сварке нержавеющих аустенитных сталей в аргоне:

N + H; N + CO; N + Ar;

– при сварке алюминиевых сплавов:

H + N; H + Ar; H + O.

Известно взаимное влияние азота и водорода на пористость сварных швов при сварке сталей. Чем выше содержание водорода в металле шва, тем опаснее в отношении пористости азот. Чем выше концентрация азота в металле шва, тем опаснее водород. Если повышать содержание азота и водорода одновременно, то пористость наступает при относительно низких концентрациях этих газов в металле. Поэтому существует мнение, что азот и водород вступают в реакцию (5.8). Согласно закону действующих масс, скорость образования NH3 по этой реакции пропорциональна произведению [% N] × [% H] 3 . Поскольку здесь водород в третьей степени, то его влияние на пористость будет значительно сильнее.

Если [N] » [H] £ 8 см 3 /100 г, то газовые пузыри не получают развития. Поры возникают в случае, когда [H] > 5,1 см 3 /100 г, а [N] > 35 см 3 /100 г. Азот не способен активно выделяться в виде газовой фазы. При низком содержании водорода (например, наплавка голым электродом на малом токе) азот самостоятельно пор практически не вызывает, хотя его содержание в металле шва максимальное.

Если же по металлу, содержащему азот, наплавить шов под флюсом, возникает сильная пористость, так как при сварке даже под сухим флюсом содержание водорода в металле шва относительно велико (только диффузионного примерно 7,3 см 3 /100 г).

Повышенное содержание азота и водорода в металле шва вызывает пористость. Достаточно снизить содержание водорода в 2 раза, чтобы обезвредить в отношении пористости азот даже при увеличении его содержания в шве в 10 раз.

Пониженное содержание кислорода в металле шва за счет лучшего его раскисления позволяет получить беспористые швы при существенном пересыщении металла азотом. Наличие же окисной пленки на поверхности металла снижает растворимость азота, уменьшает вероятность пористости наплавленного металла.

Возникновение пузырька газа возможно, если сумма парциальных давлений выделяющихся газов Рвыд выше внешнего давления Р. При рассмотрении процессов возникновения пузырьков в сварочной ванне обычно пренебрегают гидростатическим давлением слоя металла и шлака.

Процесс образования поры разделяют на две стадии – зарождения и развития газового пузырька. Для зарождения пузырька необходимы по крайней мере три условия :

1 – пересыщение жидкого металла газом;

2 – наличие центра – газового зародыша;

3 – определенная выдержка элементарного объема жидкого металла (инкубационный период) при соблюдении условий 1 и 2.

Развитие пузырька определяется в основном массопередачей газа из окружающих объемов металла. Этот процесс происходит во времени, определяемом скоростью диффузии и концентрацией газа в металле (степенью пересыщения).

Роль зародышей берут на себя те газы, которые не образуют химических соединений с металлом – окись углерода СО, водород Н2.

Пузырьки газа возникают там, где работа на их образование минимальная:

– в зазорах между свариваемыми деталями;

– на границах зерен неоплавившихся кристаллов основного металла;

– во впадинах между растущими кристаллитами при зубчатом фронте кристаллизации.

Чаще всего пузыри возникают на плохо смачиваемых поверхностях. Такими поверхностями могут быть шлаковые включения. В сварочной ванне могут быть элементы или химические соединения, способствующие преодолению того «энергетического барьера», с которым связано появление устойчивого газового зародыша. Это сера, фосфор, алюминий, кремний, ржавчина.

Наиболее опасный стимулятор возникновения газовых зародышей – азот. Если защитить металл от азота, то нейтрализовать водород можно за счет некоторой окисленности газовой фазы, например, углекислым газом.

Лазарсон Э.В. рассмотрел склонность металлов к пористости в зависимости от изменения растворимости водорода при охлаждении.

Таблица 19. Изменение растворимости водорода в металлах при охлаждении и склонность к пористости от водорода

Образование пор в сварных швах и способы их предупреждения

Поры, наблюдаемые в сварных швах, связаны с процессами выделения газов в макро- и микрообъемах.

При объемном пересыщении металла сварочной ванны газами, вызванном уменьшением растворимости из-за снижения температуры металла, в основном образуются макропоры. Рост пузырьков газа в этом случае происходит в основном в результате конвективной диффузии газа из окружающих объемов металла. Скорость роста пузырьков определяется степенью пересыщения ванны газами и скоростью десорбции газов в зародыш.

При локальном пересыщении жидкого металла у фронта кристаллизации зарождение и развитие пузырьков наиболее вероятно на стадии остановки роста кристаллов. Пузырьки в этом случае в основном развиваются вследствие диффузии атомов (ионов) газа из прилегающих микрообъемов металла. Размеры пузырьков определяются в основном длительностью остановок в росте кристаллов. При кристаллизации первых слоев и длительности остановок 0,1. 0,2 с, характерных для наиболее употребляемых режимов сварки, вероятно образование мельчайших пор у линии сплавления. Роль азота в образовании крупных пор при отсутствии конвективной массопередачи газа невелика.

Получение плотных швов при сварке покрытыми электродами и порошковыми проволоками может быть достигнуто путем снижения содержания газов в сварочной ванне ниже предела растворимости в твердом металле при температуре плавления. В этом случае образование пузырьков газа в момент кристаллизации не происходит. Этот способ обеспечения плотных швов реализуется в электродах с покрытием основного вида.

При увлажнении электродного покрытия основного вида содержание водорода в сварочной ванне возрастает выше его предела растворимости в твердом железе при температуре плавления и попадает в наиболее опасную с точки зрения образования пор концентрационную зону скачка растворимости (12. 27 см 3 /100 г). При таких концентрациях водорода процесс образования и удаления пузырьков газа из сварочной ванны протекает вяло, что приводит к образованию пор.

Поры, обнаруживаемые в швах при сварке длинной дугой электродами с карбонатно-флюоритным покрытием, вызваны выделением азота. Плохое смачивание капель электродного металла и ванны шлаками электродов этого вида создает условия для непосредственного контакта металла с газовой фазой и повышенной абсорбции азота.

Газом, вызывающим пористость швов при сварке электродами с рутиловым и руднокислым покрытиями, в основном является водород. Выделение оксида углерода и азота играет второстепенную роль.

Получение плотных швов при сварке этими электродами достигается путем создания благоприятных условий для повышенной абсорбции водорода на стадии капли и интенсивного роста и быстрого удаления образовавшихся пузырьков газа из сварочной ванны до момента ее кристаллизации. Такая ситуация реализуется при обеспечении содержания водорода в сварочной ванне, значительно превышающем предел его растворимости в жидком железе при температуре плавления, т. е. намного больше 27 см 3 /100 г.

Введение в рутиловые и руднокислые покрытия материалов, содержащих кристаллизационную влагу, способствует интенсивной абсорбции водорода каплями электродного металла и высокотемпературной областью сварочной ванны, что создает впоследствии благоприятные условия для зарождения, роста и удаления пузырьков газа до момента кристаллизации сварочной ванны.

Увеличение силы тока при сварке электродами с рутиловым и руднокислым покрытиями повышает вероятность образования пор в металле шва, что обусловлено перегревом второй половины электрода, уменьшением содержания влаги в перегретом покрытии и содержания водорода в металле шва, выполненном перегретой частью электрода до опасного концентрационного уровня (12. 27 см 3 /100 г).

При введении значительных количеств алюминия, титана, кремния в покрытия рутиловых и руднокислых электродов возрастает вероятность образования пор, обусловленная ростом концентрации кремния в металле сварочной ванны.

Будучи поверхностно-активным элементом, кремний тормозит десорбцию водорода, дегазация ванны идет вяло, в металле образуются поры. Подобное влияние может оказывать сера и другие поверхностно-активные элементы.

Раскисление покрытий рутиловых или руднокислых электродов кремнием, титаном, алюминием, углеродом, высокое содержание этих элементов в основном металле, повышение температуры прокалки, снижение окислительного потенциала покрытия и др. приводят к снижению скорости выделения газов и к образованию пористости.

Подавление кремневосстановительного процесса путем повышения основности шлака, введения карбонатов в покрытие и окисления кремния водяным паром способствует увеличению скорости выделения водорода. Предложенный метод интенсификации выделения водорода использован при создании промышленных марок рутил-карбонатных электродов серии АНО.

Менее падежная защита металла от воздуха при сварке порошковыми проволоками открытой дугой приводит к большей (по сравнению с электродами) абсорбции азота металлом, поэтому выделение азота из ванны оказывает существенное, а в ряде случаев решающее, влияние на пористость. В проволоках карбонатло-флюоритного типа предупреждение выделения азота в виде газовой фазы достигается легированием металла титаном и алюминием. Эффективно снизить абсорбцию азота можно, зашитив зону сварки углекислым газом, смесями газов на основе аргона либо используя проволоку двухслойной конструкции.

ГОСТ 30242-97 Дефекты соединений при сварке металлов плавлением. Классификация, обозначение и определения

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
ДЕФЕКТЫ СОЕДИНЕНИЙ ПРИ СВАРКЕ
МЕТАЛЛОВ ПЛАВЛЕНИЕМ
Классификация, обозначение и определения
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ
ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ
Минск
Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Институтом электросварки им. Е.О. Патона Национальной Академии наук Украины; Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 72 «Сварка и родственные процессы»
ВНЕСЕН Государственным комитетом Украины по стандартизации, метрологии и сертификации
2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол № 11 от 23 апреля 1997 г.)
За принятие проголосовали:

Наименование национального органа по стандартизации

Госстандарт Республики Беларусь

3 Настоящий стандарт полностью соответствует ИСО 6520 - 82 «Классификация дефектов швов при сварке металлов плавлением (с пояснениями)»
4 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 2 марта 2001 г. № 115 - ст межгосударственный стандарт ГОСТ 30242 - 97 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 2003 г.
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

СОДЕРЖАНИЕ

1 Область применения
2 Классификация дефектов
3 Наименование, определение и обозначение дефектов
Группа 1. Трещины
Группа 2. Поры
Группа 3. Твердые включения
Группа 4. Несплавление и непровар
Группа 5. Нарушение формы шва
Группа 6. Прочие дефекты

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
ДЕФЕКТЫ СОЕДИНЕНИЙ ПРИ СВАРКЕ МЕТАЛЛОВ ПЛАВЛЕНИЕМ
Классификация, обозначение и определения
Imperfections in metallic fusion welds.
Classification, designation and definitions
Дата введения 2003 - 01 - 01

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает классификацию, определения и условные обозначения дефектов швов, зон термического влияния и основного металла при сварке металлов плавлением.

2 Классификация дефектов

2.1 Дефекты при сварке металлов плавлением образуются вследствие нарушения требований нормативных документов к сварочным материалам, подготовке, сборке и сварке соединяемых элементов, термической и механической обработке сварных соединений и конструкции в целом.
2.2 В настоящем стандарте дефекты классифицированы на шесть следующих групп:
1 - трещины;
2 - полости, поры;
3 - твердые включения;
4 - несплавления и непровары;
5 - нарушение формы шва;
6 - прочие дефекты, не включенные в вышеперечисленные группы.

3 Наименование, определение и обозначение дефектов

Наименование, определение и обозначение дефектов приведены в таблице 1.
В таблице приведены:
- в графе 1 - трехзначное цифровое обозначение каждого дефекта или четырехзначное цифровое обозначение его разновидностей;
- в графе 2 - буквенное обозначение дефекта, используемое в сборниках справочных радиограмм Международного института сварки (МИС);
- в графе 3 - наименование дефекта на русском, английском и французском языках;
- в графе 4 - определение и/или поясняющий текст;
- в графе 5 - рисунки, дополняющие определение при необходимости.
Таблица 1

Поры и раковины в металле ювелирного изделия

Всем привет! На связи Александр Степанов. Сегодня хотелось бы поговорить на такую противную для всех начинающих ювелиров тему, как поры в металле, будь то золото или серебро. Я тоже много понервничал и позлился в процессе обучения из-за данной проблемы.

Возможные причины появления раковин и пор

Приходишь в мастерскую с предвкушением предстоящей работы, льёшь металл в опоку, разбираешь её и хорошо если поры и раковины в металле обнаруживаются на данном этапе, ведь их сразу можно подпаять, обработать и продолжить дальше. Но бывает так, что вроде всё чётенько, никаких пор, казалось бы нет.

Поры-и-раковины-в-металле-ювелирного-изделия-1

Мелкие поры в золотом сплаве

Принимаешься за подгонку размера, кольца например, потом вставляешь камни, обрабатываешь все шероховатости наждачной бумагой и вот вроде осталось самое приятное — это финишная полировка и чистка готового изделия.

Однако, в процессе финишной полировки, вылазят мелкие поры в металле, как-будто кто-то мелкой солью посыпал или того ещё хуже бывает, что обнаруживается скрытая внутренняя полость в металле и при обработке она просто проваливается и образуется раковина.

Тут конечно настроение портится, ведь столько работы уже проделано и что теперь делать, так оставить это дело нельзя и в таком виде не отдашь кольцо клиенту. Хотя мне попадались такие ювелиры, которые отдавали прямо так, объясняли это тем, что ведь это ручная работа, тем более вы нам принесли лом разных изделий и при смешивании сплав металла становится не устойчивым и появляются поры.

Я так, скажу честно, не могу, хоть убей меня, я лучше ещё сто раз перезалью металл, испорчу кучу опок, потрачу силы и время, но отдавая буду спокоен. Ведь нам ювелирам, только и надо увидеть довольное, восхищённое лицо человека, который доверился.

Решение проблемы пор и раковин в ювелирных отливках

Итак, что же с этой проблемой делать. По-своему опыту могу сказать, что поры у меня часто появлялись, когда я сильно долго, по какой-то причине грел металл перед заливкой. Ну например, греешь его, раз горелка потухла, пока поджёг сплав уже чуть остыл.

Начинаешь опять, потом вроде всё хорошо, забыл картошку обрезать. Ну бывает так, конечно сейчас найдутся люди, которые скажут, что я рукожопый и мне нельзя заниматься ювелирным делом. Но я говорю как было у меня.

Поры-и-раковины-в-металле-ювелирного-изделия-2

Раковины в ювелирных отливках

Также, мною было замечено, что если заливать один и тот же металл несколько раз подряд, то вероятность образования пор и скрытых полостей возрастает. Объяснить это не могу, так как не разбираюсь в драгоценных сплавах на молекулярном уровне.

Могу сказать, что получается идеально, когда вы кладёте абсолютно чистый лом в китайскую или самодельную опоку, греете, как только начинает плыть, добавляете немного буры и плавите до жидкого состояния и сразу давите картошкой или свеклой, ну или глиной, но честно глиной у меня никогда не получается.

Вот для меня это идеальная схема литья, при которой в 90% случаях металл не содержит пор вообще никаких. Хочу заметить, что говорю в основном о золотом сплаве, с серебром я перестал работать из-за того, что металл дешевый и люди не готовы платить за работу такие деньги, хотя работа что с золотом, что с серебром выполняется одна и та же. К тому же бывало люди вообще не приходили за своими серебряными заказами, а с золотом этого не происходит, люди его ценят и платят за работу исправно.

Родирование и позолочение не решит проблему пор и раковин

Помню когда у меня в очередной раз проявились мелкие поры при финишной полировке, я подумал вот бы чем-то их залить аккуратненько, отполировать и было бы хорошо и конечно мой взор устремился к родированию металла.

Я предположил, что если покрыть толстым слоем родия или позолотить, то поры закроются. Не долго думая я купил аппарат для родирования карандашом, к нему приобрел электролит с родием и принялся заливать поры родием.

Поры-и-раковины-в-металле-ювелирного-изделия-4

Глубокие раковины в золотом кольце

И что вы думаете, нифига они не заливаются, как были поры так и остались. Я часами сидел и елозил карандашом в надежде, но результат оставался прежним, к тому же если полировать сверху родий, то он очень быстро стирается и поры опять видны. Конечно, может в промышленных условиях и можно как-то нанести большой слой, но мы ведь говорим о ювелирном деле в условиях обычной мастерской.

Припой как вариант

В итоге остался один вариант — это паять места с порами припоем. И тут началось, получается у вас в кольце стоят камни, уже почти достигнут идеальный глянец и надо паять, а греть опять металл означает его потемнение, камни конечно надо вытаскивать, а крапаны вы уже обработали, подточили их — это говорит о том, что при повторной закрепке вставок, крапаны будут их держать уже не так надёжно, как в первый раз.

Также есть ещё такой момент, что припой может отличаться по цвету от сплава кольца и когда вы его отполируете это будет хорошо заметно. В общем такая это мерзкая проблема.Если же всё-таки решились паять место с порами и раковинами, то как следует надо зачистить его, я беру вообще мелкое сверло и им обрабатываю раковину перед пайкой. Бывало так, что поры были мелкие и не глубокие.

Поры-и-раковины-в-металле-ювелирного-изделия-3

Их я убирал наждачкой мелкой, обрабатывал до тех пор пока не будет идеально. Однако, надо понимать когда остановиться, ведь у вас в руках драгоценный металл человека, сделавшего заказ и вам надо будет отчитаться за расход, либо брать излишние потери металла на себя.

Также при стачивании металла в области пор может нарушиться симметрия изделия, поэтому злоупотреблять данным методом нельзя. Больше инновационных каких-то методов я пока не изобрёл.

Ищите проблему в сплаве, в температурах при заливке металла, как опоки так и самого золота или серебра. Не забывайте про чистоту металла. Давайте подведём итог и сделаем выводы. Причиной появления раковин и пор в ювелирных отливках могут быть:

— перегрев или недогрев металла (рекомендую попробовать температуру 990 — 1075 градусов);

— перегрев или недогрев опоки (рекомендую попробовать температуру 550 — 700 градусов);

— грязь в исходном сплаве;

— лигатура, применяемая при создании сплава различных проб;

— рыхлая структура формомассы в опоке;

— литьё одного металла подряд несколько раз;

— неправильная сборка «ёлки», плохо пропаянные подходы к изделиям, которые должны быть гладкими со всех сторон.

Только проводя эксперименты и делая выводы можно добиться идеальной структуры сплава в ювелирных изделиях. На этом буду заканчивать, пишите в комментариях, что вы думаете по данному вопросу, может есть какие-то способы удалить поры на полированном изделии, расскажите, мне и другим читателям будет интересно и полезно.

Что такое пора в металле

Пористость в металлах, как правило, связана с процессом кристаллизации.

Практически все металлы при кристаллизации уменьшают свой объем. При затвердевании происходит скачкообразное изменение объема (рис.1 ). Исключением среди чистых металлов является висмут (таблица). Застывший металл имеет и большую плотность, чем жидкий. Уменьшение объема при кристаллизации называют усадкой.

por14

Рисунок 1. Изменение удельного объема металла в зависимости от его температуры.

Таблица. Величина усадки при кристаллизации различных металлов

por16

Уменьшение объема металла происходит при охлаждении металла в жидком состоянии; при переходе жидкой фазы в твердую, т. е. в процессе кристаллизации; при охлаждении в твердом состоянии. Величина усадки зависит от природы затвердевающего металла. Это видно из таблицы.
Отливка начинает кристаллизоваться от края к центру: сначала формируется твердая корка, поэтому объем отливки уже не меняется. Но поскольку при затвердевании объем металла уменьшается, охлаждение отливки должно сопровождаться появлением пустого пространства. Это пространство – поры или усадочные раковины. Они могут быть заполнены газами, растворенными в жидком металле и выделившегося при кристаллизации. Поры могут располагаться в различных частях отливки, но чаще в верхней части или в центре. На рис.2 показаны различные формы усадочной раковины, встречающиеся в слитках.

por15

Рисунок 2. Различные формы усадочной раковины в отливках.

Лучше всего, если усадочная раковина расположена в верхней части слитка. Тогда ее можно удалить, отрезав верхнюю часть слитка. Раковину, вытянутую вдоль оси по всему слитку, удалить невозможно. При прокатке такая раковина вытягивается и располагается в заготовке в виде внутренней пустоты – щели. Такая пустота, нарушающая сплошность металла, ослабляет сопротивление изделий механическим воздействиям.
Для устранения пористости в объеме отливки сталь раскисляют. При хорошем раскислении усадочная раковина образуется в верхней части отливки. Кипящая сталь (недостаточно раскисленная) содержит поры по всему объему.
Если слиток охлаждать медленно, то усадочная раковина будет находиться в верхней части слитка. Это осуществляется путем применения отливки с «прибылью» или с «утепленной надставкой». Сущность этого способа заключается в том, что на металлическую изложницу сверху ставится надставка из огнеупорного мало теплопроводного материала. Металл из нее питает саму отливку, а усадочная раковина располагается в прибыльной части. Ее потом отрезают.
Изменяя условия разливки и кристаллизации металла, можно изменять относительный объем усадочной раковины, ее форму и характер расположения в слитке. Однако усадку нельзя уничтожить, если кристаллизующийся объем жидкости не будет все время пополняться свежими порциями жидкого металла.
Пористость в отливках может быть обнаружена как с помощью макро-, так и микроанализа. На рис. 3 показана усадочная пористость в прибыльной части отливки стали ДИ23. Это поры макроскопические и доступны для наблюдения невооруженным глазом. На рис.4 показана макроскопическая пористость в литом силумине и микроскопическая пористость (стрелка), зафиксированная микроструктурным анализом.

макроскопические поры в стали ДИ23
центральная пористость в отливке стали ДИ23
а б

Рисунок 3. Поры в отливке стали ДИ23 (5Х3В3МФС), макроструктура; а – пористость на боковой стороне отливки, б – поры в центральной части отливки, в середине – образец без макропористости.

пористость в литом силумине
микропористость в литом силумине
а б

Рисунок 4. Пористость в образце литого силумина: а – фрагмент отливки, б – микроструктура.

При дендритной кристаллизации первыми в сплаве формируются дендриты. Поэтому поры формируются в наиболее «слабой» части литого материала – в междендритном пространстве. При микроструктурном анализе можно наблюдать пористость по границам дендритов (рис.5).Такую пористость можно отнести к микропористости – невооруженным глазом она не видна.

Пористость в литой стали 4Х5МФ1С
Пористость в литой стали 4Х5МФ1С
а б

Рисунок 5. Пористость в литой стали 4Х5МФ1С, литье: а - быстрое охлаждение, б - медленное охлаждение.

На рис.6 показана микроскопическая пористость в сплаве Al-4%Cu; она видна как на нетравленном шлифе, так и после травления. Такая пористость практически обращает материал в ничто. Механические свойств у него минимальные, такой сплав не годится для изделий.

Пористость в литом сплаве Al-Cu
Пористость в литом сплаве Al-Cu
а б

Рисунок 6. Пористость в сплаве Al-Cu: а – нетравленный шлиф, б – после травления

В общем, пористость в различных сплавах принимает совершенно разные формы. Пример показан на рис. 7 для силуминов различного состава.

пористость в эвтектическом силумине
пористость в заэвтектическом силумине
а б

Рисунок 7 . Пористость в силумине: а – эвтектический сплав, б – АК21.

В определенной степени пористость свойственна любому материалу. На рис.8 показаны воздушные пузыри в затвердевшей эпоксидной смоле, которые появились при перемешивании смолы с отвердителем. Так что их тоже можно отнести к дефектам изготовления. При обычном освещении в светлом поле пузырей почти не видно, только черный кружок там, где пузырек подошел к поверхностии на поверхность вышла дырочка в верхней части пузырька. В темном поле и в поляризованном свете видны все пузырьки, до которых «достали» лучи света от объектива. Потом мы напишем более подробно об оптических эффектах такого рода.

пузырьки воздуха в эпоксидной смоле; светлое поле
пузырьки воздуха в эпоксидной смоле; темное поле
а б
пузырьки воздуха в эпоксидной смоле;поляризованный свет
в

Рисунок 8. Пузырьки в затвердевшей эпоксидной смоле: а - светое поле, б - темное поле, в - поляризованный свет.

Читайте также: