灰铸铁常见的气孔类缺陷有哪些？

气孔是灰铸铁生产中最常见且代价高昂的缺陷之一，根据气体来源和形成机理的不同，主要分为氢气孔、氮气孔和一氧化碳气孔三种类型，每种类型都有其独特的形貌特征和形成条件。

️氢气孔通常表现为铸件表面或近表面处圆形或椭圆形的孔洞，直径多在1-3mm范围内，孔内壁光滑且常附着有石墨膜。这种缺陷的形成主要源于铁液中氢含量过高（超过2-3ppm）。氢气的来源多样，包括潮湿的型砂（水分含量超过5%）、未经充分烘干的浇包和工具（水分残留>0.5%）、以及炉料表面的油脂和锈蚀（Fe(OH)₃在高温下分解产生水蒸气）。值得注意的是，高硅铸铁（Si>2.5%）虽然能减少氧含量，却会增加氢的溶解度，更易出现氢气孔。预防措施包括：严格控制型砂水分在4-5%范围内；确保所有工装设备在200-300℃下充分烘干2小时以上；对炉料进行抛丸或喷砂处理去除表面污染物；在熔炼后期加入0.1-0.2%的稀土合金（如Ce、La等）进行脱气处理。

️氮气孔的形貌特征与氢气孔有明显区别，表现为不规则形状的裂隙状孔洞，常垂直于铸件表面延伸，深度可达几个毫米，孔洞周围常出现石墨耗尽区（见图1）。这种缺陷主要发生在使用高比例废钢（>50%）炉料或含氮树脂砂造型的场合，当铁液中氮含量超过80-120ppm（薄壁件上限较高）时风险显著增加。特别需要注意的是，某些增碳剂（如石油焦）和粘结剂（如呋喃树脂）会引入大量氮元素。解决方案包括：控制废钢比例在30%以下；选择低氮增碳剂（N<100ppm）；对于必须使用树脂砂的场合，可添加0.01-0.03%的钛或锆元素固定氮。但需警惕钛的加入可能促进氢气孔形成，因此需严格控制加入量和均匀性。

️一氧化碳气孔通常位于铸件皮下区域，尺寸较大且形状不规则，孔内常含有熔渣或MnS夹杂（见图2）。这种缺陷的形成机理是铁液中的碳与氧化物（如FeO）反应生成CO气体：FeO + C → Fe + CO↑。主要诱因包括：浇包和出铁口未清理干净导致渣滓积累；浇注温度过低（<1300℃）使反应生成的CO无法及时上浮；Mn/S比例失调（理想比例为2-3:1）促进MnS夹杂形成。预防措施包括：彻底清理浇包和出铁口，每包铁水浇注后都应进行清理；控制合适的浇注温度（1350-1420℃根据壁厚调整）；优化Mn/S比例，必要时添加锰铁合金调整。