其包括变形、裂纹、缩松、缩孔、气孔、夹杂、偏析等缺陷。主要分类与产生原因如下。
①变形与裂纹。铸件或者铸件某部位所带来的尺寸变化受到阻碍不能自由进行时,就会产生应力、变形或裂纹(包括冷裂、热裂)。冷裂是指较低的温度下(常温)应力集中超过材料的强度极限时产生的裂纹。热裂是由于过饱和的杂质元素析出形成低熔点共晶相,在高温和应力的共同作用下,使材料的原子结合遭到破坏而产生的裂纹。
②缩松与缩孔。铸件在凝固过程中,由于合金的液态收缩和凝固收缩,往往在铸件最后凝固的部位出现孔洞。容积大而集中的孔洞称为集中缩孔,简称为缩孔;断面上细小而分散的孔洞称为缩松。产生缩孔和缩松的根本原因,是液态收缩和凝固收缩没有得到完全补充。
③气孔。对于液态金属,气体元素在金属中的含量超过其溶解度,或侵入的气体不被金属溶解时,会以分子状态的气泡存在于液态金属中。若凝固前气泡来不及排除,就会在金属内形成孔洞。这种因气体分子凝聚而产生的孔洞称为气孔。气孔分为析出性气孔、侵入性气孔和反应性气孔。
④夹杂。液态金属凝固过程中过饱和的杂质元素析出形成化合物滞留在金属中形成夹杂。
⑤偏析。合金在凝固过程中会发生成分不均匀的现象称为偏析。偏析主要是由于合金在凝固过程中溶质再分配和扩散不充分引起的,对合金的力学性能、抗裂性能及耐腐蚀性能等有不同程度的损害。偏析包括宏观偏析和微观偏析。微观偏析是指合金微小范围内(约一个晶粒范围)的化学成分不均匀性,如晶内偏析和晶界偏析;宏观偏析是指合金凝固断面上各部位的化学成分不均匀性,分为正常偏析、逆偏析和重力偏析等。
凝固缺陷的存在会对工件的热学、化学和力学性能产生重要影响。工程上采用连续铸锭、定向凝固、离心浇注等方法控制凝固过程,可有效防止凝固缺陷的产生。