《汽車壓鑄件孔隙率測定方法》

T/CFAXXXX—20XX

ICS91.080.40

CCSJ31

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CFAXXX—202X

汽車壓鑄件孔隙率測定方法

Porositydeterminationmethodfordiecastingsofautomobile

（報批稿）

(在您提交反饋意見時，請將您知道的相關(guān)專利連同支持性文件一并附上。)

202X–XX–XX發(fā)布202X–XX–XX實施

中國鑄造協(xié)會

發(fā)布

中國汽車工程學(xué)會

T/CFAXXXX—20XX

汽車壓鑄件孔隙率測定方法

1范圍

本文件規(guī)定了汽車壓鑄件孔隙率的標(biāo)識、試驗條件、測定儀器、樣品制備、測定步驟、測定報告和

精度與偏差。

本文件適用于汽車有色金屬壓鑄件（鋁合金、鎂合金、鋅合金壓鑄件）孔隙率的測定。其它行業(yè)壓

鑄件孔隙率的測定參照使用。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。凡是注日期的引用文件，

僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T5611鑄造術(shù)語

GB/T6060.1表面粗糙度比較樣塊第1部分鑄造表面

GB/T11346鋁合金鑄件射線照相檢測缺陷分級

GB/T13821鋅合金壓鑄件

GB/T15056鑄造表面粗糙度評定方法

GB/T15114鋁合金壓鑄件

GB/T25747鎂合金壓鑄件

3術(shù)語和定義

GB/T5611界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

壓鑄件diecastings

采用壓力鑄造方法制備的零件。

3.2

汽車壓鑄件diecastingsforautomobile

采用壓力鑄造方法制備的用于汽車的壓鑄件。

3.3

孔隙pore

氣孔、針孔、縮孔、縮松和渣孔等孔洞類缺陷的總稱。

3.4

參考面referencearea

氣孔標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)值的表面。

3.5

1

T/CFAXXXX—20XX

參考面粗糙度roughnessofthereferencesurface

參考面（3.4）的表面粗糙度，單位為微米(μm)。

注：如果沒有注明粗糙度信息，微觀不平度十點高度(Rz)值為0自動適用，相當(dāng)于一個金相拋光態(tài)試樣。

3.6

孔隙率百分比porecontent

孔隙在參考面中所占的面積百分比。

3.7

當(dāng)量直徑equivalentdiameter[φF]

與孔隙面積相等圓的直徑，見圖1。

圖1當(dāng)量直徑

3.8

費雷特直徑feret'sdiameter

對不規(guī)則孔隙大小的描述常用的參數(shù)。經(jīng)過該孔隙的中心，任意方向的直徑，見圖2。

圖2費雷特直徑

3.9

類比直徑comparisondiameter[φL]

包含孔隙的圓的直徑，見圖3。

圖3類比直徑

3.10

孔長porelength

2

T/CFAXXXX—20XX

最大費雷特直徑（3.8）或類比直徑（3.11）[φL]。

3.11

最大孔隙maximumpore

當(dāng)量直徑（3.7）或孔長（3.10）。直徑符號后未顯示下標(biāo)縮寫，默認(rèn)使用孔長。

注：當(dāng)壓鑄件有明顯的縮松時，整個縮松區(qū)域應(yīng)視為一個孔隙，或者由客戶與供應(yīng)商共同確定縮松尺寸計算方法；

當(dāng)兩個孔隙相鄰時，若兩者之間的邊緣間距小于較小孔隙的直徑時，應(yīng)視為一個孔隙，若d≤min(D1、D2)，總的孔隙大

小應(yīng)為D，見圖4。

圖4最大孔隙

3.12

孔隙率porosity

孔隙（3.3）在參考面（3.4）中所占的面積百分比或最大孔隙（3.11）允許的個數(shù)。

[來源：GB/T5611-2017，4.6.30，有修改]

3.13

相鄰孔隙間距distanceofadjacentpores[A]

該參數(shù)描述了相鄰兩個孔隙之間的最小距離。距離規(guī)范[A]是一個整數(shù)因子，與相鄰兩個較小孔的

直徑相乘，計算出的最小距離。

注：該值應(yīng)由制造商和購買者商定。當(dāng)兩個孔隙相鄰時，若兩者之間的邊緣間距小于較小孔隙的直徑時，應(yīng)視為

一個孔隙。

3.14

忽略的孔隙disregardedpores[U]：

在參考面評價中忽略的孔隙尺寸。參數(shù)[U]為加工表面使用的。除個別情況外，[U]只用于具有密封

功能的加工表面。[U]以0.1m為級數(shù)修約。

注：低于規(guī)定的測試方法的光學(xué)分辨能力的數(shù)值說明是不允許的。但是，如果指定了較小的限制，則測試方法的限

制分辨率將根據(jù)檢查的評判表面的質(zhì)量自動綁定。

3.15

孔隙的數(shù)量numberofpores

每個參考表面的允許單獨孔隙的數(shù)量最大整數(shù)值。該參數(shù)以0.5mm為級數(shù)修約。不存在直徑小于

0.5mm的規(guī)格。

注：僅用于加工面，孔隙堆積在這里被視為單個孔隙。

3.16

展開規(guī)則unfoldrule

通過展開空心圓柱的內(nèi)表面而產(chǎn)生一個平面的矩形表面。由展開形成矩形的短邊，定義了正方形評

判面的邊長。

3

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3.17

孔隙堆積poreaccumulations[H],[HR]或[HK]

鑄件緩慢凝固區(qū)出現(xiàn)的很細(xì)小的孔洞。

注：當(dāng)相鄰兩個孔隙之間的距離小于較小孔隙的直徑時，就會出現(xiàn)孔隙堆積。

[H]–(無標(biāo)注時)指的是整個參考面的孔隙堆積（疏松）

[HR]–參考表面邊緣區(qū)域(外三分之一)的孔隙堆積

[HK]–參考表面中心區(qū)域(內(nèi)三分之一)的孔隙堆積

[H]、[HR]或[HK]的值可以有以下二進(jìn)制值:

0=表示禁止孔隙堆積

1=表示允許孔隙堆積

如果指定了除孔隙堆積外的最大孔徑，則孔隙堆積被視為單個孔隙?？讖匠^最大允許單個孔徑的孔隙堆積是

不允許的。

3.18

粗大氣孔群localizedporosities[N],[NR]或[NK]:

當(dāng)孔隙堆積（疏松）的直徑超過單個孔隙的最大允許直徑時為粗大氣孔群。

注1：[N]-(無標(biāo)注時)是指整個參考面的粗大氣孔群

[NR]–指的是參考面邊緣區(qū)域(外三分之一)粗大氣孔群

[NK]–指的是參考面中心區(qū)域(內(nèi)三分之一)粗大氣孔群

[N],[NR],或[NK]的值可以有以下二進(jìn)制值:

0=表示禁止粗大氣孔群

1=表示允許粗大氣孔群

如果[N]、[NR]或[NK]列在孔隙密鑰中，但沒有指定值，則值1自動適用。粗大氣孔群在相關(guān)區(qū)域是允許的。

注2：如果允許粗大氣孔群的出現(xiàn)，那么自動意味著允許孔隙堆積（疏松）。反之，如果不允許粗大氣孔群出現(xiàn)，

并不意味著不允許出現(xiàn)疏松，只要滿足圖紙對疏松的那些要求（[H]、[HR]、[HK]）即可。

4標(biāo)識

4.1孔隙標(biāo)識

孔隙標(biāo)識應(yīng)滿足下列要求：

a）圖樣上應(yīng)根據(jù)零件結(jié)構(gòu)明確標(biāo)識孔隙率測試部位。孔隙率及孔隙等要求，應(yīng)在零件圖樣技術(shù)要

求中明確規(guī)定；

b）壓鑄件孔隙率不適用于整個壓鑄件，壓鑄件不同部位有要求時，應(yīng)使用本文件方法在壓鑄件圖

樣上明確標(biāo)識；

c）無特殊說明，機(jī)械加工表面損傷應(yīng)被當(dāng)作孔或缺陷處理。

4.2孔隙率標(biāo)識方法

4.2.1孔隙分類及標(biāo)識

孔隙分類及標(biāo)識符號，見表1。

4

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表1壓鑄件孔隙分類及標(biāo)識符號

檢測孔隙的鑄件類別適用零件孔隙標(biāo)識符號

受動態(tài)載荷的壓鑄件車身結(jié)構(gòu)件、發(fā)動機(jī)/變速箱懸置、支架等。D

受靜態(tài)載荷的壓鑄件電機(jī)殼體、壓縮機(jī)殼體等。S

功能面特殊要求的壓鑄件裙架、凸輪軸支架和各類殼體等密封面。F

無特殊要求的壓鑄件G

4.2.2孔隙率檢測分類

4.2.2.1對于孔隙分類G、D和S，用百分比表示最大允許的孔隙率。

4.2.2.2對于孔隙分類F，應(yīng)規(guī)定每個功能面孔隙的最大直徑和最多許可的孔隙數(shù)量。

4.2.3孔隙率標(biāo)識示例

4.2.3.1壓鑄件孔隙率標(biāo)識應(yīng)按(標(biāo)準(zhǔn))-[參數(shù)1][數(shù)值]/[參數(shù)2][數(shù)值]/…(參數(shù)n](數(shù)值)順序確定。

4.2.3.2示例

示例1：

T/CFAXXX-RZ0/%5/φ2/N0

禁止粗大氣孔群

單個氣孔大小小于等于2mm

孔隙率要求小于等于5%

金相拋光態(tài)試樣

標(biāo)準(zhǔn)

示例2：

T/CFAXXX-Z4/φ2.5/A3/H1/U0.5

VW50093-Z4/φ2.5/A3/H1/U0.5

氣孔直徑小于等于0.5mm忽略不計

參考面允許孔隙堆積

孔隙之間的最小間距3×φmin

最大單個孔隙直徑小于等于2.5mm

功能面氣孔數(shù)小于等于4個

金相拋光態(tài)試樣

標(biāo)準(zhǔn)

5

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示例3：

T/CFAXXX-Z4/φ2/A3/HK1/U0.5

氣孔直徑小于等于0.5mm忽略不計

參考面中心區(qū)域（內(nèi)三分之一）允許孔隙堆積

孔隙之間的最小間距3×φmin

最大單個孔隙直徑小于等于2mm

功能面氣孔數(shù)小于等于4個

金相拋光態(tài)試樣

標(biāo)準(zhǔn)

示例4：

T/CFAXXX-Z4/φ2/A4/HR1/U0.5

氣孔直徑小于等于0.5mm忽略不計

參考面邊緣區(qū)域（外三分之一）允許孔隙堆積

孔隙之間的最小間距是4×φmin

最大單個孔隙直徑小于等于2mm

功能面氣孔數(shù)小于等于4個

金相拋光態(tài)試樣

標(biāo)準(zhǔn)

5實驗條件

孔隙率試驗溫度宜為（20±10）℃；濕度不應(yīng)大于75%。

6測定儀器

6.1孔隙率測試應(yīng)符合表2的規(guī)定。

表2壓鑄件不同表面粗糙度選擇的孔隙率測試手段

微觀不平度十點高度(R)

z鑒定輔助手段光學(xué)放大倍率

μm

0反射光顯微鏡20x～25x

1～10測量顯微鏡10：1

11～25放大鏡或測量顯微鏡5：1～6：1

6

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表2（續(xù)）

微觀不平度十點高度

鑒定輔助手段光學(xué)放大倍率

Rzμm

＞25放大鏡或數(shù)學(xué)照相術(shù)1：1～2：1

粗輪廓肉眼觀察——

加工面肉眼觀察——

6.2金相顯微鏡

鋁合金、鋅合金、鎂合金壓鑄件應(yīng)在16×～30×放大倍率金相顯微鏡倍數(shù)下獲取圖片，并獲取整

個截面。宜采用自動拼圖的、具有孔隙率測試分析軟件的金相顯微鏡。

6.3無損檢測設(shè)備

可采用工業(yè)CT等無損檢測設(shè)備，按GB/T11346規(guī)定，在實時投影圖像（1:1比例）中，應(yīng)選取壓

鑄件最大的孔隙率作為測試結(jié)果。

7樣品制備

7.1取樣部位

取樣應(yīng)在圖紙或其他技術(shù)要求規(guī)定的部位或區(qū)域處切取，宜為ANSYS、FEA等CAE分析軟件計

算獲得的應(yīng)力截面。無規(guī)定取樣部位時，應(yīng)由供需雙方協(xié)商確定。

7.2取樣

取樣應(yīng)采用金相試樣切割機(jī)切割下包含待檢測部位的試樣。試樣尺寸應(yīng)符合圖紙或其他技術(shù)要求規(guī)

定。無規(guī)定時，取樣尺寸應(yīng)由供需雙方協(xié)商確定。

7.3選取孔隙率截面

7.3.1切取的壓鑄件試樣，可從多個位置來選擇平截面。

7.3.2氣孔或縮孔最嚴(yán)重區(qū)域位置和角度可通過X-RAY探傷、CT掃描等方式獲悉，應(yīng)選取包含氣孔

或縮孔最嚴(yán)重區(qū)域的壓鑄件截面作為孔隙率截面位置。

7.4粗處理

壓鑄件表面粗糙度Rz應(yīng)不小于200的，應(yīng)采用砂輪機(jī)、砂輪片或砂輪盤等粗處理。

7.5鑲嵌

對于微小、超薄的壓鑄件試樣，應(yīng)采用鑲嵌固化的方式制備出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格尺寸（例如Φ30mm×15

mm）的標(biāo)準(zhǔn)試樣。

7.6研磨

7.6.1試樣粗磨、精磨等應(yīng)使用磨光機(jī)、研磨紙?zhí)幚怼?/p>

7

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7.6.2研磨紙粒度與壓鑄件試樣表面粗糙度對應(yīng)關(guān)系可參照表3。

表3研磨紙粒度與壓鑄件試樣表面粗糙度對應(yīng)關(guān)系

微觀不平度十點高度

研磨紙粒度

Rzμm

32046

50030

80022

100018

120015

250010

40005

7.6.3當(dāng)壓鑄件圖樣對表面粗糙度Rz無要求時，切割表面的制作應(yīng)滿足以下要求：

a）應(yīng)無塑性結(jié)構(gòu)變形；

b）無網(wǎng)紋和劃痕：應(yīng)避免網(wǎng)紋和劃痕，見圖5；

c）應(yīng)避免熱量散發(fā)：應(yīng)避免在研磨中高熱量的散發(fā)污染表面，見圖6。

圖5壓鑄件試樣表面的明顯的劃痕

圖6壓鑄件試樣表面的污染表面

7.7拋光

7.7.1壓鑄件應(yīng)使用拋光機(jī)，帶膠拋光絲絨、精拋絨等拋光織物配合金剛石噴霧拋光劑等粗拋和精拋

工作。

8

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7.7.2壓鑄件樣品拋光后的表面粗糙度（即參數(shù)[Rz]數(shù)值），應(yīng)按GB/T6060.1和GB/T15056規(guī)定

執(zhí)行。

7.7.3壓鑄件圖樣對表面粗糙度Rz無要求的金相磨片（拋光態(tài)）時，金相磨片應(yīng)滿足下列要求：

a）鏡面光亮平面：在分辨率為100：1的顯微鏡下不應(yīng)有刮痕或毛刺等加工痕跡，見圖7。

圖7壓鑄件拋光態(tài)的磨片

b）磨片表面平整度：磨片不應(yīng)有邊棱倒圓或壓痕；

c）無塑性結(jié)構(gòu)變形：磨片不應(yīng)有加工步驟而造成的殘余變形。

7.8腐蝕

孔隙率檢測宜采用4%的氫氟酸腐蝕劑浸蝕處理3s～5s。

8測定步驟

8.1開機(jī)

確認(rèn)穩(wěn)壓器在220V～240V時，順序打開電腦、控制柜開關(guān)，將載物臺移到最大安全位置，擺放

已處理的壓鑄件金相試樣，選擇合適的倍率物鏡，等待顯微鏡預(yù)熱15min后取下目鏡罩，抽出目鏡伐，

調(diào)節(jié)亮度和調(diào)焦旋鈕至圖像清晰。

8.2選取區(qū)域

打開軟件，在金相顯微鏡下觀察壓鑄件試樣，選取視場部位為標(biāo)定范圍內(nèi)最嚴(yán)重區(qū)域，拍照，保存。

視場大小一般為（4×3）mm2，視場數(shù)量不應(yīng)小于30個，利用金相顯微鏡的拼圖功能將所選取的視

場拼接為一張圖片。

8.3選定基準(zhǔn)面

8.3.1拼接好的圖片中，應(yīng)選取最大的正方形、三角形或圓形作為基準(zhǔn)面測定，見圖8。基準(zhǔn)面形狀

選擇應(yīng)根據(jù)拼接圖片待測定區(qū)域形狀確定，基準(zhǔn)面形狀與待測定區(qū)域的外形宜匹配。

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a)正方形基準(zhǔn)面b)三角形基準(zhǔn)面c)圓形基準(zhǔn)面

圖8選取的測定基準(zhǔn)面

8.3.2評判面應(yīng)為圍繞孔和螺紋的最大圓環(huán)面展開的矩形，基準(zhǔn)面應(yīng)為圍繞孔和螺紋的最大圓環(huán)面展

開的矩形兩個邊長中較小的邊長為正方形基準(zhǔn)面的邊長。

8.3.3測定基準(zhǔn)面應(yīng)覆蓋住評判面最大可能的面積，允許基準(zhǔn)面產(chǎn)生偏差，偏差應(yīng)不大于評判面面積

5%的偏差，二值化計算孔隙率時應(yīng)在以后基準(zhǔn)面的計值中剔除，見圖9。

圖9基準(zhǔn)面超出時的選取

8.3.4不同形狀的壓鑄件基準(zhǔn)面選擇應(yīng)滿足下列要求：

a)正方形的一邊與密封件局部寬度相符合，或相當(dāng)于圖紙中說明的凹槽通道時，應(yīng)將基準(zhǔn)面的突

緣在稍后基準(zhǔn)面的計值評價時扣除。密封面中的基準(zhǔn)面突緣，允許不受限制。

b)也適用于近似圓環(huán)形的壓鑄件幾何形狀，倒圓的角和形成近似圓環(huán)形幾何形狀的切割或加工的

表面。

8.3.5在強(qiáng)度觀點下選擇參考面可導(dǎo)致小的測定基準(zhǔn)面與較大的測定基準(zhǔn)面或其他形狀的測定基準(zhǔn)面

重疊。薄壁到厚壁范圍的測定基準(zhǔn)面疊加不應(yīng)大于較小測定基準(zhǔn)面的50%，見圖10，圖中A/B宜小

于1。

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圖10基準(zhǔn)面位置疊加時的處理

8.3.6復(fù)雜幾何形狀的壓鑄件基準(zhǔn)面確定有異議時，應(yīng)與最終驗收方磋商。

8.4孔隙率測定

在金相顯微鏡軟件下，打開保存的拼接圖片，“加載標(biāo)尺/二值化/處理圖像并提取孔洞”。圖像處

理好后應(yīng)關(guān)閉二值圖像處理窗口，打開“專用/第二相面積含量測定”，測出壓鑄件孔隙率。

8.5孔隙率定級

8.5.1D、S、G類型的壓鑄件孔隙率

D、S、G類型的壓鑄件孔隙率應(yīng)選取孔隙率最大的數(shù)值并將數(shù)值修約。1%～4%時應(yīng)修約到整數(shù)；

大于5%時，宜以5%為級數(shù)修約，0%不應(yīng)存在。

注1：如果孔隙率要求＜5%，除了指定的參考面的孔隙百分比含量外，任何參考面的子參考區(qū)域（單個視場）的

孔隙率均應(yīng)滿足＜4%的要求。子參考區(qū)域（視場）固定的尺寸要求為(