Алюминиевые сплавы отличаются низкой удельной массой, низкой температурой плавления, пренебрежимо малой растворимостью газов (за исключением водорода), превосходной текучестью, хорошей обрабатываемостью и хорошей коррозионной стойкостью. Высокое качество отливок является обязательным требованием для критически важных конструкционных элементов, используемых в автомобильной и аэрокосмической промышленности. Производство таких отливок требует сведения к минимуму (или даже полного устранения) включений и пористости в алюминиевых сплавах, чтобы исключить их пагубное влияние на механические свойства, благодаря чему эти свойства впоследствии будут определяться главным образом микроструктурой отливок.
Наличие твердых неметаллических включений в алюминиевых сплавах может не только ухудшить механические свойства конечного изделия, но и вызвать ряд других проблем при литье под давлением, в том числе:
Снижение механических характеристик отливки
Прочность на разрыв и относительное удлинение значительно снижаются с увеличением содержания включений. Чистый металл, как правило, отличается высокими механическими свойствами (предел текучести, предел прочности, относительное удлинение).
Плохая обрабатываемость и высокий износ инструмента
Некоторые включения, которые часто встречаются в отливках, представляют собой хрупкие и чрезвычайно твёрдые керамические частицы. Твёрдость некоторых включений можно измерить по шкале Мооса, где 10 баллов соответствуют алмазу. Если перед литьём расплавленный сплав очистить путём фильтрации, это значительно улучшает его обрабатываемость.
Потеря текучести и питательных свойств
Включения в расплаве приводят к снижению текучести. Получение чистого расплава путем фильтрация с использованием керамического пенофильтра может значительно повысить сыпучесть — до 30% при нормальных рабочих температурах.
Повышенная пористость газов
Уровень содержания растворенного водорода в расплавах алюминиевых сплавов является основным фактором, определяющим образование газовой пористости в процессе затвердевания. Предел растворимости водорода в расплавленном алюминии высок, но резко снижается по мере затвердевания металла, что приводит к образованию газовой пористости. Пористость, обусловленная газами, после затвердевания зависит не только от содержания водорода в расплаве, но и от чистоты металла. Оксиды выступают в качестве центров зародышеобразования пор, а гидриды при охлаждении разлагаются с выделением растворенного водорода.
Низкое качество поверхности и отсутствие герметичности
Дефекты алюминиевых изделий, такие как микроотверстия в тонких листах и полосы, похожие на следы от бритвы, на литографических пластинах, обычно вызваны включениями. Включения, эффективный диаметр которых составляет от 10 до 20 м, при концентрации в несколько частей на миллион могут оказывать пагубное воздействие на прокатные изделия из алюминия.