自由锻件主要缺陷产生原因
常见锻件缺陷
锻件的缺陷很多种类，该类缺陷产生的原因也有许多种，有不良锻造工艺造成的，有原材料的原因，有模具设计不合理所致等等。
尤其是少无切削加工的精密锻件，更是难以做到完全控制。
本文介绍几种常见的锻件缺陷。
锻件缺陷1、缩孔：在锻造前期浇注钢铸锭时，由于钢铸锭冷却时金属凝固体积收缩，形成较大的孔洞，常见于钢锭的头部（冒口端）缩孔特征：一般位于横截面中心，且具有较大的体积和轴向延伸长度2、疏松：钢锭凝固钱金属液中气体来不及排除和金属冷却收缩，形成其内部的空穴和不致密性，在锻造时又因锻压比不足，金属组织未柔和而存在于锻件之中。
疏松特征：以钢锭中心及头部出现居多，单个尺寸较小，但往往呈区域性弥散分布。
3、夹杂物：有非金属夹杂物和金属夹杂物之分（1）非金属夹杂物：为钢中脱氧剂，合金元素灯与气体生产之反应物，一般尺寸较小，漂浮于钢锭中最后挤至凝固最晚的钢锭中心区及头部聚积；由冶炼，浇注过程中混入的耐火材料或杂质，尺寸较大，常混杂于钢锭下部。
（2）金属夹杂物：由于冶炼时外加铁合金过多或尺寸较大所致，或者浇注时金属飞溅或异型金属录入铸模未被溶解而形成的缺陷。
4、裂纹：裂纹种类甚多，形成原因不一（1）晶间裂纹，多见于奥氏体钢不锈钢锻件；（2）高合金钢的钢锭中心，裂纹沿晶间分布，呈弯曲线，尺寸大于夹杂物，且有一定的方向性（3）锻造或热处理不当，工件内外温差过大，截面尺寸变化剧烈均会产生热裂纹，常常出现于锻件心部截面变化处；（4）过热和过烧产生的组大组织和脆性开裂，多始于工件表面。
（5）锻造时将钢锭表面氧化皮或凸出部位压入钢中所形成的折叠，也是变形不当形成的裂纹之一；（6）常见合金钢的白点，本质上是由氢脆造成的微裂纹，其单个尺寸较大，分布较广，锻造截面变化大，锻后冷却快易形成白点。
（7）淬火之后若不及时回火或者回火不当，热处理残余应力仍然很大，从而易产生裂纹，严重导致自行炸裂。
锻件缺陷的主要特征及产生的原因
1锻造概述1.1锻造利用冲击力或静压力使加热后的坯料在锻压设备上、下砧之间产生塑性变形，以获得所需尺寸、形状和质量的锻件加工方法称为锻造。
常用的锻造方法为自由锻、模锻、胎模锻。
1.2自由锻利用冲击力或静压力使经过加热的金属在锻压设备的上、下砧间向四周自由流动产生塑性变形，获得所需锻件的加工方法称为自由锻。
自由锻分为手工锻造和机器锻造两种。
手工锻造只能生产小型锻件，机器锻造是自由锻。
1.3锻造特点1.3.1自由锻造所用工具和设备简单，通用性好，成本低。
同铸造毛坯相比，自由锻消除了缩孔、缩松、气孔等缺陷，使毛坯具有更高的力学性能。
锻件形状简单，操作灵活。
1.3.2锻件和铸件相比锻件的优点1.3.2.1金属经过锻造加工后能改善其组织结构和力学性能。
铸造组织经过锻造方法热加工变形后由于金属的变形和再结晶，使原来的粗大枝晶和柱状晶粒变为晶粒较细、大小均匀的等轴再结晶组织，使钢锭内原有的偏析、疏松、气孔、夹渣等压实和焊合，其组织变得更加紧密，提高了金属的塑性和力学性能。
1.3.2.2铸件的力学性能低于同材质的锻件力学性能。
此外，锻造加工能保证金属纤维组织的连续性，使锻件的纤维组织与锻件外形保持一致，金属流线完整，可保证零件具有良好的力学性能与长的使用寿命采用精密模锻、冷挤压、温挤压等工艺生产的锻件，都是铸件所无法比拟的。
1.3.2.3锻件是金属被施加压力，通过塑性变形塑造要求的形状或合适的压缩力的物件。
这种力量典型的通过使用铁锤或压力来实现。
铸件过程建造了精致的颗粒结构，并改进了金属的物理属性。
在零部件的现实使用中，一个正确的设计能使颗粒流在主压力的方向。
铸件是用各种铸造方法获得的金属成型物件，即把冶炼好的液态金属，用浇注、压射、吸入或其它浇铸方法注入预先准备好的铸型中，冷却后经落砂、清理和后处理等，所得到的具有一定形状，尺寸和性能的物件。
因此，它在重型机器及重要零件的制造上有特别重要的意义。
1.4应用领域自由锻造是靠人工操作来控制锻件的形状和尺寸的，所以锻件精度低，加工余量大，劳动强度大，生产率也不高，因此它主要应用于单件、小批量生产。
锻件的常见缺陷及原因分析
锻件的常见缺陷及原因分析(2007/07/05 10:58)锻件的缺陷很多，产生的原因也多种多样，有锻造工艺不良造成的，有原材料的原因，有模具设计不合理所致等等。
尤其是少无切削加工的精密锻件，更是难以做到完全控制。
1.大晶粒大晶粒通常是由于始锻温度过高和变形程度不足、或终锻温度过高、或变形程度落人临界变形区引起的。
铝合金变形程度过大，形成织构；高温合金变形温度过低，形成混合变形组织时也可能引起粗大晶粒，晶粒粗大将使锻件的塑性和韧性降低，疲劳性能明显下降。
2.晶粒不均匀晶粒不均匀是指锻件某些部位的晶粒特别粗大，某些部位却较小。
产生晶粒不均匀的主要原因是坯料各处的变形不均匀使晶粒破碎程度不一，或局部区域的变形程度落人临界变形区，或高温合金局部加工硬化，或淬火加热时局部晶粒粗大。
耐热钢及高温合金对晶粒不均匀特别敏感。
晶粒不均匀将使锻件的持久性能、疲劳性能明显下降。
3.冷硬现象变形时由于温度偏低或变形速度太快，以及锻后冷却过快，均可能使再结晶引起的软化跟不上变形引起的强化（硬化），从而使热锻后锻件内部仍部分保留冷变形组织。
这种组织的存在提高了锻件的强度和硬度，但降低了塑性和韧性。
严重的冷硬现象可能引起锻裂。
4.裂纹裂纹通常是锻造时存在较大的拉应力、切应力或附加拉应力引起的。
裂纹发生的部位通常是在坯料应力最大、厚度最薄的部位。
如果坯料表面和内部有微裂纹、或坯料内存在组织缺陷，或热加工温度不当使材料塑性降低，或变形速度过快、变形程度过大，超过材料允许的塑性指针等，则在镦粗、拔长、冲孔、扩孔、弯曲和挤压等工序中都可能产生裂纹。
5.龟裂龟裂是在锻件表面呈现较浅的龟状裂纹。
在锻件成形中受拉应力的表面（例如，未充满的凸出部分或受弯曲的部分）最容易产生这种缺陷。
引起龟裂的内因可能是多方面的：①原材料合Cu、Sn等易熔元素过多。
②高温长时间加热时，钢料表面有铜析出、表面晶粒粗大、脱碳、或经过多次加热的表面。
③燃料含硫量过高，有硫渗人钢料表面。
锻件的常见缺陷及原因分析
锻件的常见缺陷及原因分析(2007/07/05 10:58)锻件的缺陷很多，产生的原因也多种多样，有锻造工艺不良造成的，有原材料的原因，有模具设计不合理所致等等。
尤其是少无切削加工的精密锻件，更是难以做到完全控制。
1.大晶粒大晶粒通常是由于始锻温度过高和变形程度不足、或终锻温度过高、或变形程度落人临界变形区引起的。
铝合金变形程度过大，形成织构；高温合金变形温度过低，形成混合变形组织时也可能引起粗大晶粒，晶粒粗大将使锻件的塑性和韧性降低，疲劳性能明显下降。
2.晶粒不均匀晶粒不均匀是指锻件某些部位的晶粒特别粗大，某些部位却较小。
产生晶粒不均匀的主要原因是坯料各处的变形不均匀使晶粒破碎程度不一，或局部区域的变形程度落人临界变形区，或高温合金局部加工硬化，或淬火加热时局部晶粒粗大。
耐热钢及高温合金对晶粒不均匀特别敏感。
晶粒不均匀将使锻件的持久性能、疲劳性能明显下降。
3.冷硬现象变形时由于温度偏低或变形速度太快，以及锻后冷却过快，均可能使再结晶引起的软化跟不上变形引起的强化（硬化），从而使热锻后锻件内部仍部分保留冷变形组织。
这种组织的存在提高了锻件的强度和硬度，但降低了塑性和韧性。
严重的冷硬现象可能引起锻裂。
4.裂纹裂纹通常是锻造时存在较大的拉应力、切应力或附加拉应力引起的。
裂纹发生的部位通常是在坯料应力最大、厚度最薄的部位。
如果坯料表面和内部有微裂纹、或坯料内存在组织缺陷，或热加工温度不当使材料塑性降低，或变形速度过快、变形程度过大，超过材料允许的塑性指针等，则在镦粗、拔长、冲孔、扩孔、弯曲和挤压等工序中都可能产生裂纹。
5.龟裂龟裂是在锻件表面呈现较浅的龟状裂纹。
在锻件成形中受拉应力的表面（例如，未充满的凸出部分或受弯曲的部分）最容易产生这种缺陷。
引起龟裂的内因可能是多方面的：①原材料合Cu、Sn等易熔元素过多。
②高温长时间加热时，钢料表面有铜析出、表面晶粒粗大、脱碳、或经过多次加热的表面。
③燃料含硫量过高，有硫渗人钢料表面。
锻件常见表面缺陷原因及注意事项
序号
缺陷种类产生原因防来自措施1折叠1.镦粗时弯曲
2.压下量太大
3.进砧太满
4.砧子圆角太小
1.镦粗时要放正
2.拔长压下量25%
3.砧宽比选择0.5～0.8
4.平砧要有圆角
2
端部凹心
1.坯料未烧透
2.砧宽比太小
1.加热要烧匀烧透
2.注意砧宽比和调整
成形顺序
3
棱角裂纹
1.锻造温度太低
2.进砧太宽太满
1.控制成形温度
2.修棱角时窄进砧
4
表面凹坑
氧化皮清理不及时
及时清理锻件、砧面
和转台上的氧化皮
5
过烧
加热温度太高及
时间太长
不允许超过工艺规定
的温度急烧
6
龟裂
加热温度过高
1.装炉温度不能太高
2.升温速度不能太快
3.不准超过温度上限
7
表面脱碳
加热时间太长
因故障维修等待时间
太长时要降温
8
气割补焊裂纹
1.气割工艺不当
2.焊后冷却太快
1.高碳、合金钢预热割
2.补焊后及时退火
9
表面氢脆开裂
1.锻后冷却太快
2.热处理不及时
1.大锻件不能急冷
2.锻后及时正回火
10
短尺亏肉
1.懒于测量尺寸
2.锻造操作不当
1.及时测量尺寸
2.锻造时精心操作
锻件中的常见缺陷及产生的原因
锻件中的常见缺陷及产生的原因：锻件中的缺陷主要来源于两个方面：一种是由铸锭中缺陷引起的缺陷；另一种是锻造过程及热处理中产生的缺陷。
锻件中常见的缺陷类型有：1.1.1缩孔；1.1.2缩松；1.1.3夹杂物；1.1.4裂纹；1.1.5折叠；1.1.6白点。
锻件中常见缺陷产生的原因及常出现的部位：1.2.1缩孔：它是铸锭冷却收缩时在头部形成的缺陷，锻造时因切头量不足而残留下来，多见于轴类锻件的头部, 具有较大的体积,并位于横截面中心, 在轴向具有较大的延伸长度。
1.2.2缩松：它是在铸造凝固收缩时形成的孔隙和孔穴, 在锻造过程中因变形量不足而未被消除, 缩松缺陷多出现在大型锻件中。
1.2.3夹杂物: 根据其来源或性质夹杂物又可分为: 内在非金属夹杂物、外来非金属夹杂物、金属夹杂物。
内在非金属夹杂物是铸锭中包含的脱氧剂、金属元素等与气体的反产物，尺寸较小，常被熔液漂浮，挤至最后凝固的铸锭中心及头部。
外来非金属夹杂物是冶炼、浇注过程中混入的耐火材料或杂质，故常混杂于铸锭下部，偶然落入的非金属夹杂则无确定位置。
金属夹杂物是冶炼时加入合金较多且尺寸较大，或者浇注时飞溅小粒或异种金属落入后又未被全部熔化而形成的缺陷。
1.2.4裂纹：锻件中裂纹形成的原因很多，按形成的原因，裂纹的种类可大致分为以下几种：1.2.4.1因冶炼缺陷（如缩孔残余）在锻造时扩大形成的裂纹。
1.2.4.2锻件工艺不当（如加热、加热速度过快、变行不均匀、变行过大、冷却速度过快等）而形成的裂纹。
11.2.4.3热处理过程中形成的裂纹：如淬火时加热温度较高，使锻件组织粗大淬火时可能产生裂纹；冷却不当引起的开裂，回火不及时或不当，由锻件内部残余力引起的裂纹。
1.2.5折叠：热金属的凸出部位被压折并嵌入锻件表面形成的缺陷，多发生在锻件的内圆角和尖角处。
折叠表面是氧化层，能使该部位的金属无法连接。
1.2.6白点：锻件中由于氢的存在所产生的小裂纹称为白点。
常见锻造缺陷
锻造缺陷一、原材料缺陷造成的锻造缺陷1. 层状断口2. 碳化物偏析：含碳量高的合金钢开坯和轧制时共晶碳化物未被打碎造成不均匀偏析。
危害：带状碳化物使工件在淬火时产生较大的变形，并沿着碳化物带状处产生裂纹。
当碳化物级别较高时，对高速钢刀具的使用寿命极为不利，级别>5级是，可造成刀具崩刃或断裂。
3. 缩管残余：钢锭冒口部分切除不净，开坯轧时将夹杂物缩松或偏析残留在钢材内部，淬火时形成裂纹。
二、落料不当造成的锻件缺陷1. 锻件端面与轴线倾斜：剪切时未压紧2. 撕裂：刀片间隙太大3. 毛刺：切料时，部分金属被带入剪刀间隙之间，产生尖锐和毛刺。
后果：造成加热时局部过烧，锻造时产生折叠和开裂。
4. 端部裂纹：剪切大断面坯料时，圆形端面变成椭圆形，材料中产生很大的内应力，引起应力裂纹。
另外，气割落料前，原材料没有预热，产生加工应力导致裂纹5. 凸芯开裂：车床下料时，棒料端面中心留有凸芯，锻造时凸芯冷却快，由于应力集中造成开裂。
三、锻造工艺不当造成的缺陷1. 过热：加热停留时间过长或加热温度过高引起材料晶粒粗大2. 过烧：过烧时，晶粒特别粗大，断口呈石状。
对碳钢，金相组织出现晶界氧化和熔化；工模具钢晶界因为熔化而出现鱼骨状莱氏体；铝合金出现晶界熔化三角区或复熔球。
3. 锻造裂纹1）加热裂纹：尺寸大的坯料快速加热造成内外温差大，热应力大造成开裂。
特征：由中心向四周辐射状扩展，多产生于高合金材料2）心部开裂：常在坯料的头部，开裂深度与加热和锻造有关，有事贯穿整个坯料。
原因：加热时保温不足，坯料未热透，外部温度高，塑性好，变形大，内部温度低变形小，内外产生不均匀变形3）材质缺陷开裂：锻造时在缩孔夹渣碳化物偏析等材料缺陷处形成锻造裂纹4. 脱碳和增碳1）脱碳：钢材表面在高温下，碳被氧化发生脱碳，使表层组织含碳量下降，硬度下降，强度下降，脱碳层的深度与钢的成分、炉内气氛、温度有关。
通常高碳钢易氧化脱碳，氧化性气氛中易脱碳。
锻造知识及问题汇总
（4）氢的影响 钢中的氢是由锈蚀含水的炉料或从含有水蒸气的炉气中吸入的。此外在含氢的还原性气
氛中加热钢材、酸洗及电镀等，氢均可被钢件吸收，并通过扩散进入钢内。 氢对钢的危害是很大的。一是引起氢脆，即在低于钢材强度极限的应力任用下，经一定
主要体现在以下组织和性能： 1）打碎柱状晶，改善宏观偏析，把铸态组织变为锻态组织，并在合适的温度
和应力条件下，焊合内部空隙，提高材料的致密度。 2）铸锭经过锻造形成纤维组织，进一步通过轧制、挤压、模具锻造，使锻件
得到合理的纤维方向分布。
3）控制晶粒度的大小和均匀度。 4）是组织得到形变强化或形变---相变强化等。 通过上述组织的改变，使锻件的塑性、冲击韧度、疲劳强度、断裂韧度、 和持久强度也随之得到了改善。之后通过锻后热处理就可以得到零件所要求的 硬度、强度、塑性等良好的综合性能。
D、但是不是所有的缩孔都可以焊合，在金属结晶时，在金属的冒口附近形成 的集中缩孔以及二次缩孔，由于其表面被氧化，故不能在压力加工时焊合。此外， 分散缩孔（即缩松），和等轴晶区的显微组织相似，杂质较少，且表面未被氧化， 也是可以在压力加工时焊合的。
（二）、钢中杂质元素的影响
（1）锰和硅的影响 锰和硅是炼钢过程中必须加入的脱氧剂，用以去除溶于钢液中的氧。锰除了
二、锻造的基本知识
（一） 锻造的含义
锻造就是利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形，以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。
二、锻造的基本知识
（二）锻造的分类
（1）按照工具模具安置情况分类
自由锻造（固定的平砧或者型砧成型）
胎模锻（锻造模具为可移动式）
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
自由锻件主要缺陷产生原因
一、横向裂纹：
1、表面横向裂纹
缺陷现象：锻造时坯料表面出现较浅（约10mm深）的横向裂纹或较深的横向裂纹。
产生原因：较浅裂纹是钢锭皮下气泡未焊合形成的，较深裂纹是由钢锭浇注受锭模内壁质量，钢水摆动和钢锭与锭模铸合等因素形成的。
2、内部横向裂纹
缺陷现象：在锻件内部产生横向裂纹。
产生原因：冷钢锭在低温区加热过快或中心引起较大拉力造成，高碳钢和高合金钢塑性较差，在锻造操作相对送进量过小造成的。
二、纵向裂纹
1、表面纵向裂纹
A缺陷现象：经常在第一次拔长或镦粗时出现。
产生原因：锭模内壁缺陷和新锭模未很好退火，操作不当，高温高速浇注，钢锭脱模冷却不当或脱模过早，倒棱时压下量过大，轧制钢锭时产生纵向划痕等。
B缺陷现象：在坯料近帽口中心出现。
产生原因：由于钢锭冷却时缩孔未集中于帽口部分，锻造帽口端切头量过少，使坯料近帽口端存在二次缩孔或残余缩孔，锻造时引起纵向裂纹。
2、内部纵向裂纹
A缺陷现象：坯料内部出现的纵向裂纹。
产生原因：这是利用拔长圆截面坯料，金属中心部分受拉力作用所致，或者因坯料未加热透彻，内部温度过低，拔长时内部沿纵向开裂等。
B缺陷现象：坯料内部出现的纵向十字裂纹，一般出现于高合金钢中。
产生原因：这是由于拔长时送进量过大或在同一部位反复多次锻造。
三、炸裂：
缺陷现象：一般在坯料锻造前加热时或锻件冷却热处理后，在表面或内部炸开而形成的裂纹。
产生原因：因为坯料具有较高的残余应力，在未予清除的情况下，错误的采用快速加热或不适当的冷却引起裂纹。
四、自行开裂
缺陷现象：常常在锻件锻造后、热处理后或锻制拔长后发生。
产生原因：坯料在锻造过程中已经形成微小裂纹，冷却或热处理中使之加剧或由于锻件内部有较大残余应力所致。
五、龟裂
缺陷现象：锻件在锻造时表面出现的龟甲状或裂纹，钢料表面较浅的龟裂应清除后再锻造。
产生原因：由于钢中Cu、Sn、As、S的含量较多，或者在加热炉中铜料渗入，熔化的铜渗入钢料晶界，造成钢料热脆或者由于坯料开始锻温度过高，开始锻造时锤击过重等原因造成。
六、过烧
缺陷现象：在加热时氧化物渗入钢料晶界面，使Fe、C、S发生氧化，形成易熔晶体氧化物，锻造时一锤击钢料便碎裂的现象，过烧钢料的断裂面晶粒粗大，并失去金属的光泽。
产生原因：加热时温度过高，加热时间过长，在该条件下，易于使晶界氧化和熔融。
七、局部晶粒粗大
缺陷现象：在锻制表面或内部出现在局部区域晶粒粗大现象。
产生原因：在结构钢中，因冶炼时用铝脱氧，使钢成本质细晶粒钢，而铝含量不够影响本质晶粒度，或者由于坯料加热温度过高，锻造比较小，也能出现这种现象。
对于奥氏体高合金钢来说，由于锻造不均匀和工具预热温度不够及坯料与工具间摩擦较大等原因，便会产生锻件局部晶粒度过大的现象。
八、白点
缺陷现象：锻件内部有银白色或灰色的圆形裂纹，钢中含Ni、Cr、Mo、W等元素，在合金钢大型锻件中易产生。
产生原因：钢中含氢量过高，而锻后冷却或热处理工艺不当，便会产生该缺陷。
九、非金属夹杂物：
缺陷现象：锻造件内部存在有集中的非金属夹杂。
产生原因：非金属夹杂含量、分布与钢的精炼和铸锭有关，而锻造时变形量不够和锻造工序不当，未能达到夹杂物的分散和破碎作用。
十、疏松
缺陷现象：沿钢锭中心的疏松组织锻造时未能锻合。
产生原因：由于钢锭本身疏松严重或者锻造比不当，变形方案不佳及锻造时相对送进量过小，未锻透而引起该缺陷。
十一、化学成份不符合
缺陷现象：锻件经化验其化学成分与要求钢牌号不相符。
产生原因：由于冶炼时产生即成份出格或上下限，大型锭的偏析严重，锻造前备料的差错而引起。
十二、力学性能达不到要求
缺陷现象：指锻件的强度塑性指标和冲击韧度等不合格。
产生原因：与冶炼和热处理有关，如：冶炼杂质太多，热处理方法不对，也可能锻造比太小或锻造镦粗比太小等。
十三、折叠
缺陷现象：在锻造过程中金属不合理的流动造成。
产生原因：因贴面形状不适当，贴边圆角过小和拔长时送进量小于单边压下量等原因。
十四、歪斜与偏斜
缺陷现象：端部歪斜和中心线偏移。
产生原因：锻造工艺不合理，操作方法不当，坯料加热不均匀（如坯料有阴阳面）。
十五、弯曲和变形
缺陷现象：与锻件尺寸和形状不符合，有明显的形状变化。
产生原因：没有按照要求进行修正工序，锻后冷却及热处理工序操作不当，而造成锻件弯曲和变形。