裂纹分类

裂纹分类
凡是使金属的连续性被破坏的缺陷，而此种缺陷又具有一定的深度、长度和宽度，或直线或曲线状分布于钢材或工件表面或内部，即称裂纹。

裂纹的分类：
1. 按裂纹存在的形状和大小可分为：龟纹、“V型”纹、“y型”纹、“之状”裂纹、环状裂纹、鸡爪状裂纹、丝纹、发纹、裂纹、裂缝等宏观裂纹及微观裂纹。

2. 按裂纹存在于钢材或工件上的不同方向分为：纵裂纹、横裂纹即为定向裂纹等。

3. 按裂纹存在的不同部位分为：表皮裂纹、皮下裂纹、心部裂纹与钢锭的头部裂纹、中部裂纹、尾部裂纹及角部裂纹等。

4. 按裂纹产生的不同根源分为：铸造裂纹、锻造裂纹、轧制裂纹、拔制裂纹、研磨裂纹、淬火裂纹、焊接裂纹及疲劳裂纹等。

低倍组织结构内容
1. 偏析、疏松、气孔、树枝状结晶、缩孔、缩管、晶粒粗大、气泡翻皮、金属夹杂物、非金属夹杂物、裂纹等。

2. 在加热过程中产生的缺陷：过烧、氧化铁皮、脱碳层、晶粒粗大、斑疤、夹层、重皮、皱纹、裂纹、飞边、折叠、白点等。

3. 使用过程中产生的：疲劳断口、脆性断裂、裂口、分层等缺陷。

钢中低倍组织结构的检验方法
一、表面质量检验法：
1.目的：
i. 避免因表面质量不良而造成在生产工艺上发生废品的损失、降低使用寿命；
ii. 确定钢锭、钢坯、钢材及零件等是否必须经过中间清理或维修工序；
iii. 查明表面缺陷的类别、特征、对质量危害的程度，从而分析其产生的原因，提供今后的改进质量的有效技术措施。

二、敲击检验法
视小铁锤回跳情况与工件发出声音的情况来判断是否有裂纹。

三、断口质量检验法
1.目的
i. 检验常存的一些缺陷：缩孔、非金属夹杂物、夹砂、斑点、晶粒粗大、晶粒不均、脱碳、气孔、带状组织、层状组织、白点等；
ii. Cr-Ni，Cr-Ni-Mo，Cr和高碳钢中的白点；
iii. 分析产生断裂的原因与断裂的性质。

四、冷热酸蚀检验法
1.热酸蚀法：将酸的水溶液（1:1盐酸）加热到70~80℃时把试样
放置在溶液中，经过15~30min用热开水冲洗，热风吹干，可以看出钢中的裂纹和其他低倍组织结构。

2.冷酸蚀法：将试样放在不加热的酸液中，经一段时间以后再取出试样，用水冲洗，热风吹干，可以观察裂纹和其他渗碳层、氧化层、高频率加热淬火层、软点、晶粒粗大、脱碳等。

冷酸蚀法还包括硫印法、磷印法及氧印法等。

3.目的
i. 热酸蚀法多用来检查钢材和钢坯的低倍组织缺陷，看看是否符合技术条件的规定；
ii. 检查零件在加工处理后的工艺质量如：锻件的流线检查、渗碳、氰化等处理后零件的层厚检查，以及高频率淬火零件的裂纹检查等；
iii. 推断零件的加工方法；
iv. 用硫印法、磷印法及氧印法等分析工件开裂的原因；
v. 配合其他检验方法研究结构中缺陷产生的原因，如：偏析原因，带状组织是否与硫、磷有关等。

五、金属物理检验法
1.磁力探伤法：
检验破坏其连续性的缺陷，如折叠、重皮、表皮细小的丝纹、龟裂等以及不磁化的废金属夹杂物。

2.荧光探伤法：
将能够发出荧光的油渗入被检查试样的缺陷中，这种油液在紫外
线的照射下能被激发而放出一种可见的荧光来，就能从荧光出现处找出缺陷存在的部位、形状、大小和裂纹类型来。

裂纹、夹杂、疏松、缩孔、折叠、过烧、龟纹、气孔、未淬透、白点等。

3.X及γ射线探伤法
4.超声波探伤法
显微组织结构内容
晶粒大小、形状、取向、完整程度，晶界裂纹，晶粒中的细小裂纹，相的种类及其相对比例、取向分布，夹杂和沉淀。

钢中显微组织结构的检验法
利用低倍组织结构检验法，检查钢中裂纹时仅能观测整个裂纹形状，裂纹大小，所在部位及其深度等，不能判断其开裂的根源，用显微组织结构可观察其特征，借此确定导致开裂的原因和发展过程。

如何决定钢材与钢制工件的质量
1.化学成分；
2.供货状态及供货状态下低倍组织和显微组织；
3.工艺性能；
4.经不同的加工处理后的机械性能；
5.几何尺寸，偏差。

检验裂纹的方法
1.肉眼表面观察法；
2.磁力或荧光探伤法；
3.X光与超声波探伤法；
4.金相显微组织检验法。

检验裂纹时应注意的事项
1.首先观察裂纹存在的部位、大小、分布的方向和出现时裂纹在形状上的特点，裂开的金属表面的颜色，裂纹的数量；
2.注意钢中各化学元素的含量是否正常，C、S、P、Mn、Sb、B、Cu等在裂纹处是否有偏析现象存在，特别是S、P、Sb、B、Cu等元素是否产生了偏析；
3.裂口处的表面颜色和中心部的颜色、晶粒大小及显微组织是否有变化，裂口是否有夹杂、夹砂等缺陷；
4.是否有对称分布；
5.还需进一步的观察裂纹周围的显微组织。

i. 裂纹处的晶粒度，是穿晶还是沿晶；
ii. 裂纹处是否有弥散碳化物（沿晶界，网状、条状、粒状），第二相形状、大小、分布、数量等；
iii. 裂纹处是否有非金属夹杂物，硅酸盐、氧化物、硫化物等（长条状、偏析、连续状、断续状、块状、是否沿变形方向、是否非金属
夹杂物裂开）；
iv. 脱碳现象（数量、形状及分布）；
v. 开裂表面及周围是否存在氧化铁皮和回火颜色；
vi. 产生裂纹中是否有α组织（魏氏组织），晶粒粗大以及M体、T体等组织。

钢中裂纹形成的主要原因
1.由于某种应力作用而引起的开裂：
i. 由于应力作用，可使钢锭发生纵向和横向的裂纹；
ii. 当钢材在进行塑性变形时，由于应力作用，也能使钢材或零件产生开裂；
iii. 工件在进行热处理时，由于各种应力的作用，引起工件发生开裂；
iv. 热冲模、热锻模冷热波动结果形成热疲劳裂纹；
v. 高合金钢及经过淬火处理的钢，由于内应力的关系，当其受到腐蚀时，可能产生腐蚀裂纹；
vi. 钢件经研磨加工时由于表面受到强烈的压力，结果表面遭受热应力和组织应力产生裂纹；
vii. 焊接钢件在焊后的冷却过程中，由于热应力和组织应力相互作用，产生焊接裂纹。

2.由于钢中所含的某一化学元素，在其超过最大的允许含量时，由此引起钢的组织、结构、工艺性能或机械性能上的不良影响，从而
导致加工或使用时开裂：白点、热脆、冷脆（P）。

3.由于组织结构上存在的其他缺陷而产生的开裂：因缩孔与收缩管等引起内部裂纹；带状组织引起的裂纹；加工、热处理不当致使碳化物沿晶界析出成网状分布，因而产生深冲压开裂。

4.由于在熔炼与浇铸过程中进入钢液的非金属夹杂物，或由于挤入钢中的溶渣而引起的开裂。

5.发纹：主要是来自钢液在熔炼及浇铸时，未能将高温时溶解在其中的气体与非金属夹杂物等排除干净，在其进行锻轧等压力加工时便沿其塑性变形的方向形成直线状的细小裂纹。

6.在很快的加热速度下，由于热应力而形成的内裂；当热状态下进行太快的塑性变形所引起的内部裂纹；以及在冷拔加工时，由于压缩形变的程度太大而引起的内裂等。

7.由于折叠而形成的裂纹，由于飞边的存在而产生的锻折或轧折；
8.钢件长时期的处于较高的温度和压力下工作时，由于碳、氢的腐蚀作用而使钢件的表面产生开裂。

9.钢件处于特殊的腐蚀剂中，在其受到腐蚀时，倘若又遇到外来的机械负荷的影响，则会产生开裂。

在软钢及奥氏体钢中沿作用应力产生的晶间腐蚀即是这样。

10.由于钢件在突然遭遇到高频率的弹性波的冲击时产生的震动裂纹（炮弹、大炮、枪膛）。

钢锭上常见的裂纹缺陷
1.钢模选型及设计与钢锭裂纹的关系：圆形锭模浇铸时形成纵纹；钢锭模斜度太大形成横纹；钢锭的高度与模断之间的比例过小，因锭模过高，使气体及非金属夹杂物难于排出导致锻轧开裂；钢锭的圆锥度过小，由于冷凝速度过大出现中心疏松而轧裂；方型锭模的圆角处易产生裂纹。

2. 浇铸方法与钢锭裂纹的关系：上浇铸法所产生的裂纹要比下浇铸法多；当钢液的浇铸速度增加时，钢锭裂纹增加；。