锻造 缺陷
自由锻造的主要缺陷是

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。
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。
大型锻件中常见的缺陷与对策大全

大型锻件中常见的缺陷与对策大全摘要:I.引言- 大型锻件的应用背景- 锻造过程中常见缺陷概述II.大型锻件中的常见缺陷- 锻造裂纹- 夹杂物- 疏松- 偏析- 折叠III.大型锻件缺陷的对策- 针对锻造裂纹的对策- 针对夹杂物的对策- 针对疏松的对策- 针对偏析的对策- 针对折叠的对策IV.结论- 总结大型锻件中常见缺陷及对策- 强调质量控制的重要性正文:I.引言大型锻件广泛应用于航空、航天、能源等各个领域,其质量直接影响着设备的运行安全和可靠性。
在锻造过程中,由于各种原因,锻件中常会出现一些缺陷,如锻造裂纹、夹杂物、疏松、偏析和折叠等。
针对这些缺陷,本文将对大型锻件中的常见缺陷及对策进行探讨。
II.大型锻件中的常见缺陷1.锻造裂纹锻造裂纹是锻件中最常见的缺陷之一,主要由于锻造过程中金属的塑性变形不均匀,内部应力过大而产生。
裂纹可能出现在锻件的表面或内部,对锻件的使用性能产生严重影响。
2.夹杂物夹杂物是指在锻造过程中,金属中混入的氧化物、硅酸盐等非金属杂质。
夹杂物会影响锻件的力学性能和耐腐蚀性能,甚至导致锻件在使用过程中断裂。
3.疏松疏松是指锻件中出现的孔洞或疏松区域,通常由于金属在锻造过程中未完全充填模腔而产生。
疏松会降低锻件的强度和韧性,严重影响锻件的使用性能。
4.偏析偏析是指金属中某些元素或化合物在锻件中分布不均匀的现象。
偏析会导致锻件的性能不均匀,可能出现局部脆弱、疲劳裂纹等问题。
5.折叠折叠是指锻件在锻造过程中产生的折叠状缺陷,通常由于金属在流动过程中受阻或变形不充分而产生。
折叠会降低锻件的强度和韧性,影响锻件的使用性能。
III.大型锻件缺陷的对策1.针对锻造裂纹的对策- 优化锻造工艺,降低金属的内部应力- 严格控制锻造温度,避免过热或过冷- 合理设计模具,确保金属塑性变形均匀2.针对夹杂物的对策- 提高金属原料的质量,减少夹杂物的含量- 采用净化熔炼技术,降低金属中的杂质含量- 合理选择锻造工艺,避免金属氧化和硅酸盐形成3.针对疏松的对策- 提高锻造速度和变形程度,使金属充分充填模腔- 优化模具设计,确保金属流动畅通- 严格控制锻造过程中的润滑剂和冷却剂使用4.针对偏析的对策- 优化金属成分,控制元素含量和分布- 采用均匀化热处理工艺,改善金属的分布状态- 严格控制锻造过程中的温度梯度和冷却速度5.针对折叠的对策- 优化锻造工艺,确保金属流动顺畅- 合理设计模具,避免金属受阻和变形不充分- 严格控制锻造过程中的力度和速度IV.结论大型锻件中的常见缺陷及对策是锻造过程中需要关注的重要问题。
锻造常见缺陷有哪些,你都知道吗?

锻造用的原材料为铸锭、轧材、挤材及锻坯。
而轧材、挤材及锻坯分别是铸锭经轧制、挤压及锻造加工成的半成品。
一般情况下,铸锭的内部缺陷或表面缺陷的出现有时是不可避免的。
再加上在锻造过程中锻造工艺的不当,最终导致锻件中含有缺陷。
以下简单介绍一些锻件中常见的缺陷。
由于原材料的缺陷造成的锻件缺陷通常有:表面裂纹表面裂纹多发生在轧制棒材和锻制棒材上,一般呈直线形状,和轧制或锻造的主变形方向一致。
造成这种缺陷的原因很多,例如钢锭内的皮下气泡在轧制时一面沿变形方向伸长,一面暴露到表面上和向内部深处发展。
又如在轧制时,坯料的表面如被划伤,冷却时将造成应力集中,从而可能沿划痕开裂等等。
这种裂纹若在锻造前不去掉,锻造时便可能扩展引起锻件裂纹。
折叠折叠形成的原因是当金属坯料在轧制过程中,由于轧辊上的型槽定径不正确,或因型槽磨损面产生的毛刺在轧制时被卷入,形成和材料表面成一定倾角的折缝。
对钢材,折缝内有氧化铁夹杂,四周有脱碳。
折叠若在锻造前不去掉,可能引起锻件折叠或开裂。
结疤结疤是在轧材表面局部区域的一层可剥落的薄膜。
结疤的形成是由于浇铸时钢液飞溅而凝结在钢锭表面,轧制时被压成薄膜,贴附在轧材的表面,即为结疤。
锻后锻件经酸洗清理,薄膜将会剥落而成为锻件表面缺陷。
层状断口层状断口的特征是其断口或断面与折断了的石板、树皮很相似。
层状断口多发生在合金钢(铬镍钢、铬镍钨钢等),碳钢中也有发现。
这种缺陷的产生是由于钢中存在的非金属夹杂物、枝晶偏析以及气孔疏松等缺陷,在锻、轧过程中沿轧制方向被拉长,使钢材呈片层状。
如果杂质过多,锻造就有分层破裂的危险。
层状断口越严重,钢的塑性、韧性越差,尤其是横向力学性能很低,所以钢材如具有明显的层片状缺陷是不合格的。
亮线(亮区)亮线是在纵向断口上呈现结晶发亮的有反射能力的细条线,多数贯穿整个断口,大多数产生在轴心部分。
亮线主要是由于合金偏析造成的。
轻微的亮线对力学性能影响不大,严重的亮线将明显降低材料的塑性和韧性。
锻件缺陷

锻件缺陷(forging defects)锻造过程中锻件上产生的外在的和内在的质量不合要求的各种毛病。
锻件缺陷主要有:残留铸造组织,折叠,流线不顺,涡流,穿流,穿肋,裂纹,钛合金α脆化层和锻件过烧等。
残留铸造组织钢锻件有残留铸造组织时,横向低倍组织的心部呈暗灰色,无金属光泽,有网状结构,纵向无明显流线;高倍组织中的树枝晶完整,主干支干互成90。
高温合金的残留铸造组织,在低倍组织中为柱状晶,枝干未破碎;高倍组织中的晶粒极为粗大,局部有破碎的细小品粒。
钛合金低倍组织为粗大晶粒块状分布;高倍组织为粗大的魏氏组织。
铝合金横向低倍组织中的残留铸造组织为粗大的等轴晶,流线不明显,有时伴有疏松针孔;高倍组织中有网状组织、骨骼状组织和显微疏松。
残留铸造组织产生的原因是,铸锭加工成棒材或锻件的变形量小。
高温合金、铝合金及钛合金因反复锻造变形量不足或未采用多向锻造、两端面附近死区内的变形量小而引起的。
防止残留铸造组织要增大锻造比和反复镦拔,加强对原材料的检验,发现有铸造组织就要在成形工艺中增加补充变形量。
折叠表面形状和裂纹相似,多发生在锻件的内圆角和尖角处。
在横截面上高倍观察,折叠处两面有氧化、脱碳等特征;低倍组织上看出围绕折叠处纤维有一定的歪扭。
锻件上折叠的出现是由于自由锻拔长时,送进量过小和压下量过大,或砧块圆角半径太小;模锻时模槽凸圆角半径过小,制坯模槽、预锻模槽和终锻模槽配合不当,金属分配不合适,终锻时变形不均匀等原因造成金属回流而产生的。
根据上述产生的原因而采取相应的措施可以防止产生折叠。
流线不顺、涡流、穿流和穿肋这类缺陷多在锻件的H形、U形和L形部位的组织上出现。
坯料尺寸、形状不合适,锻造操作不当,模具设计时圆角半径选择不合理都会出现上述缺陷。
锻造变形时金属回流,工字形截面锻件,凸模圆角半径小金属不能沿肋壁连续填充模槽时都会产生涡流。
当肋已充满还有多余金属由圆角处直接流向毛边槽时,即形成穿流。
若锻造过程中打击过重、金属流动激烈、穿流处金属的变形程度和应力超过材料的许可强度时,便会产生穿流裂纹。
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
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。
第17章锻造成形过程中的缺陷及产生原因

第17章锻造成形过程中的缺陷及其防止方法§17.1 钢锭和钢材中的缺陷及其防止方法一、钢锭的缺陷钢锭有下列主要的缺陷:(1)缩孔和疏松钢锭中缩孔和疏松是不可避免的缺陷,但它们出现的部位可以控制。
钢锭中顶端的保温冒口,造成钢液缓慢冷却和最后凝固的条件,一方面使锭身可以得到冒口中钢液的补缩,另一方面使缩孔和疏松集中于此处,以便锻造时切除。
(2)偏析钢锭中各部分化学成分的不均匀性称为偏析。
偏析分为枝晶偏析和区域偏析两种,前者可以通过锻造以及锻后热处理得到消除,后者只能通过锻造来减轻其影响,使杂质分散,使显微孔隙和疏松焊和。
(3)夹杂不溶于金属基体的非金属化合物称为夹杂。
常见的夹杂如硫化物、氧化物、硅酸盐等。
夹杂使钢锭锻造性能变化,例如当晶界处低熔点夹杂过多时,钢锭锻造时会因热脆而锻裂。
夹杂无法消除,但可以通过适当的锻造工艺加以破碎,或使密集的夹杂分散,可以在一定程度上改善夹杂对锻件质量的影响。
(4)气体钢液中溶解有大量气体,但在凝固过程中不可能完全析出,以不同形式残存在钢锭内部。
例如氧与氮以氧化物、氮化物存在,成为钢锭中夹杂。
氢是钢中危害最大的气体,它会引起“氢脆”,使钢的塑性显著下降;或在大型锻件中造成“白点”,使锻件报废。
(5)穿晶当钢液浇注温度较高,钢锭冷却速度较大时,钢锭中柱状晶会得到充分的发展,在某些情况下甚至整个截面都形成柱状晶粒,这种组织称为穿晶。
在柱状晶交界处(如方钢锭横截面对角线上),常聚集有易熔夹杂,形成“弱面”,锻造时易于沿这些面破裂。
在高合金钢锭中容易遇到这种缺陷。
(6)裂纹由于浇注工艺或钢锭模具设计不当,钢锭表面会产生裂纹。
锻造前应将裂纹消除,否则锻造时由于裂纹的发展导致锻件报废。
(7)溅疤当钢锭用上注法浇注时,钢液冲击钢锭模底而飞溅到钢锭模壁上,这些附着的溅沫最后不能和钢锭凝固成一体,便成溅疤。
溅疤锻造前必须铲除,否则会形成表面夹层。
二、轧制或锻制的钢材中的缺陷轧制或锻制的钢材中往往存在如下缺陷:(1)裂纹和发裂裂纹是由于钢锭缺陷未清除,经过轧制或锻造使之进一步发展造成的。
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上述缺陷,感觉类似缩孔类。
42CrMo,大气浇注22寸(?)圆锭。
典型的气孔(皮下气孔也有),处于冒口(好像在锯下的冒口)端始发的柱状晶发达的A偏析带。
可以的话,请查一下含氢量,如高于2.5PPM,立即报废。
另外想猜测地说一下,你的照片是拍在冒口的锯下面吗?如是,就感到你肯定是在民营企业里拍到的。
看看还没锯到冒口根部吧——想利用率高点?如是,那太冒险了——冒口根部开始,由于选份结晶缘故,钢锭浇注并凝固后,比重轻的碳上浮,形成钢锭冒口端的上偏析,冒口区的钢模内是保温耐火材料,钢水不断补缩并最后凝固,它必然是碳份急剧升高——这部分材料是不能用进锻件的——然现在许多民企都偷偷这样把冒口少锯掉一些而打进锻件,这样做极有可能使这一端在淬火时开裂·。
此风颇长,让人担忧。
当然这是看照片后猜测的题外话。
挽救措施:通过多次高温强压(镦粗和大进砧量拔长),或许可以压合-焊合气孔。
日本解剖了115t锭,中心区竟然有35mm的严重疏松,最后对此模拟实验,在多道次压实组合后,这类缺陷能够得到压实,这就产生了所谓的WHF(宽砧强压法)和JTS(降温中心压实法)的压实工艺。
前者是典型的应变主导型压实工艺,后者是典型的应力主导型压实工艺。
前者派生出走扁方、SUF法等,后者派生出FM(FML)法等。
他们对疏松、空隙类缺陷都十分有效,对塑性夹杂类也有弥散化效果。
因此,对这种钢锭还是可以在精心组织的压实工艺组合中使它得到一些改善,但对于超高探伤要求的零件(例如判废当量¢2以下,譬如转子的¢1、¢1.6)就很危险。
好在作为普通调质钢的42CrMo多数用在一般的工矿轴类配件上,要求一般不会太高,可以试一试挽救。
——本文来自热加工论坛(),原帖地址:/viewthread.php?tid=40683&fromuid=25238
锻造工艺不当常产生的缺陷
锻造工艺不当产生的缺陷通常有以下几种
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,见实例56、57、75、76。
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,见实例56、75。
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,见实例78、79、83、84。
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,则在撤粗、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,见实例1、2、11、19。
6.飞边裂纹
飞边裂纹是模锻及切边时在分模面处产生的裂纹。
飞边裂纹产生的原因可能是:①在模锻操作中由于重击使金属强烈流动产生穿筋现象。
②镁合金模锻件切边温度过低;铜合金模锻件切边温度过高,见实例69、81。
7.分模面裂纹
分模面裂纹是指沿锻件分模面产生的裂纹。
原材料非金属夹杂多,模锻时向分模面流动与集中或缩管残余在模锻时挤人飞边后常形成分模面裂纹。
8.折叠
折叠是金属变形过程中已氧化过的表层金属汇合到一起而形成的。
它可以是由两股(或多股)金属对流汇合而形成;也可以是由一股金属的急速大量流动将邻近部分的表层金属带着流动,两者汇合而形成的;也可以是由于变形金属发生弯曲、回流而形成;还可以是部分金属局部变形,被压人另一部分金属内而形成。
折叠与原材料和坯料的形状、模具的设计、成形工序的安排、润滑情况及锻造的实际操作等有关折叠不仅减少了零件的承载面积,而且工作时由于此处的应力集中往往成为疲劳源
关于折叠的详细介绍请见第三章第四节和实例45、61、62、69、70、71、80。
9.穿流
穿流是流线分布不当的一种形式。
在穿流区,原先成一定角度分布的流线汇合在一起形成穿流,并可能使穿流区内、外的晶粒大小相差较为悬殊。
穿流产生的原因与折叠相似,是由两股金属或一股金属带着另一股金属汇流而形成的,但穿流部分的金属仍是一整体
炼钢缺陷
钢在冶炼和轧制(锻造)加工过程中,由于设备、工艺和操作等原因造成钢的欠缺。
主要包括结疤、裂纹、缩孔残余、分层、白点、偏析、非金属夹杂、疏松和带状组织等。
形成原因
结疤
炼钢(浇铸)造成的主要原因有:(1)上铸锭未采取防溅措施或下铸锭开铸过猛造成飞溅结疤。
(2)下铸锭保护渣性能不佳或模子不清洁、不干燥,造成钢锭(连铸坯)表面或皮下夹杂、气泡和重皮。
(3)模壁严重缺陷或铸温过高造成凸疤和粘模,经轧制或锻压加工演变为结疤。
轧钢方面造成结疤的原因有:(1)成品前某道(架)轧辊或导卫装置缺陷或操作不当造成轧件凸包、耳子、划疤,经再轧形成结疤。
(2)钢坯火焰清理清痕过陡或残渣未除净,外物落在钢坯上被轧成结疤。
裂纹
按裂纹形状和形成原因有多种名称,如拉裂、横裂、裂缝、裂纹、发纹、炸裂(响裂)、脆裂(矫裂)、轧裂和剪裂等。
从炼钢、轧钢到钢材深加工几乎每道工序都有造成裂纹的因素。
(1)炼钢方面。
钢中硫、磷含量高,钢的强度、塑性低;铸锭浇铸(模铸、连铸)温度过高,浇铸速度过快,铸流不正;钢锭模、结晶器设计不合理;冷却强度不足或冷却不均,造成激冷层薄或局部应力过大;钢锭模有严重缺陷或保温帽安装不良造成钢锭凝固过程悬挂;保护渣性能不佳,模子潮和各种浇铸操作不良都能造成钢锭表面质量不佳,在钢材上形成裂纹。
(2)轧钢(锻造)方面。
钢锭、钢坯加热温度不均或过烧造成裂纹;高碳钢加热或冷却过快,火焰清理或火焰切割钢材温度过低造成炸裂;钢材矫直应力过大,矫直次数过多而又未进行适当热处理时易产生矫裂;冷拔管、线钢料热处理不良或过酸洗造成裂纹;钢件在蓝脆区剪切易剪裂;焊接工艺不当造成
焊缝或热影响区裂纹。
分层
钢材基体上出现的互不结合的两层结构。
分层一般都平行于压力加工表面,在纵、横向断面低倍试片上均有黑线。
分层严重时有裂缝发生,在裂缝中往往有氧化铁、非金属夹杂和严重的偏析物质。
白点
在钢材纵、横断面酸浸试片上,出现的不同长度无规则的发纹。
它在横向低倍试片上呈放射状、同心圆或不规则分布,多距钢件中心或与表面有一定距离。
型钢在横向或纵向断口上,呈圆形或椭圆形白亮点(图5)。
直径一般为3~10mm。
白点产生的原因,一般认为是钢中氢含量偏高和组织应力共同作用的结果。
奥氏体中溶解的氢,在冷却相变过程中,其溶解度显著降低,所析出的氢原子聚集在钢材微孔中或晶间偏析区或夹杂物周围,结合成氢分子,产生巨大局部压力,当这种压力与相变组织应力相结合超过钢的强度时,则产生裂纹,形成白点。
偏析产生的原因是钢水在凝固过程中,由于选分结晶造成的。
首先结晶出来的晶核纯度较高,杂质遗留在后结晶的钢水中。
因此,结晶前沿的钢水为碳、硫、磷等杂质富集。
随着温度降低,杂质凝固在树枝晶间,或形成不同程度的偏析带。
此外,随着温度降低,气体在钢水中溶解度下降,在结晶前沿析出并形成气泡上浮,富集杂质的钢水沿上山轨迹形成条状偏析带。
由于偏析在钢锭上出现部位不同和在低倍试片上表现出形式各异,偏析可分为方形偏析、“V”、“^”形偏析、点状偏析、中心偏析和晶间偏析等。
疏松
钢材截面热酸蚀试片上组织不致密的现象(图8)。
在钢材横断面热酸蚀试片上,存在许多孔隙和小黑点子,呈现组织不致密现象,当这些孔隙和小黑点子分布在整个试片上时叫一股疏松,集中分布在中心的叫做中心疏松。
在纵向热酸蚀试片上,疏松表现为不同长度的条纹,但仔细观察或用8~10倍放大镜观察,条纹没有深度。
用扫描电子显微镜观察孔隙或条纹,可以发现树枝晶末梢有金属结晶的自由表面特征。
疏松的成因与钢水冷凝收缩和选分结晶有关。
钢水在结晶时,先结晶的树枝晶晶轴比较纯净,而枝晶问富集偏析元素、气体、非金属夹杂和少量未凝固的钢水,最后凝固时,不能够全部充满枝晶间,因而形成一些细小微孔。