锻件缺陷的主要特征及其产生原因（二）

  为了系统地做多元化的分析和便于查找，将常见各种缺陷的主要特征及其产生的根本原因列于下表。锻造过程中各工序可能会产生的缺陷，

  由于加热温度过高造成晶粒粗大的现象。碳钢过热的特征是出现魏氏体组织；工模具钢以一次碳化物为特征，某些合金结构钢如18Cr2Ni4WA，20Cr2Ni4A，过热后除晶粒粗大外，还有MnS沿晶界析出，对后者用通常

  铝合金、铜合金的坯料，在镦粗时表明产生“蛤蟆皮”，或者出现类似橘皮的粗糙表面，严重时还要开裂

  （α+β）钛合金坯料过热后，其显微组织的特征是，α相沿粗大的原始β晶粒晶界和晶内呈粗条状析出。晶内析出的粗条状α相，各按一定的方向排列，即形成所谓的魏氏α相

  由于加热温度超过了（α+β）钛合金的β转变温度而引起。有魏氏α相的钛合金锻件，其拉伸塑性指标δ及ψ明显降低，这是所谓的β脆性

  碳钢和合金结构钢过烧后，晶界出现氧化和熔化。工模具钢过烧后，晶界因熔化而出现鱼骨状莱氏体

  由于炉温过高或坯料在高温区停滞时间过长而引起。炉中的氧沿晶界渗透到晶粒之间，发生氧化或形成易熔的氧化物共晶，使晶粒间的联系遭到破坏

  表面呈黑色或暗黑色，有时表面还有鸡皮状气泡，铝合金坯料过烧后，其显微组织中将出现晶界熔化、三角晶界或复熔球。只要有其中的一种现象存在即为过烧

  铝合金坯料加热温度过高时，强化相熔化，冷却下来后，在显微组织中即可看到晶界加粗、三角晶界或复熔球之类的特殊形态

  由于坯料尺寸大，导热性差而加热速度又过快，在坯料中心和表层之间温差大，由此产生的热应力超过了坯料的强度所致

  炉内残存的氧化铜屑，加热时被铁还原为自由铜熔融的铜原子在高温下沿奥氏体晶界扩散，削弱了晶粒间的联系所致

  在钢锻件的断口上出现一些像萘晶体一样的闪闪发亮的小平面。这种缺陷在合金结构钢和高速钢中容易见到

  由于加热温度过高或终锻温度高，变形量又不够大而引起。萘状断口的实质是过热，因而将降低钢锻件的塑性和韧性

  是合金结构钢严重过热后出现的一种缺陷。石状断口是在调质状态下观察到的，其特征是在纤维状断口基体上出现一些无金属光泽的、像水泥一样的灰白色小平面。用热处理方法不能消除它，因而是一种不许可的缺陷

  加热温度过高，使MnS大量溶解，溶于钢中的MnS在冷却时，以极细质点沉淀在粗大的奥氏体晶界上，削弱了晶界的结合力，调质处理使钢基体的韧性加强以后，钢在折断时便沿奥氏体晶界断裂，从而在断口上形成一些无光泽的灰白色的过热小平面

  低倍粗晶是合金结构钢锻件过热后的另一种反映，其特征是，在锻件的酸浸低倍试片上，呈现肉眼可见的多边形晶粒，严重时这些多边形晶粒看起来呈雪片状

  过热的奥氏体晶粒晶界较为稳定，通常的热处理难以将其消除。而再结晶仅在粗大的奥氏体晶内进行，在一个奥氏体晶粒内生成了若干个新的小晶粒。由于小晶粒晶界较薄或位向差别不大，因而在低倍上看到的仍是原始的奥氏体粗大晶粒即低倍粗晶

  钢件表层的含碳量比内部的明显降低。硬度值比要求的低。在高倍组织上表层的渗碳体数量减少

  钢在高温下表层的碳被氧化。脱碳层深度由0. 01～0.6mm，视钢的成分、炉气成分、温度和加热时间的长短而定

  经油炉加热的锻件，其表面或部分表面碳含量显著提升，硬度增大，增碳层的含碳量可达1%左右，局部点甚至超过2%，出现莱氏体组织，增碳厚度有的达到1. 5～1. 6mm

  坯料在油炉里加热时，两个喷嘴的喷射交叉区得不到充分燃烧，或喷嘴雾化不良喷出油滴，使锻件表面产生增碳

  常在坯料头部出现心部开裂，其开裂深度与加热和锻造有关，有时裂纹沿纵向贯穿整个坯料

  由于毛坯与砧块接触面间存在摩擦力，引起不均匀变形而出现鼓肚，若一次镦粗量过大，就会产生纵裂

  这种裂纹常在低塑性的高速钢、高铬钢的拔长工序中产生。十字裂纹沿锻件横断面对角线分布，其纵向扩展深度不一，严重的可以贯穿整个毛坯长度

  在反复翻转90°的拔长过程中。若送进量过大，则在毛坯横截面的对角线上将产生最大的交变剪切，当切应力超过材料许可值时，便沿对角线方向产生裂纹

  主要出现在对圆棒料进行拔长由圆形压成方形时，或在拔长后将坯料倒棱、滚圆时。在横截面上，裂纹出现在中间部分呈条状，裂纹沿纵向的扩展深度不一，与锻造操作有关

  在用平砧对毛坯进行倒棱或滚圆时，毛坯的水平方向有拉应力出现，此拉应力沿毛坯表面向中心增大在中心处达最大值，当其超过材料强度后便形成纵向内裂

  在拔长后坯料的四根棱上零散出现的拉裂裂口。角裂多出现在高速钢、高铬钢坯料的拔长工序中

  坯料拔长成方后，棱角部分温度下降，棱角与本体部分的力学性能差异增大。棱角部分因金属流动困难产生拉应力而开裂

  在坯料纵向断面上沿高度方向出现的条状裂纹。高速钢、高铬钢坯料拔长时，若送进比小于0.5，则易产生这种裂纹

  当拔长时的送料比小于0.5时，在坯料轴向将产生拉应力。当其超过坯料中某薄弱处的材料抗拉强度时，便要在该处引起横向裂纹

  模锻奥氏体—铁素体或半马氏体不锈钢坯料时，沿α相和γ相的界面或强度较低的α相出现的开裂

  由于过剩α相太多（在奥氏体—铁素体不锈钢中α相超过12%、在半马氏体钢中α相超过10%）和加热温度偏高所引起

  在具有L形、U形和H形截面的模锻件肋条或凸台的根部，出现的与分模面平行的裂缝

  由于坯料过多，筋条充满后，腹板上多余金属较多，在继续模锻时，腹板上多余金属向飞边槽剧烈流动，在筋条根部产生较大切应力。当其超过金属抗剪强度后，便形成穿筋

  锻件横向低倍上出现波浪状的细晶区。多出现在钛合金和低温锻造的高温合金锻件中

  由于钛合金和高温合金对激冷敏感性大，模锻过程中，接触面附近难变形区逐步扩大，在难变形区边界发生强烈剪切变形所致。结果形成了强烈方向性，使锻件性能下降

  铁素体或其他基体相在锻件中呈带状分布的一种组织。多出现在亚共析钢、奥氏体—铁素体不锈钢和半马氏体钢中

  在外观上折叠与裂纹相似，在低倍试片上折叠外流线发生弯曲。如果是裂纹，则流线被切断。在高倍试片上，与裂纹底部尖细不同，折叠底端圆钝，两侧氧化较严重

  折叠是锻造过程中已氧化过的表层金属汇合在一起而形成的。自由锻件上的折叠，主要是由于拔长时送进量太小，压下量太大或砧块圆角半径太小而引起；模锻件上的折叠，则主要是模锻时金属发生对流或回流造成的

  始锻温度过高，变形量不足，使局部区域的变形程度落入临界变形；或者终锻温度偏低，使高温合金坯料局部有加工硬化，淬火加热时该部分晶粒严重长大

  如果残留有铸造组织，锻件的伸长率和疲劳强度往往不合格。在低倍试件上，残留铸造组织部分的流线不明显，还可以见到树枝状晶。主要出现在用铸锭做坯料的锻件中

  由于锻比不够大或锻造方法不当引起，这种缺陷使锻件的性能直线下降，尤其是冲击韧度和疲劳性能直线下降更多

  锻件凸起部分的顶端或棱角充填不足的现象，主要发生在模锻件的筋条、凸肩转角等处，使锻件轮廓不清晰

  毛坯加热不足、金属流动性不好、预锻模膛和制坯模膛设计不合理、设备吨位偏小等都可能会导致这种缺陷

  锻件在与分模面垂直方向上的所有尺寸都增大，即超过了图样上规定的尺寸。这种缺陷最容易出现在锤上模锻件上

  飞边桥部阻力过大，设备吨位不足，毛坯体积或尺寸偏大，锻造温度偏低，均可引起欠压

  锻模安装不正或锤头与导轨之间间隙过大；或者锻模上没有平衡错位的锁口或导柱

  模锻件局部表面很粗糙，出现鱼鳞状伤痕。在模锻奥氏体和马氏体不锈钢时，最容易产生这种表面缺陷

  由于润滑剂选择不当，润滑剂质量欠佳，或者由于润滑剂涂抹不均匀，造成了局部粘模所致

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