锻造缺陷分类与原因分析

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1、锻造缺陷分类与原因分析一、原材料的主要缺陷及具引起的锻件缺陷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而缺陷的出现有时是不可避免的。例如，内部的成分与组织偏析等。原材料存在的各种缺陷，不仅会影响锻件的成形，而且将影响锻件的最终质量。根据不完全的统计，在航空工业系统中，导致航空锻件报废的诸多原因中，由于原材料固有缺陷引起的约占一半左右。因此，千万不可忽视原材料的质量控制工作。由于原材料的缺陷造成的锻件缺陷通常有：1.表面裂纹表面裂纹多发生在轧制棒材和锻

2、制棒材上，一般呈肓线形状，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。乂如在轧制时，坯料的表面如被划伤，冷却时将造成应力集屮，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。2.折叠折毎形成的原因是当金属坯料在轧制过程中，曲于轧馄上的型槽定径不正确，或因型槽磨损而产生的毛刺在轧制时被卷入，形成和材料表而成一定倾角的折缝。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（见实例4）o

3、3.结疤结疤是在轧材表而局部区域的一层对剥落的薄膜。结疤的形成是出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。锻后锻件经酸洗淸理，薄膜将会剥落而成为锻件表面缺陷。4.层状断口层状断口的特征是其断口或断而与折断了的石板、树皮很相似。层状断口多发生在合金钢（銘银钢、辂银钩钢等），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、枝品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

4、，所以钢材如具有明显的层片状缺陷是不合格的5.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，人多数产生在轴心部分。亮线主要是由于合金偏析造成的，见实例86。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。1.非金属夹杂非金属夹杂物主要是熔炼或浇铸的钢水冷却过程中由于成分Z间或金属与炉气、容器Z间的化学反应形成的。另外，在金属熔炼和浇铸时，由于耐火材料落入钢液屮，也能形成夹杂物，这种夹朵物统称夹渣。在锻件的横断面上，非金属夹朵可以呈点状、片状、链状或团块状分布。严重的夹朵物容易引起锻件

5、开裂或降低材料的使用性能，见实例47。2.碳化物偏析碳化物偏析经常在含碳高的合金钢中岀现。其特征是在局部区域有较多的碳化物聚集。它主要是钢中的莱氏体共晶碳化物和二次网状碳化物，在开坯和轧制时未被打碎和均匀分布造成的。碳化物偏析将降低钢的锻造变形性能，易引起锻件开裂。锻件热处理淬火时容易局部过热、过烧和淬裂。制成的刀具使用时刃口易加裂，见实例37、38。3.铝介金氧化膜钳合金氣化膜一般多位于模锻件的腹板上和分模血附近。在低倍组织上呈微细的裂II,在高倍组织上呈涡纹状，在断口上的特征可分两类：其一，呈平整的片状，颜色从银灰色、浅黄色直至褐色、

6、暗褐色；其二，呈细小密集而带闪光的点状物。铝合金氧化膜是熔铸过程中敞露的熔体液而与人气中的水蒸气或其它金属氧化物相互作用时所形成的氧化膜在转铸过程中被卷人液体金属的内部形成的。锻件和模锻件中的氧化膜対纵向力学性能无明显影响，但对高度方向力学性能影响较大，它降低了高度方向强度性能，特别是高度方向的伸长率、冲击切度和高度方向抗腐蚀性能。4.白点白点的主要特征是在钢坯的纵向断口上呈圆形或椭圆形的银白色斑点，在横向断口上呈细小的裂纹。口点的人小不一，长度由1〜20mm或更长。白点在镰銘钢、银銘钳钢等介金钢中常见，普通碳钢中也有发现，是隐藏在内部的

7、缺陷。门点是在氢和相变时的组织应力以及热应力的共同作用下产生的，当钢屮含氢量较多和热压力加工后冷却（或锻后热处理）太快时较易产半。川带有门点的钢锻造岀来的锻件，在热处理时（淬火）易发生龟裂，有时其至成块掉下。白点降低钢的塑性和零件的强度，是应力集中点，它像尖锐的切刀一样，在交变载荷的作用下，很容易变成疲劳裂纹而导致疲劳破坏。所以锻造原材料中绝对不允许有白点。关于白点的详细介绍请见第三章第七节和实例97。1.粗.晶环粗晶环常常是铝介金或镁合金挤压棒材上存在的缺陷。经热处理后供应的铝、镁介金的挤圧棒材，在其圆断面的外层常常有粗晶坏。粗晶坏的厚

8、度，由挤压时的始端到末端是逐渐增加的。若挤压时的润滑条件良好，则在热处理后可以减小或避免粗晶环。反Z,环的厚度会增加。粗晶环的产生原因与很多因索有关。但主要因索是由于挤压过程中金属与挤压筒Z间