产品展示   Products
联系我们   Contact
搜索   Search
新闻动态   News

锻造件主要缺陷说明及产生原因的分析说明

点击次数:822次 发布时间:2017-08-09

锻造件缺陷是指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。锻件的缺陷如按其表现形式来区分,可分为:外部的、内部的和性能的三种。外部缺陷如几何尺寸和形状不符合要求。表面裂纹、折叠、缺肉、错差。模 锻不足、表面麻坑、表面气泡和橘皮状表面等。这类缺陷显露在锻件的外表面 上,比较容易发现或观察到。内部缺陷又可分为低倍缺陷和显微缺陷两类。前者如内裂。缩孔、疏松、白 点、锻造流纹紊乱、偏析、粗晶、石状断口、异金属夹杂等;后者如脱碳、增 碳、带状组织。铸造组织残留和碳化物偏析级别不符合要求等。内部缺陷存在 于锻件的内部,原因复杂,不易辨认,常常给生产造成较大的困难。反映在性能方面的缺陷,如室温强度、塑性。韧性或疲劳性能等不合格;或 者高温瞬时强度,持久强度、持久塑性、蠕变强度不符合要求等。性能方面的 缺陷,只有在进行了性能试验之后,才能确切知道。 值得注意的是内外部和性能方面的缺陷这三者之间,常常有不可分割的 。例如过热和过烧表现于外部常为裂纹的形式:表现于内部则为晶粒粗 大或脱碳,表现在性能方面则为塑性和韧性的降低。因此,为了准确确定锻件 缺陷的原因,除了必须辨明它们的形态和特征之外,还应注意找出它们之间的内在。按产生缺陷的工序或过程分类锻件缺陷按其产生于哪个过程来区分可分为:原材料生产过程产生的缺陷。

一、原材料产生的缺陷

缺陷名称

主要特征

产生原因及的后果

毛细裂纹

(发裂)

位于钢材表面,深约0.5-1.5mm的毛细裂纹

轧制钢材时,钢锭的皮下气泡被辗长而破裂形成的。锻前若不去掉,可能引起锻件裂纹

结疤

在钢材表面局部地方存在的一层易剥落的薄膜,其厚度可达1.5mm左右。锻造时不能焊合,以结疤形态出现在锻件表面上

浇注时,由于钢液飞溅而凝结在钢锭表面,轧制时被压成薄腊而贴附在轧材表面即为结疤。锻后经酸洗清理,结疤剥落,锻件表面上出现凹坑

折缝

(折叠)

在轧材端面上的直径两端出现方向相反的折缝。折缝同圆弧切线成一角度,折缝内有氧化夹杂,四周有脱碳

轧辊上型槽定径不正确,或型槽磨损面产生的毛刺在轧制时被卷成折叠

锻前若不去掉,将残留锻件表面

非金属

夹杂物

在轧材的纵断面上出现被拉长了的,或被破碎但沿纵向断续分布的非金属夹杂。前者如硫化物,后者如氧化物、脆性硅酸盐

主要是由于在熔炼时,金属与炉气、容器之间发生化反应形成的;另外,在熔炼浇注时由于耐火材料、砂子等落入钢液而引起

层状断口

往往出现在钢材的轴心部分。在钢材的断口或断面上,出现一些与折断了的石板、树皮相似的形貌。这种缺陷在合金钢,特别是铬镍钢、铬镍钨钢中出现较多,在碳钢中也有发现

钢中存在非金属夹杂物,枝晶偏析、气孔、疏松等缺陷,在锻轧过程中沿纵向被拉长,使钢材断口呈片层状

层状断口严重队低钢材横向力学性能,锻造时极易沿分层破裂

成分偏

析带

在某些合金结构钢,如40GrNiMoA38GrMoAlA等锻件的纵向低倍上,沿流线方向出现不同于流线的条状或条带状缺陷。缺陷区的显微硬度与正常区的明显不同

成分偏析带主要是由于原材生产过程中合金元素发生偏析造成的

轻微的成分偏析带对力学性能影响不大,严重的偏析带低明显降低锻件的塑性和韧性

亮条或

亮带

在锻件表面或锻件加工过的表面上,出现长度不等的亮条。亮条大多沿锻件纵向分布。这种缺陷主要出现在钛合金和高温合金锻件中

由于合金元素偏析造成。钛合金锻件中的亮条,多属低铝低钒偏析区;高温合金锻件上的亮条区,多属镍铬钴等元素偏高

亮条的存在使材料的塑性和韧性下降

碳化物

偏析级

别不合

经常在高速钢、高铬冷变形模具钢等碳含量高的合金钢中出现,其犍点是在局部区域有较多的碳化物集聚,使碳化物偏析超过了许可的标准

由于钢中莱氏体共晶碳化物在开坯和轧制时未充分破碎、均匀分开所造成

严重的碳化物偏析容易引起锻件过热、过烧或开裂

白点

在钢坯的纵向断口上呈圆形或随圆形的银白色斑点,在横向断口上呈现细小的裂纹。白点的大小不一,长度为1-20mm或更长

白点在合金结构钢中常见,在普通碳钢中也有发现

由于钢中含氢较多和相变时组织应力大引起。大型钢坯锻轧后冷却较快时容易产生白点

白点是隐藏在内部的裂纹,降低钢的塑性和强度,白点是应力集中点,在交变载荷作用下易引疲劳裂纹

缩孔残余

在锻件低倍检查时,出现不规则的皱折状缝隙,形似裂纹,呈现深褐色或灰白色;高倍检查缩孔残余附近有大量非金属夹杂物,质脆易剥落

由于钢锭冒口部分产生的集中缩孔未切除干净,开坯和轧制时残留在钢坯内部而产生的

铝合金挤压棒材上的粗晶环

经热处理后供应的铝合金挤压棒材,在其横断面外层环形内出现粗大晶粒,称粗晶环。粗晶环的厚度,从棒材的开始挤出端至末端是逐渐增加的

主要是由于铝合金中MnCr等元素以及挤压时金属与挤压筒壁之间的摩擦,使棒材表面层变形剧烈所致

具有粗晶环的坯料,锻造时容易开裂,如留在锻件上将降低零件性能

铝合金

氧化膜

在锻件低倍上氧化膜沿金属流线分布,呈现黑色短线状。在垂直于氧化膜纵向的断口上,氧化膜类似撕裂分层;在平行于氧化膜纵向的断口上,氧化膜呈片状或细小密集的点状

模锻件内的氧化膜,容易在腹板上或分模面附近见到

熔炼时铝液中没有去除的氧化物夹杂,在浇注过程中由表面卷入金属液内,在挤压、锻造等变形过程中被拉长、变薄而成为氧化膜

氧化膜对锻件纵向力学性能影响小,对横向,特点是短横向力学龄前性能的影响较大

按照锻件类别和氧化膜标标准进行比较,不合格的才报废

下料产生的缺陷:

切斜

坯料端面与坯料轴线倾斜,超过了许可的规定值

剪切时棒料未压紧造成的,切斜的坯料镦粗时容易弯曲、模锻时不好定位,易形成折叠

坯料端部弯曲并带毛刺

切料时部分金属被带入剪刀间隙之间,形成尖锐的毛刺,坯料端部有弯曲变形

由于剪刀片之间间隙太大,或刃口不锐利造成有毛刺的坯料,锻造时容易产生折叠

坯料端部

凹陷或凸起

坯料端面中心部分金属是拉断的,因而端面上出现凸起或凹陷

刀片之间的间隙太小,坯料中心部分金属不是被剪断的而是拉断的,使部分金属被拉掉。

这样的坯料锻造时容易产生折叠和裂纹

端部裂纹

主要是在剪切大截面坯料时出现,在冷态下剪切合金钢或高碳钢时,也有这种裂纹

由于材料硬度过高、剪切时刀片上的单位压力太大而引起锻造将使端部裂纹进一步扩大

凸芯开裂

车床下料时,在坯料端面上往往留有凸芯,若未去掉,则在锻造时可能导致在凸芯周围形成开裂

由于凸世截面小、冷却快:端面面积大、冷却慢、因而导致在凸芯周围形成裂纹

锻造过程产生的缺陷和热处理过程产生的缺陷。按照锻造过程中各工序的顺序 还可将锻造过程中产生的缺陷,细分为以下几类:由下料产生的缺陷;由加热 产生的缺陷:由锻造产生的缺陷:由冷却产生的缺陷和由清理产生的缺陷等。 不同工序可以产生不同形式的缺陷,但是,同一种形式的缺陷也可以来自不同 的工序。由于产生锻件缺陷的原因往往与原材料生产过程和锻后热处理有关, 因此在分析锻件缺陷产生的原因时,不要孤立地来进行。