20钢锻件性能不合原因分析及对策
锻件缺陷的主要特征及产生的原因
绪论国家的装备制造能力的整体能力和发展水平决定着国家的经济实力、国防实力、综合国力和全球经济形势的竞争力与合作能力，决定着国家实现现代化和民族复兴的过程。
制造业是国民经济建设的基础，锻造在现代制造业中占有举足轻重的地位。
锻造在机床、重型机械、矿山机械、石油机械、水电设备、汽车、航空航天、核能及军工产品中占有比较大的比重。
由于锻压生产具有生产效率高、材料利用率和改善制件的内部组织及机械性能等显著特点，因此采用锻压生产零件的制造方法在各行各业中所占的比例很大。
随着精密成型、少无切削技术的发展，降低生产成本、减少产品质量、提高产品性能和质量要求的不断提高，锻压生产在工业、国防、航空航天以及其他各种装备制造业中的作用会越来越大。
锻件缺陷的主要特征及产生的原因制造业是国民经济建设的基础，锻造在现代制造业中占有举足轻重的地位。
锻造在机床、重型机械、矿山机械、石油机械、水电设备、汽车、航空、核能及军工产品中占有比较大的比重。
国家的装备制造能力的整体能力和发展水平决定着国家的经济实力、国防实力、综合国力和全球经济形势的竞争力与合作能力，决定着国家实现现代化和民族复兴的过程。
由于锻压生产具有生产效率高、材料利用率和改善制件的内部组织及机械性能等显著特点，因此采用锻压生产零件的制造方法在各行各业中所占的比例很大。
随着精密成型、少无切削技术的发展，降低生产成本、减少产品质量、提高产品性能和质量要求的不断提高，锻压生产在工业、国防、航空航天以及其他各种装备制造业中的作用会越来越大。
一锻造概述锻造利用冲击力或静压力使加热后的坯料在锻压设备上、下砧之间产生塑性变形，以获得所需尺寸、形状和质量的锻件加工方法称为锻造。
常用的锻造方法为自由锻、模锻及胎模锻。
自由锻利用冲击力或静压力使经过加热的金属在锻压设备的上、下砧间向四周自由流动产生塑性变形，获得所需锻件的加工方法称为自由锻。
自由锻分为手工锻造和机器锻造两种。
手工锻造只能生产小型锻件，机器锻造是自由锻锻造特点自由锻造所用工具和设备简单，通用性好，成本低。
锻件的常见缺陷及原因分析
锻件的常见缺陷及原因分析(2007/07/05 10:58)锻件的缺陷很多，产生的原因也多种多样，有锻造工艺不良造成的，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。
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。
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。
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。
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，则在镦粗、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。
锻件产品缺陷分析及防止方法
（作者单位：1.沈阳万恒锻造有限公司；2.沈阳市汽车工程学校）锻件产品缺陷分析及防止方法◎高杰1王本昊2为了保证质量，对于金属锻件必须进行质量检验。
对检验出有缺陷的锻件，根据使用要求（检验标准）和缺陷的程度确定其合格、或报废、或经过修补后使用。
一、自由锻件常见缺陷及其原因和防止方法（一）裂纹1.表面裂纹。
（1）表面横向裂纹。
锻造时坯料表面出现横向较浅的裂纹，是由于钢锭皮下气泡暴露于表面不能锻合而形成的，其深度可达10mm 以上；或者操作时送进量过大，在塑性较差的金属坯料上也会出现这种缺陷。
锻造时坯料坯料表面出现横向较深的裂纹，是由于钢锭浇注和脱模后冷却不当等多种原因引起的，严重时由于浇注中断而造成横断成两截，成为无法挽救的废品。
表面横向裂纹往往在第1火次锻造中出现。
一经发现，大型锻件可用火焰吹氧清理去掉，小锻件可用小剁刀剁除，以免裂纹在锻造时继续扩大。
防止方法是控制和保证钢锭的质量，改善钢锭起模后的冷却工艺，并控制操作时坯料的送进量。
（2）表面纵向裂纹。
在第一次加热后鐓拔长或粗时，产生在坯料表面上的纵向裂纹，时由于钢锭模内壁缺陷或浇注操作不当或起模后冷却不当，以及钢锭倒棱时压下量过大，或者钢坯在扎制时就产生有纵向划痕造成的。
锻造时一经发现纵向裂纹应立即消除，以免缺陷继续扩大。
防止的方法是：提高钢锭质量；保证浇注操作的正确性；起模时控制冷却工艺；钢锭倒棱时控制压下量；对钢坯表面划痕较多的禁止使用，等等。
2.内部裂纹。
（1）内部横向裂纹。
这是不能从锻件外表看见的缺陷，只能通过磁力探伤、超声波检查发现。
产生的原因是：冷钢锭在加热过程中，低温区的加热速度过快，或者塑性较差的高碳钢、高合金钢在锻造操作时相对送进量L/D （或L/H ）小于0.5。
防止的方法是控制冷钢锭的加热速度，特别是在低温区；还有就是控制锻造操作时的相对送进量。
（2）内部纵向裂纹。
锻件内部可能产生3种纵向裂纹：①在坯料冒口端中心附近因存在残余缩孔或二次缩孔，锻后引起纵向内裂纹。
20MnMo管板锻件缺陷分析及锻造工艺改进
图 １ 主 变 形 方 向局 部 低倍 照 片
Ｆｉｕ ｅ １ ｇ ｒ Ｌｏ ａ ｃ ｏ ｃ ｐｉ ｔｕ ｔ ｒ ｎ ｃ ｌｍａ ｒｓ ｏ ｃ ｓｒ ｃ ｕ ｅ ｉ ｍａｎ ｄ ｆｒ ｔｏ ｉｅ ｔｏ ｉ ｅ ｏｍａ ｉｎ ｄｒ ｃｉ ｎ
２ ２ 金 相分 析 ．
１ 原 锻造 工艺
状 夹杂 物 ， 图 １ 示 。 如 所
管板 的粗加 工尺 寸为 【 １７０ｍｍ×４５ｌｍ， ２ ８ ｊ ７ ｌ ｌ 锻件 尺寸 为 １８０ｍｌ× ２ ３ ｉ ５ ５ｍｍ。锻 造 原 工 艺 ｌ 为 ： 一火 ： 锭 压 把 、 棱 、 底 ； 二 火 ：钢 锭 第 钢 倒 错 第 镦粗 、Ｍ法 拔 长 ； 三 火 ： 料 预 镦 粗 压 下 量 为 Ｆ 第 坯 ６％ 、 ０ 旋转进 砧法 双面 碾压 到锻件 尺寸 、 修正 。
质量 。
关键词 ：０ Ｍｏ管板 ； ２ Ｍｎ ； 锻造工艺改进 ； 缺陷
中 图分 类 号 ：Ｇ １． ＋ ２ Ｔ ３６ １ ９ 文 献标 识码 ： Ｂ
Ｄｅｅ ｔＡｎ ｌｓｓａ ｄ Ｐｒｃ ｓ ｍｐ ｏ ｅ ｎ ｆ２ Ｍ ｏＴｕ ｅ Ｐ ａｅ Ｆ ｒ ｉ ｇ ｆｃ ａｙ ｉ ｎ ｏ ｅ ｓＩ ｒ ｖ ｍｅ ｔｏ ０Ｍｎ ｂ ｌｔ ｏ ｇｎ
偏 析缺 陷 ， 且 带状 偏 析 组 织 内分 布 有 较 多条 带 并
主要 的非金 属夹 杂 物 为硫 化 物 、 铝 酸 盐类 以及 硅 少量 的氧化 物夹 杂 ＿ ， 就 造成 在 管 板 锻造 过 程 ｌ这 Ｊ 中， 属 夹 杂 物 附 近 极 易 产 生 裂 纹 而 导 致 报 废 。 金 本 文 通过改 进原 锻造工 艺来 控制 夹杂物 的外 貌和 减少 夹杂性 裂 纹 ， 而 提 高 ２Ｍｎ ｏ管板 锻 件 的 从 ０ Ｍ 质量 。
钢筋加工中的质量问题分析与改进措施
钢筋加工中的质量问题分析与改进措施钢筋作为建筑行业中常用的材料之一，其质量对工程的安全和稳定性有着至关重要的影响。
然而，在钢筋加工的过程中，常常会遇到一些质量问题，如尺寸不准确、强度不达标等。
为了保证工程质量，我们有必要对钢筋加工中的质量问题进行深入分析，并采取相应的改进措施。
一、质量问题分析1.尺寸不准确在钢筋加工中，尺寸不准确是一个常见的问题。
由于操作不规范或设备不合理，导致钢筋的长度、直径和弯曲度无法满足设计要求。
这会直接影响到钢筋的连接性能和力学性能，进一步影响整个工程的质量。
2.钢筋强度不达标钢筋的强度是保证工程安全和稳定的基础。
然而，一些钢材供应商可能会存在降低成本和追求利润的行为，以次充好或掺杂次品钢材。
这就导致了钢筋材料的强度不达标，无法承受起设计荷载。
这不仅会对工程造成直接损害，还可能威胁到建筑物的安全。
3.钢筋表面质量差钢筋表面的质量对其与混凝土之间的黏结强度有着重要影响。
然而，一些加工厂不注意保护钢筋的表面，导致其出现锈蚀、碰损等问题，影响了与混凝土的粘结情况。
这样一来，钢筋在承受荷载时容易出现脱落、剥离等问题，影响工程的整体质量。
二、改进措施1.加强操作规范钢筋加工需要严格按照标准操作，确保每一道工序都符合要求。
首先，加工工人应接受专业培训，了解操作规范和工艺流程。
其次，加强对设备的维护和保养，确保设备的正常运行。
只有通过规范化的操作，才能保证钢筋加工的尺寸准确性。
2.建立质量控制体系建立质量控制体系是保证钢筋加工质量的重要手段。
企业需要制定相应的质量控制标准，明确每个环节的质量要求和责任人，并采取有效的监督措施。
同时，加强对材料的检测和筛选，确保所采购的钢筋材料符合要求。
3.加强供应商管理钢筋加工企业需要与钢材供应商建立紧密的合作关系，加强供应商管理。
对供应商的信誉度、生产能力和质量管理体系进行评估，选择合格的供应商。
同时，与供应商建立长期合作关系，保证供应链的稳定性。
锻件缺陷的原因及处理
锻件缺陷的主要原因及处理一、原材料的主要缺陷及其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面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。
2.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。
3.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。
4.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。
锻件的常见缺陷及原因分析
锻件的常见缺陷及原因分析(2007/07/05 10:58)锻件的缺陷很多，产生的原因也多种多样，有锻造工艺不良造成的，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。
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。
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。
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。
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，则在镦粗、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。
锻件质量缺陷及防止措施
无飞边。
因为齿轮锻件无飞边,所以机器提供的有效变形能全部用于齿轮锻件成形,模腔充填良好。
(2)圆柱齿轮热精锻—冷推挤联合工艺集中了热锻变形抗力小和冷锻精度高的优点,同时避免了热锻精度低和冷锻变形抗力大的缺点。
由于依靠推挤工序提高齿轮锻件精度,从而使热锻成形齿轮精度要求得以放宽,即放宽了精锻模腔的寿命公差,避免了磨损早期失效,提高了模具寿命。
而推挤模寿命则更高,这是得益于推挤余量小和润滑良好。
通过生产实践证明,热精锻—冷推挤直齿圆柱齿轮是成功的,模具设计制造简单、寿命高,具有广泛应用推广价值。
参考文献1 T uncer C and D ean T A.D ie design alternatives fo r p recisi onfo rging ho llow parts .Int .J.M ach.To lls M anufacture,1987,V o l.27(1):65～762 T uncer C and D ean T A .P recisi on fo rging ho llow parts noveldies .Journal of M echanical W o rk ing techno logy ,1988(16):39～50收稿日期:1997—07—16锻件质量缺陷及防止措施722409 岐山 陕西汽车齿轮总厂 冯 铖 摘要 分析了锤上模锻件的主要缺陷——折叠、错移、氧化皮垫伤、锻模塌陷等的主要成因,提出了预防解决的措施。
Forg i ngs defects and preven tion m ea suresA u tho r analyzes the cau ses of m ain defects of hamm er fo rgings ,such as overlap ,m is m atch ,scale m ark as w ell as die co llap se ,and p resen ts p reven tive m easu res.叙词 模锻件 缺陷 防止 模锻件的质量缺陷是金属在塑性变形过程中由于诸多主客观因素的影响而在锻件本体的某些部位造成的。
引发锻件缺陷的主要原因汇总
引发锻件缺陷的主要原因一、备料不当产生的缺陷及其对锻件的影响备料不当产生的缺陷有以下几种。
1.切斜切斜是在锯床或冲床上下料时，由于未将棒料压紧，致使坯料端面相对于纵轴线的倾斜量超过了规定的许可值。
严重的切斜，可能在锻造过程中形成折叠。
2.坯料端部弯曲并带毛刺在剪断机或冲床上下料时，由于剪刀片或切断模刃口之间的间隙过大或由于刃口不锐利，使坯料在被切断之前已有弯曲，结果部分金属被挤人刀片或模具的间隙中，形成端部下垂毛刺。
有毛刺的坯料，加热时易引起局部过热、过烧，锻造时易产生折叠和开裂。
3.坯料端面凹陷在剪床上下料时，由于剪刀片之间的间隙太小，金属断面上、下裂纹不重合，产生二次剪切，结果部分端部金属被拉掉，端面成凹陷状。
这样的坯料锻造时易产生折叠和开裂。
4.端部裂纹在冷态剪切大断面合金钢和高碳钢棒料时，常常在剪切后3～4 h发现端部出现裂纹。
主要是由于刀片的单位压力太大，使圆形断面的坯料压扁成椭圆形，这时材料中产生了很大的内应力。
而压扁的端面力求恢复原来的形状，在内应力的作用下则常在切料后的几小时内出现裂纹。
材料硬度过高、硬度不均和材料偏析较严重时也易产生剪切裂纹。
有端部裂纹的坯料，锻造时裂纹将进一步扩展。
5.气割裂纹气割裂纹一般位于坯料端部，是由于气割前原材料没有预热，气割时产生组织应力和热应力引起的。
有气割裂纹的坯料，锻造时裂纹将进一步扩展。
因此锻前应予以预先清除。
6.凸芯开裂车床下料时，在棒料端面的中心部位往往留有凸芯。
锻造过程中，由于凸芯的断面很小，冷却很快，因而其塑性较低，但坯料基体部分断面大，冷却慢，塑性高。
因此，在断面突变交接处成为应力集中的部位，加之两部分塑性差异较大，故在锤击力的作用下，凸芯的周围容易造成开裂。
二、加热工艺不当常产生的缺陷加热不当所产生的缺陷可分为：①由于介质影响使坯料外层组织化学状态变化而引起的缺陷，如氧化、脱碳、增碳和渗硫、渗铜等。
②由内部组织结构的异常变化引起的缺陷，如过热、过烧和未热透等.③由于温度在坯料内部分布不均，引起内应力（如温度应力、组织应力）过大而产生的坯料开裂等。
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（实用版）目录1.大型锻件概述2.大型锻件中常见的缺陷2.1 偏析2.2 疏松2.3 密集性夹杂物2.4 发纹2.5 白点3.缺陷产生的原因3.1 温度变化和分布不均匀3.2 金属塑性流动差别大3.3 钢锭冶金缺陷多4.缺陷的检测方法4.1 无损检测技术4.2 表面检测5.缺陷的对策5.1 优化锻造工艺5.2 改进材料质量5.3 提高设备性能5.4 强化生产管理正文一、大型锻件概述大型锻件是指尺寸大、重量重的锻件，通常用于制造大型机械设备、船舶、电力设备等。
由于其尺寸和重量的特性，大型锻件在制造过程中容易产生各种缺陷，严重影响设备的性能和安全。
因此，研究大型锻件中常见的缺陷及其对策是十分必要的。
二、大型锻件中常见的缺陷1.偏析偏析是指合金中成分分布不均匀的现象，可能导致锻件的力学性能不稳定。
2.疏松疏松是指锻件中存在许多孔隙，容易降低锻件的强度和韧性。
3.密集性夹杂物密集性夹杂物是指锻件中存在的大量微小夹杂物，会影响锻件的性能。
4.发纹发纹是指锻件表面出现的细小纹路，可能引起疲劳裂纹，影响锻件的使用寿命。
5.白点白点是指锻件中出现的白色斑点，通常是由于锻件冷却过快引起的，可能影响锻件的性能。
三、缺陷产生的原因1.温度变化和分布不均匀大型锻件在加热和冷却过程中，由于截面尺寸大、热传导不均匀，导致温度变化和分布不均匀，从而引发缺陷。
2.金属塑性流动差别大在锻造过程中，金属的塑性流动差别大，可能导致部分区域变形不足，产生缺陷。
3.钢锭冶金缺陷多钢锭中的冶金缺陷，如夹杂物、气孔等，在锻造过程中可能被放大，导致锻件缺陷。
四、缺陷的检测方法1.无损检测技术无损检测技术可以检测锻件内部的缺陷，如射线探伤、超声波探伤等。
2.表面检测表面检测可以观察锻件表面的缺陷，如磁粉探伤、渗透探伤等。
五、缺陷的对策1.优化锻造工艺通过调整加热温度、保温时间、锻造顺序等，优化锻造工艺，减少缺陷产生。
常用锻件的缺陷及排除措施
错移
局部充 填不足
过烧
锻件缺陷 欠压
表现特证 产生原因 垂直于分模面方向的尺寸 1、锻造温度过低 普遍增大 2、设备锤击力不足 1、滑块与导轨之间间隙过大 锻件沿要模面的上半部相 2、锻模定位止口或锁扣（导柱） 对于下半部产生位移 间隙过大 3、模具安装不良 1、锻造温度过低，金属流动性差 主要发生在筋肋、凸角、 2、设备锤击力不足 转角、圆角部位 3、制坯尺寸不合理 材料塑性急剧降低，过烧 1、加热温度过高或在高温加热区 处晶粒出现氧化及熔化， 停留时间过长 产生裂纹
各种缺陷分析与产生原因
锻造成形过程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。
钢锻制棒材探伤不合的原因分析和工艺改进
钢锻制棒材探伤不合的原因分析和工艺改进摘要：本论文通过对钢锻制棒材探伤不合的原因进行分析，并提出相应的工艺改进措施。
通过对现有探伤技术的研究和实践发现，钢锻制棒材探伤不合的主要原因是内部缺陷的存在，如气孔、夹杂物等。
针对这些原因，我们提出了一系列的工艺改进措施，包括优化锻造工艺参数、增加热处理工序、改善原材料质量等。
通过这些改进措施的实施，可以有效地减少钢锻制棒材的内部缺陷，提高其探伤合格率。
本论文的研究成果对于提升钢锻制棒材的质量和安全性具有重要意义。
关键词：钢锻制棒材；探伤；工艺改进引言钢锻制棒材作为重要的结构材料，在工业生产中扮演着关键角色。
然而，现有探伤技术下钢锻制棒材的探伤不合问题仍然存在，给其质量和安全性带来了挑战。
本论文旨在通过分析钢锻制棒材探伤不合的原因，并提出相应的工艺改进措施，以提高其探伤合格率。
通过优化锻造工艺参数、增加热处理工序、改善原材料质量等改进措施的实施，预期能够有效减少内部缺陷的存在。
本研究对于提升钢锻制棒材质量和安全性具有重要意义。
1.钢锻制棒材探伤不合的原因分析1.1现有探伤技术的研究和实践钢锻制棒材探伤不合的原因主要是由于内部缺陷的存在。
现有的探伤技术在钢锻制棒材中已经得到广泛应用，包括超声波探伤、磁粉探伤和射线探伤等。
这些技术通过检测材料内部的缺陷来评估其质量和安全性。
然而，在实践中发现，钢锻制棒材中常常存在气孔、夹杂物等内部缺陷，这些缺陷会影响材料的强度和耐久性。
因此，需要对现有的探伤技术进行更深入的研究和改进，以提高其对钢锻制棒材内部缺陷的检测能力，并采取相应的工艺改进措施来减少这些缺陷的产生。
这将有助于提高钢锻制棒材的质量和安全性，满足工业生产的需求。
1.2内部缺陷的存在钢锻制棒材探伤不合的主要原因是内部缺陷的存在。
这些缺陷包括气孔、夹杂物等。
气孔是由于钢锻造过程中产生的气体无法完全排出而形成的空洞，会降低材料的强度和韧性。
夹杂物则是指在材料中存在的异质物质，如非金属夹杂物或其他金属残留物，它们会导致材料的局部应力集中和脆性断裂的发生。
锻造失效分析及修复
锻造失效分析及修复锻造是工业生产的重要一环，其锻件质量的好坏对于后续加工质量有着直接的影响。
随着我国经济的快速发展以及工业需求的不断加大，对于高质量、低成本的锻件的需求在不断的增加，在对钢锭的性能进行分析并在此基础上制定出合理的锻造工艺以提高锻件的质量是现今乃至今后一段时间锻造企业发展的重点。
文章将在分析锻造工艺分类的基础上对锻造过程中容易产生的失效模式进行分析并提出相应的应对措施。
标签：锻造；工艺分类；失效分析；应对措施前言锻造是通过利用锻压机械来对钢锭进行挤压等机械作用使其产生一定的塑形变形从而获得所需要的金属机械性能的一种加工工艺，其中大型锻件在大型机械、航空、航天、航海等都有着重要的应用。
锻件质量的好坏对于锻件的机械性能有着极为重要的影响，需要根据不同的锻件的材料性能选择合适的锻造工艺，在确保锻件质量的同时降低锻件的成本是锻造企业的重要目标。
1 锻造的分类与应用锻造主要是利用锻压机械对钢锭等进行挤压以使其金属性能得到加强并同时形成后续加工所需要的形状和尺寸的一种加工工艺。
锻造是机械加工制造的基础工序，其锻造质量的好坏对于机械加工后的工件的性能有着极为重要的影响。
在对钢锭的锻造过程中可以有效的对钢锭中的金属铸态疏松、焊合孔洞等予以消除，从而使得锻造后的锻件性能要远远高于相同材质的铸件。
根据锻造加工时的加工温度的不同可以将锻造分为冷锻和热锻两种不同的锻造类型，其中冷锻指的是对于钢锭的加工处于室温下进行的，而热锻则指的是对加热后的钢锭进行锻造加工，加热的温度不超过钢锭的再结晶温度。
根据钢锭不同的成形方法可以将锻造分为自由锻、模锻等多种不同的锻造形式，其中，钢料等在锻压时没有其他外力限制的被称为自由锻，而其他的锻造形式在锻造的过程中会受到模具的限制，因此又多被称为闭式锻造。
在锻造的过程中主要使用过碳素钢或是合金钢作为主要的锻材，此外可以使用镁、铝、铜、钛等的合金来作为锻造的材料。
在锻造的过程中需要根据锻材的力学性能以及需要得到的锻件形状等选择合理的锻造工艺。
220SiMn钢 MnS夹杂缺陷分析
220SiMn钢 MnS夹杂缺陷分析我公司生产的碳锰钢类水电锻件产品长期以来一直受到夹杂物探伤超标的困扰，为此对近几年生产的20SiMn产品的质量情况进行统计，分析影响探伤超标的原因、夹杂物的特性，制定出解决方案。
关键词：MnS夹杂缺陷；钙处理一、统计结果2012-2016年共生产20SiMn水电产品50 件，其中不合11，不合率22%。
表1 合格件与不合件主要化学成份平均值对50件产品探伤结果进行统计，发现不合原因包括超标的单个缺陷、密集缺陷。
对典型的5160157号炉次钢锭其中一处探伤缺陷进行解剖时发现其主要为MnS，造成探伤超标缺陷的主要缺陷是MnS，少部分MnS伴生Al2O3和MgO等氧化物，如图1所示。
图1高倍检验及扫描电镜断口分析依据化学成分可知钢中Mn含量较高，有一定量的S。
由于钢中含量较高的Mn和易偏析元素S的存在，钢锭在凝固过程中不可避免地形成MnS。
因此，MnS可被视为本生性夹杂，而Mg/Al氧化物类夹杂则更多视为偶生性夹杂。
二、炼钢环节影响MnS的形貌、大小、分布的因素表3影响MnS的形貌、大小、分布的因素就炼钢而言，以现在设备情况，通过提高冷却速度来促使形成I类不太现实。
因此，可考虑通过调整钢中成份，特别是钢中Al、O促使形成I类、III类MnS夹杂，关键是控制Al的加入时间、浓度及钢液温度，保证Al2O3在凝固过程中才析出；通过Ca或Ti对MnS夹杂进行变质处理，在较高温下优先析成细小的硬质CaS或（Ti-Mn）O-MnS，关键是控制Ca或Ti与O、S、Mn的比例及钢液温度。
三、结语减少沉淀脱氧产物引起的夹杂（Al2O3、TiO2等）控制较低的[S]、[O]，造 CaO-SiO2-CaF2渣系，根据相图确定渣中碱度（R）=1.5～2.0，加一定量的Mo元素，考虑细化晶粒（没铝）因素，需加一定量Nb元素，加入量Nb=0.02～0.03%。
粗炼兑入时在包底加硅铁和锰铁（模仿电炉干成品钢时的锰制度），锰铁与硅铁的比例按2.5：1，加少量碳粉和铝粉扩散脱氧。
大锻件不合格品原因及操作注意事项
序号
种类
产生原因
注意事项
1
内部撕裂
1.未按工艺窄进砧
1.严格按工艺规定操作
2
疏松
1.锻造工艺不合理，
未能有效压实
2.未严格执行工艺
1.改革锻造工艺，
增大变形量
2.严格按工艺操作
3
白点
1.锻后热处理不及时
2.扩氢时间太短
3.未按工艺时间操作
4.炉况不好
1.锻后应及时热处理
2.延长扩氢时间
3.严格按工艺时间操作
4.保持热处理的良好状态
4
氢脆裂纹
1.锻后热处理不及时
2.扩氢时间太短
3.未按热处理工艺时
间操作
1.锻后应及时热处理
2.延长扩氢时间
3.严格按热处理工艺时间
操作
5
夹杂超标
1.钢锭质量太差
2.冒口或底部切除量
太少
1.合理选购原材料
2.按工艺规定切除冒口或底部
6
晶粒粗大
1.裂纹未及时清理
2.裂纹局部未加余量
1.及时清理裂纹
2.裂纹局部增加余量
1.最后一火变形量太小
2.终锻温度太高
3.锻后未散开、垫起冷却
4.锻后热处理未垫起
1.最后一火充分变形
2.控制终锻温度
3.锻后垫起缓冷
4.热处理装炉垫好空间
7
锻件短尺
1.测量尺寸粗心
2.操作失误
5.分料不合理
6.未计算缩量
1.认真按工艺核对尺寸
2.提高质量意识
3.合理Байду номын сангаас料
4.合理计算缩量
8
裂纹太深
不够加工
大型锻件中常见的缺陷与对策
大型锻件中常见的缺陷与对策大型锻件中常见的缺陷与对策大型锻件中的缺陷，从性质上分为化学成分、组织性能不合格，第二相析出，类孔隙性缺陷和裂纹五大类。
从缺陷的产生方面可分为，在冶炼、出钢、注锭、脱模冷却或热送过程中产生的原材料缺陷及在加热、锻压、锻后冷却和热处理过程中产生的锻件缺陷两大类。
大型锻造中，由于锻件截面尺寸大，加热、冷却时，温度的变化和分布不均匀性大，锻压变形时，金属塑性流动差别大，加上钢锭大冶金缺陷多，因而容易形成一些不同于中小型锻造的缺陷。
如严重偏析和疏松，密集性夹杂物，发达的柱状晶及粗大不均匀结晶，敏感开裂与白点倾向，晶粒遗传性与回火脆性，组织性能的严重不均匀性，形状尺寸超差等等。
大型锻件中常见的主要缺陷有：1.偏析钢中化学成分与杂质分布的不均匀现象，称为偏析。
一般将高于平均成分者，称为正偏析，低于平均成分者，称为负偏析。
尚有宏观偏析，如区域偏析与微观偏析，如枝晶偏析，晶间偏析之分。
大锻件中的偏析与钢锭偏析密切相关，而钢锭偏析程度又与钢种、锭型、冶炼质量及浇注条件等有关。
合金元素、杂质含量、钢中气体均加剧偏析的发展。
钢锭愈大，浇注温度愈高，浇注速度愈快，偏析程度愈严重。
（1）区域偏析它属于宏观偏析，是由钢液在凝固过程中选择结晶，溶解度变化和比重差异引起的。
如钢中气体在上浮过程中带动富集杂质的钢液上升的条状轨迹，形成须状∧形偏析。
顶部先结晶的晶体和高熔点的杂质下沉，仿佛结晶雨下落形成的轴心∨形偏析。
沉淀于锭底形成负偏析沉积锥。
最后凝固上部区域，碳、硫、磷等偏析元素富集，成为缺陷较多的正偏析区。
图1为我国解剖的55t34CrMolA钢锭纵剖面硫印低倍图片及区域偏析示意图。
图1 钢锭区域偏析硫印示意图①“∧”型偏析带②“∨”型偏析带③负偏析区防止区域偏析的对策是：1）降低钢中硫、磷等偏析元素和气体的含量，如采用炉外精炼，真空碳脱氧（VCD）处理及锭底吹氩工艺。
2）采用多炉合浇、冒口补浇、振动浇注及发热绝热冒口，增强冒口补缩能力等措施。
锻造过程中常见的失效形式与防止措施
To be indifferent, it is a kind of mood in life, an attitude of sticking to life's duty.同学互助一起进步（页眉可删）锻造过程中常见的失效形式与防止措施1、氧化（1）钢的氧化特征在氧化性气氛中加热时，钢与氧、二氧化碳、水蒸气、二氧化硫等发生互相作用生成铁的氧化物，在钢材表面形成了氧化铁皮。
在钢的氧化过程中，铁以离子状态由内层向外层表面扩散，氧化性气体则以原子状态由外表层经吸附后向内层扩散。
在外表面因氧的含量多，形成Fe2O3，而内部则形成FeO，即由外层至内层氧化程度逐渐减轻。
氧化皮与铁的膨胀系数不同，易从钢上剥离，从而加速了钢的氧化。
（2）氧化对锻件质量的影响氧化不仅烧损大量的钢材，而且表面粘结有氧化皮的钢，在拔丝、冲压、模锻时易引起模具损坏，切削加工晨易引起刀具磨损。
氧化对锻件质量也有—定的影响，如锻件表面粘结的氧化皮，不仅降低锻件（特别是精密模锻件）的表面质量和尺寸精度，而且在热处理时引起组织和性能不均匀。
（3）影响钢氧化的因素影响钢氧化的因素很多，主要是加热温度、加热时间、炉气成分和钢的化学成分等。
首先是加热温度与时间的影响，加热热越高，扩散速度越快，钢的氧化也越严重。
加热时间越长，氧化损失也越大。
其次是炉气成分的影响，当过剩系数控制在0.4~0.5时，可以形成保护性气氛，避免发生氧化。
低于800℃时，SO2对钢的氧化作用不强。
但在1000~1200℃时，含0.1％SO2就会使氧化速度增加两倍；再次是钢的化学成分的影响，当钢中含碳量大于0.3％时，随含碳量的增多，氧化速度减小。
另外。
一些元素如Cr、Ni、Si、Mo等在金属表面形成牢固致密的保护薄膜，阻止氧向内部扩散，使氧化速度减慢。
而当钢中铬及镍含量大于13％~20％时，实际上就很少发生氧化。
（4）防止氧化的措施减少金属与氧的接触时间，如采用快速加热、感应加热等，以减少金属在高温下保温停留的时间。
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２ ０钢 是工 程结 构件 中使用 最 广 泛 、 成本 最 低 廉 的钢种 之一 ， 然而 由于此钢 种成分 较单 一 ， 不 能
一
定 的规格 ， 最后 在 ５ ０ ｋ Ｎ空 气锤 上锻 造成 成 品。
（ ３ ） 热处 理 。热 处 理采用 正 火 工艺 ， 经９ ０ ０ ￣ Ｃ 保 温后 空冷 。 ２ 性 能及 理化检 测 （ １ ） 化学 成分 。锻造 结 束 后 随 即抽 取 一 个 锻 件 进行 化学 分析 ， 化 学 成 分 的 技术 要 求 和 实 际检
ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｉ ｎｇ ｃ ｏ ｏ ｌ ｉ ｎｇ ｒ ａ ｔ ｅ ｏ ｆ ｎｏ ｍ ａ ｒ ｌ ｉ ｚ ｉ ｎｇ ｉ ｎ ｓ ｕ ｃ ｃ ｅ ｅ ｄ ｉ ｎ ｇ ｐｒ ｏ ｄｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ．
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摘要 ： 对２ ０钢不合格锻件进行研究 ， 确定屈服强度和冲击韧性 不合格 的直接原 因是锻 件 内部 存在大 量 的 粗大魏氏组织。该组织的形成原因主要是锻件终锻温度 过高 ， 锻后正火冷却速度不合理 ， 并且钢 中合 金元素含
量偏低。通过多次正火消除了魏氏组 织 ， 使不合格锻件得 以挽救 ， 并 在后续生 产 中调 整钢 的成 分 、 降低终 锻温 度、 提高正火冷却速度确保 了锻件一次合格 。 关键词 ： ２ ０钢 ； 屈服强度 ； 冲击韧性 ； 魏氏组织 ； 正火
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ＮＯ ．１
《 大 型铸 锻 件 》
ＨＥＡＶＹ ＣＡＳ ＴＩ ＮＧ ＡＮＤＦ０ＲＧＩ ＮＧ
Ｊ ａ ｎ ｕ ａ ￣２ ０１ ３
２ ０钢 锻件 性 能不 合 原 因分 析及 对 策
薛永 栋 赵 阳磊 贺 强 郑 三妹 郭 彪
（ 中信重工机械股份有限公司核电加氢研究 所 ， 河南 ４ ７ １ ０ ０ ３ ）
测 结果 见表 １ 。
充分发 挥 多种合 金 对 钢 的性 能优 化 作 用 ， 不 易 达
到较 高的力 学性 能要 求 。 我公 司生产 了两 批 恰 希玛 核 电站 用 ２ ０钢 锻
中图分类号 ： Ｔ Ｇ １ １ ３ ． ２ ６ 文 献标 识 码 ： Ｂ
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