锻件缺陷成因分析.共26页
锻件缺陷
可用半径样板或外半径、内半径极限样板测量。
5．锻件上角度的检验 锻件上的倾斜角度，可用测角器来测量。 6．锻件孔径检测 （1）如果孔没有斜度，则用游标尺测量，也可用卡钳来测量。 （2）如果孔有斜度，生产批量又大，则可用极限塞规测量。 （3）如果孔径很大，则可用大刻度的游标卡尺，或用样板检验。 7．锻件错位检验 （1）如果锻件上端面高出分模面且有 7-10 度的出模斜度，或者分模面的位置在锻件本体 中间，即可在切边前观察到锻件是否有错位。 （2）如错位不易观察到，则可将锻件下半部固定，对上半部进行划线检验，或者用专用 样板检验。 （3）横截面为圆形的锻件，可用游标卡尺测量分模线的直径误差。 8．锻件挠度直径检验 （1）对于等截面的长轴类锻件，在平板上，慢漫地反复旋转锻件。即可测出轴线的最大 挠度。 （2）将锻件两端支放在专门数据的 V 形块或滚棒上，旋转锻件，通过仪表即可测出锻件 两支点间的最大挠度值。
质量检验内容包括两部分： 1.锻件等级及检验项目（见表 1）。 2.试验方法标准（见表 2）。
表1
锻件几何形状与尺寸的检验 1． 锻件长度尺寸检验
可用直尺、卡钳、卡尺或游标卡尺等通用量具进行测量。 2． 锻件高度（或横向尺寸）与直径检验
一般情况用卡钳或游标卡尺测量，如批量大，可用专用极限卡板测量。 3． 锻件厚度检验
金钢和中合金钢的质量，一般不用于高合金钢。 3．高倍检验 锻件的高倍检验，就是在各种显微镜下检验锻件内部（或断口上）组织状态与微观缺陷。高 倍检验应用的显微镜有以下三种： （1）普通金相显微镜其有效放大倍率一般在 2000 倍以下，分辨极限最小为 2000A。 （2）透射式电子显微镜分辨率可达 0.4-0.8nm，放大倍率可达几十万位。 （3）扫描电子显微镜放大倍数可以从几低倍到高倍（由二十几倍到十几万倍）连续变化，分 辨率一般为 20nm，好一些的可达 10nm。 试样切取后，按顺序极限粗磨-细磨一抛光-浸蚀，最后在显微镜下检查。
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。
锻件缺陷分析报告
锻造对金属组织、性能的影响与锻件缺陷锻件的缺陷包括表面缺陷和部缺陷。
有的锻件缺陷会影响后续工序的加工质量，有的则严重影响锻件的性能，降低所制成品件的使用寿命，甚至危及安全。
因此，为提高锻件质量，避免锻件缺陷的产生，应采取相应的工艺对策，同时还应加强生产全过程的质量控制。
概要介绍三方面的问题：锻造对金属组织、性能的影响与锻件缺陷；锻件质量检验的容和方法；锻件质量分析的一般过程。
（一）锻造对金属组织和性能的影响锻造生产中，除了必须保证锻件所要求的形状和尺寸外，还必须满足零件在使用过程中所提出的性能要求，其中主要包括：强度指针、塑性指针、冲击韧度、疲劳强度、断裂韧度和抗应力腐蚀性能等，对高温工作的零件，还有高温瞬时拉伸性能、持久性能、抗蠕变性能和热疲劳性能等。
锻造用的原材料是铸锭、轧材、挤材和锻坯。
而轧材、挤材和锻坯分别是铸锭经轧制、挤压及锻造加工后形成的半成品。
锻造生产中，采用合理的工艺和工艺参数，可以通过下列几方面来改善原材料的组织和性能：1）打碎柱状晶，改善宏观偏析，把铸态组织变为锻态组织，并在合适的温度和应力条件下，焊合部孔隙，提高材料的致密度；2）铸锭经过锻造形成纤维组织，进一步通过轧制、挤压、模锻，使锻件得到合理的纤维方向分布；3）控制晶粒的大小和均匀度；4）改善第二相（例如：莱氏体钢中的合金碳化物）的分布；5）使组织得到形变强化或形变——相变强化等。
由于上述组织的改善，使锻件的塑性、冲击韧度、疲劳强度及持久性能等也随之得到了提高，然后通过零件的最后热处理就能得到零件所要求的硬度、强度和塑性等良好的综合性能。
但是，如果原材料的质量不良或所采用的锻造工艺不合理，则可能产生锻件缺陷，包括表面缺陷、部缺陷或性能不合格等。
（二）原材料对锻件质量的影响原材料的良好质量是保证锻件质量的先决条件，如原材料存在缺陷，将影响锻件的成形过程及锻件的最终质量。
如原材料的化学元素超出规定的围或杂质元素含量过高，对锻件的成形和质量都会带来较大的影响，例如：S、B、Cu、Sn等元素易形成低熔点相，使锻件易出现热脆。
引发锻件缺陷的主要原因
引发锻件缺陷的主要原因一、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（见实例4）。
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，见实例46。
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
锻件缺陷的主要原因
锻件缺陷的主要原因一、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。
锻件缺陷分析
锻造对金属组织、性能的影响与锻件缺陷锻件的缺陷包括表面缺陷和内部缺陷。
有的锻件缺陷会影响后续工序的加工质量，有的则严重影响锻件的性能，降低所制成品件的使用寿命，甚至危及安全。
因此，为提高锻件质量，避免锻件缺陷的产生，应采取相应的工艺对策，同时还应加强生产全过程的质量控制。
概要介绍三方面的问题：锻造对金属组织、性能的影响与锻件缺陷；锻件质量检验的内容和方法；锻件质量分析的一般过程。
（一）锻造对金属组织和性能的影响锻造生产中，除了必须保证锻件所要求的形状和尺寸外，还必须满足零件在使用过程中所提出的性能要求，其中主要包括：强度指针、塑性指针、冲击韧度、疲劳强度、断裂韧度和抗应力腐蚀性能等，对高温工作的零件，还有高温瞬时拉伸性能、持久性能、抗蠕变性能和热疲劳性能等。
锻造用的原材料是铸锭、轧材、挤材和锻坯。
而轧材、挤材和锻坯分别是铸锭经轧制、挤压及锻造加工后形成的半成品。
锻造生产中，采用合理的工艺和工艺参数，可以通过下列几方面来改善原材料的组织和性能：1）打碎柱状晶，改善宏观偏析，把铸态组织变为锻态组织，并在合适的温度和应力条件下，焊合内部孔隙，提高材料的致密度；2）铸锭经过锻造形成纤维组织，进一步通过轧制、挤压、模锻，使锻件得到合理的纤维方向分布；3）控制晶粒的大小和均匀度；4）改善第二相（例如：莱氏体钢中的合金碳化物）的分布；5）使组织得到形变强化或形变——相变强化等。
由于上述组织的改善，使锻件的塑性、冲击韧度、疲劳强度及持久性能等也随之得到了提高，然后通过零件的最后热处理就能得到零件所要求的硬度、强度和塑性等良好的综合性能。
但是，如果原材料的质量不良或所采用的锻造工艺不合理，则可能产生锻件缺陷，包括表面缺陷、内部缺陷或性能不合格等。
（二）原材料对锻件质量的影响原材料的良好质量是保证锻件质量的先决条件，如原材料存在缺陷，将影响锻件的成形过程及锻件的最终质量。
如原材料的化学元素超出规定的范围或杂质元素含量过高，对锻件的成形和质量都会带来较大的影响，例如： S、B、Cu、Sn 等元素易形成低熔点相，使锻件易出现热脆。
锻件缺陷的特征及其产生的原因
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40GrNiMoA，38GrMoAlA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
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Байду номын сангаас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
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
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
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
锻件缺陷成因分析
• 图5：铁碳相图
• • • •
包晶反应，共析和共晶反应等 b. 冶炼过程中有害元素和夹杂的混入 c. 其它原因 诸如锻造不充分，切头切尾不够，热处理 不当等也会造成材料的缺陷 。
2、宏观缺陷的主要类型
• • • • a. 缩孔 b. 偏析带 正偏析和负偏析；V型偏析和倒V型偏析； c. 浇注时飞溅造成的溅疤、皮下气泡、重 皮和裂纹等工艺缺陷 • d. 疏松 • e. 非金属夹杂，外来金属夹杂等 • f. 裂纹
4. 超声波检验
• 超声波检验是检验材料是否有内部缺陷的主要手 段之一。因为在检验中经常需要调整灵敏度，而 且是使用底波反射进行比较或调整，因此零件完 全加工成形后会影响正常的超声波检验。比如螺 纹、油孔、键槽、台阶等加工后会影响检验的进 行，还会影响结果的判断，因此超声波检验应在 制造的适当阶段进行。所谓适当阶段一般是指材 料最终热处理后（因为热处理有形成内部缺陷的 可能）。最终热处理之前的超声波检验只能算作 预先探伤，内部控制，不能作为最终检验结果。
• 2. 晶核的形成 • 晶核的形成可以分为自发形核和非自 发形核 。 • 2.1 自发形核 • △F=-V（f液-f固）+σs • σ为表面张力，s为体积V的固相与液 相交界面面积，假定新相为球形（体 积一定时表面积最小为球形）。 • △F= —（4/3）πr3△fv+4πr2σ • 其中r：新相粒子半径 • 图2：晶坯自由能随半径变化的示意图
第2章 锻件受力状况及其破坏类型
• 1. 传递扭矩的运动件：主要受力为扭转和外力（包括支撑） 引起的弯矩，材料外部和内部受力是不均匀的。一般情况 下是外部受力较大，破坏的裂纹源产生于外表受力集中处。 这类零件主要有轴类。破坏的主要类型是疲劳破坏。疲劳 断口的特征：裂纹源区，扩展区（含扩展前沿线和放射形 线）和快速脆性断口。 • 2. 结构支撑用杆类零件：主要受力为结构决定的拉力或压 力，有时也有自重和支撑引起的弯矩。杆内材料受力情况 比较均匀。这类零件主要有拉杆和支撑件。细长压杆将涉 及压杆稳定的问题。 • 3. 压力容器：主要是内部受压的封闭的容器，因内部压力 产生的材料应力是不均匀的，一般除了两端过度部分存在 应力集中外，以内壁受力为最大。缺陷一般是在内表面产 生并发展最终导致破坏。压力容器的主要破坏形式有泄露 和爆炸。一般小直径管道以泄露为主，大直径管道容易产 生裂纹快速扩展而导致爆炸的事故。分析手段以断裂力学 为主
自由锻件主要缺陷产生原因
自由锻件主要缺陷产生原因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。
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。
(完整)引发锻件缺陷的主要原因
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3～4h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。
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。
锻造缺陷分类及原因分析
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，铸锭的部缺陷或外表缺陷的出现有时是不可防止的。
例如，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，千万不可无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.外表裂纹外表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，例如钢锭的皮下气泡在轧制时一面沿变形方向伸长，一面暴露到外表上和向部深处开展。
又如在轧制时，坯料的外表如被划伤，冷却时将造成应力集中，从而可能沿划痕开裂等等。
这种裂纹假设在锻造前不去掉，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，形成和材料外表成一定倾角的折缝。
对钢材，折缝有氧化铁夹杂，四周有脱碳。
折叠假设在锻造前不去掉，可能引起锻件折叠或开裂〔见实例4〕。
3.结疤结疤是在轧材外表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外表，轧制时被压成薄膜，贴附在轧材的外表，即为结疤。
锻后锻件经酸洗清理，薄膜将会剥落而成为锻件外表缺陷。
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，大多数产生在轴心局部。
锻造常见缺陷
锻造常见缺陷锻造缺陷及分析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。
1.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。
锻件缺陷分析
锻造对金属组织、性能的影响与锻件缺陷锻件的缺陷包括表面缺陷和内部缺陷。
有的锻件缺陷会影响后续工序的加工质量，有的则严重影响锻件的性能，降低所制成品件的使用寿命，甚至危及安全。
因此，为提高锻件质量，避免锻件缺陷的产生，应采取相应的工艺对策，同时还应加强生产全过程的质量控制。
概要介绍三方面的问题：锻造对金属组织、性能的影响与锻件缺陷；锻件质量检验的内容和方法；锻件质量分析的一般过程。
（一）锻造对金属组织和性能的影响锻造生产中，除了必须保证锻件所要求的形状和尺寸外，还必须满足零件在使用过程中所提出的性能要求，其中主要包括：强度指针、塑性指针、冲击韧度、疲劳强度、断裂韧度和抗应力腐蚀性能等，对高温工作的零件，还有高温瞬时拉伸性能、持久性能、抗蠕变性能和热疲劳性能等。
锻造用的原材料是铸锭、轧材、挤材和锻坯。
而轧材、挤材和锻坯分别是铸锭经轧制、挤压及锻造加工后形成的半成品。
锻造生产中，采用合理的工艺和工艺参数，可以通过下列几方面来改善原材料的组织和性能：1）打碎柱状晶，改善宏观偏析，把铸态组织变为锻态组织，并在合适的温度和应力条件下，焊合内部孔隙，提高材料的致密度；2）铸锭经过锻造形成纤维组织，进一步通过轧制、挤压、模锻，使锻件得到合理的纤维方向分布；3）控制晶粒的大小和均匀度；4）改善第二相（例如：莱氏体钢中的合金碳化物）的分布；5）使组织得到形变强化或形变——相变强化等。
由于上述组织的改善，使锻件的塑性、冲击韧度、疲劳强度及持久性能等也随之得到了提高，然后通过零件的最后热处理就能得到零件所要求的硬度、强度和塑性等良好的综合性能。
但是，如果原材料的质量不良或所采用的锻造工艺不合理，则可能产生锻件缺陷，包括表面缺陷、内部缺陷或性能不合格等。
（二）原材料对锻件质量的影响原材料的良好质量是保证锻件质量的先决条件，如原材料存在缺陷，将影响锻件的成形过程及锻件的最终质量。
如原材料的化学元素超出规定的范围或杂质元素含量过高，对锻件的成形和质量都会带来较大的影响，例如：S、B、Cu、Sn等元素易形成低熔点相，使锻件易出现热脆。