金属材料常见缺陷
金属材料中的晶格缺陷
金属材料中的晶格缺陷金属材料是人类社会中不可或缺的一部分,广泛应用于工业生产、机械制造、建筑和装饰等方面。
而与金属材料相关的一个重要的概念便是晶格缺陷。
晶格缺陷指的是晶体结构中的原子或离子位置出现偏差或缺陷,这些缺陷会对材料的物理特性、力学性能、耐久性等造成不同程度的影响。
晶格缺陷分为点缺陷、线缺陷和面缺陷三种类型。
1. 点缺陷点缺陷是指晶体结构中某一点处原子或离子数目或种类与理想晶体结构出现偏差的缺陷。
其中最常见的点缺陷包括空位缺陷、插入缺陷和替代缺陷。
(1)空位缺陷空位缺陷是指晶体结构中某一点处由于原子或离子缺失而产生的缺陷。
空位缺陷对金属材料的物理特性和力学性能等影响较小,但是会影响金属材料的机械强度和耐久性。
例如,在均匀延展过程中,空位缺陷是一种激活位点,可以促进原子扩散,从而使金属材料失去稳定性。
(2)插入缺陷插入缺陷是指晶格结构中外来原子或离子插入到晶格中,从而打破原有的晶格结构,产生的缺陷。
插入缺陷会对金属材料的物理特性、力学性能等产生影响。
(3)替代缺陷替代缺陷是指在晶格结构中,某些原子或离子被其他原子或离子所替代所引起缺陷。
替代缺陷会对金属材料的物理特性、力学性能等产生影响。
2. 线缺陷线缺陷是指晶体结构中某一条直线或曲线处原子或离子数目或种类出现偏差的缺陷,包括位错、螺旋位错和混合位错等。
(1)位错位错是指在晶体结构中,处于某一平面上方和下方原子排列有偏差,从而形成的一个线状缺陷。
位错在金属材料中广泛存在,其对金属材料的力学性能、塑性变形和强度影响较大。
(2)螺旋位错螺旋位错是指位错沿晶体中某一个平面上旋转而形成的一种位错。
螺旋位错会对晶体的物理特性、力学性能等产生重要影响。
(3)混合位错混合位错是指通过位错的组合形成新位错的缺陷,混合位错是位错的一种重要类型。
3. 面缺陷面缺陷是指晶体结构中某一平面内的原子或离子数目或种类与理想晶体结构出现偏差的缺陷,面缺陷的种类较多。
金属材料中的晶格缺陷是一种普遍存在的现象,晶格缺陷的产生会影响到金属材料的物理特性、力学性能、耐久性等方面。
金属常见加工工艺缺陷的特征、原因、影响及措施
四.由于操作不当导致冲裂
1.毛胚落料时纤维方向不正确 钢件毛坯落料的方向恰好与零件变形方向垂直就容易在冷弯时造成沿纤维方向撕裂。一般
冲裂数量较大,且冲裂部位具有规律性。 2.冲模错位 上下模位置不正确,不但会使零件冲裂,严重时还会把模具冲坏。此类裂纹一般出现在模
具间隙小的一边,由于间隙过小,钢板在模内滑移变形受阻,局部表面将产生严重擦伤。
5.加工精度不符合
切削加工后,构件尺寸、形状或位置、精度不符合工艺图纸或设计要求。不仅直接影响工 件装配质量、而且影响工件正常工作时应力状态分布、而降低工件抗失效性能。
6.表面机械损伤
切削加工过程中,构件表面相撞擦伤、碰伤、压伤……
金属零件冷冲拉常见缺陷的特征、原因、影响、措施
1.破裂
宏观裂纹。一般属拉伸系数太小,拉伸应力较大,容易产生拉裂;进行翻边工序时,如果 翻边的直径超过容许值,也会使孔的边缘造成破裂。板料冲裂一般与变形度和材料晶粒度有关。 如含碳量小于 0.2%的碳钢变形度达到 8~20%时,中间退火会导致晶粒长大,不均匀晶粒度则 导致冲裂。
产生的原因主要是表面氮浓度富集,化合物虽连续粗大网络状分布。在磨削时倾向于脱落 的氮化层的显微结构特点是沿奥氏体晶界存在稠密的网状氮化物,它的存在使晶格畸变加剧, 在位错与晶界处三向应力增大,在磨削力、热应力及组织应力的作用下,粗大的氮化物网络边 界区切口效应敏感性增大,造成综合应力叠加,当这种应力超过渗层的强度极限时,即产生脆 性破裂与剥落。当晶界强度大于晶内强度时,则裂纹沿晶扩展产生脆裂及剥落;当晶界强度等 于晶内强度时,则裂纹的扩展呈穿晶脆裂及剥落。
金属材料的常见缺陷
金属材料的常见缺陷
金属材料的常见缺陷包括以下几种:
1. 晶界缺陷:金属材料由多个晶粒组成,在晶界处形成缺陷,如晶界间隙、晶界滑移带等。
2. 沿晶裂纹:沿着晶粒的晶体方向产生的裂纹,通常是由于应力集中引起的。
3. 孔隙:在金属材料中存在的空洞或气体缺陷,通常由于固化过程中的气体冷凝或挥发物的损失引起。
4. 气孔:类似于孔隙,但气孔是由于金属凝固过程中的气体冷凝导致的。
5. 夹杂物:金属材料中的不纯物质或其他元素,如氧化物、硫化物、氮化物等,它们会削弱金属的力学性能。
6. 位错:金属晶体内的原子错位导致的缺陷。
7. 晶粒尺寸:晶粒尺寸不均匀可能会导致材料的机械性能差异。
8. 冷焊接:金属材料接触表面在冷态下加热,形成的焊接疵点。
这些缺陷可能会导致金属材料的性能下降或失效,因此在金属加工和制造过程中需要采取相应的措施来减少缺陷的产生。
所有钢材常见缺陷及原因
钢材常见缺陷及原因、圆钢1划伤特征:一般呈直线型沟痕,可见沟底,长度由肉眼刚刚可见到几毫米不等,长度自几毫米至几米不等,可断续分布,也可能通长分布。
原因:导卫表面不光滑,有毛刺或磨损严重;滚动导轮不转或磨损严重;翻钢板表面不光滑刮伤;在运输过程中辊道盖板等刮伤。
2折叠特征:沿轧制方向呈直线状分布,外形似裂纹,边缘有时呈锯齿状,连续或断续分布,深浅不一,内有氧化铁皮,在横断面上看,一般呈折角。
原因:前某一道次出耳子;前某道次产生划伤、轴错、轧槽损坏或磨损严重、飞边等;原料表面有尖锐棱角或裂纹。
3结疤特征:一般呈舌形或指甲形,宽而厚的一端和基体相连;有时其外形呈一封闭的曲线,嵌在钢材表面上。
原因:前一孔型轧槽损坏破损或磨损严重;外界金属落在轧件上被带入孔型,压入钢材表面;前一道次轧件表面有深度较大的凹坑。
4耳子特征:出现于成品的两旁辊缝处,呈平行于轴线的突起条状。
有两侧耳子、单侧耳子、全长出耳、局部出耳和周期出耳等。
原因:孔型设计不良,宽展估计过小;成品前料型高度较大;成品孔辊缝小;终轧温度低,宽展增加;成品导板安装不正、尺寸大或磨损严重;横梁或导板盒松动;轧槽更换错误或轧机轴承损坏。
5弯曲特征:有头部弯曲、局部弯曲、全长弯曲等。
原因:出口导卫安装过高或过低;温度不均;上下辊径差过大;冷床不平,成品在冷床上排列不齐,移动速度不一致,翻钢设备不良;冷却水分布不均匀,成品冷却不均;精整操作不良。
6翘皮特征:呈鱼鳞状或分层翘起的薄皮,大部分是生根的,也有不生根的。
原因:导卫装置加工或安装不良,围盘有尖锐棱角,刮伤了轧件表面,再轧后,引起翘皮;输送辊道表面粗糙,刮起伤了轧件表面,再轧后造成翘皮;轧件带有薄耳子;轧槽磨损严重,轧件在孔型内打滑;连铸坯内部有较大的皮下气泡,轧后破裂形成翘皮。
7表面夹杂特征:一般呈点状、条状或块状分布,其颜色有暗红、暗黄、灰白等,机械地粘结在成品表面上,不易剥落,且有一定的深度。
钢铁材料常见缺陷及其产生原因
钢铁材料常见缺陷及其产生原因引言钢铁材料是工业生产中常用的材料之一,具有良好的力学性能和耐久性。
然而,由于制造过程中的各种因素,钢铁材料往往会出现一些缺陷。
本文将介绍钢铁材料常见的缺陷,探讨其产生的原因,并提出相应的解决方案。
一、气孔气孔是钢铁材料中常见的缺陷之一。
它们是由于熔体中的气体无法完全排除而形成的孔洞。
气孔的出现会降低钢铁材料的强度和韧性,导致材料易于断裂。
产生原因气孔的产生主要与以下几个因素有关:1.气体残留:在钢铁制造过程中,熔体中的气体不能完全排除,导致气孔的形成。
2.不良包壳材料:在铸造过程中使用的包壳材料可能含有化学成分,当熔体进入包壳时,会释放出气体并形成气孔。
3.渣浆不均匀:如果熔体中的渣浆没有均匀分布,会导致气孔的形成。
解决方案为了减少气孔的产生,可以采取以下措施:1.加强熔体的搅拌:通过加大搅拌力度,可以促使气体顺利排除。
2.选择合适的包壳材料:使用不含有气体产生物质的包壳材料,可以减少气孔的形成。
3.控制渣浆成分:保证渣浆成分的均匀分布,可以防止气孔的出现。
二、夹杂物夹杂物是钢铁材料中常见的缺陷之一。
它们是由于在钢铁制造过程中,杂质无法被完全排除而形成的。
夹杂物会降低钢铁材料的力学性能和耐蚀性,影响其使用寿命。
产生原因夹杂物的产生主要与以下几个因素有关:1.不纯净原材料:如果原材料中存在杂质,这些杂质可能无法被完全去除,从而形成夹杂物。
2.冶炼过程不当:在冶炼过程中,温度、压力等因素的控制不当会导致夹杂物的形成。
3.金属液流动不畅:如果金属液的流动不畅,如存在死角、漩涡等情况,会导致夹杂物的形成。
解决方案为了减少夹杂物的产生,可以采取以下措施:1.选择优质原材料:使用净化程度高的原材料,能够有效降低夹杂物的含量。
2.控制冶炼参数:严格控制冶炼过程中的温度、压力等参数,确保金属的纯净度。
3.优化液流动态:通过改善冶炼设备的结构和增加搅拌力度,可以改善金属液的流动状态,减少夹杂物的形成。
金属常见加工工艺缺陷的特征、原因、影响及措施
度下,金属再结晶退火加热温度过高或时间过长所致。晶粒粗大或粗细不均会导致在变形量较 大的部位产生裂纹,且裂纹多沿粗细混晶交界区择优分布。
三.由于材料成分、性能不合格
1.成分不合格 冷冲用钢板的化学成份应严格控,特别是碳、硫、磷元素极为重要。碳元素在钢中形成渗
2.带状组织 钢中带状组织是由铁素体和珠光体相间分布组成。它是由于碳、磷、硫晶间偏析,在热压
力加工中使之沿着金属变形方向被拉长,呈带状分布的夹杂物。 由于带状组织的取向平行于钢材轧制方向,而铁素体和珠光体的强度及塑性差异悬殊,因
此,冷冲时当钢件的变形方向与钢板带状组织相垂直,容易产生拉裂和撕裂。由于钢板带状组 织引起的冲裂,裂纹平行于钢板轧制方向,裂纹粗大,显微观察时裂纹多沿珠光体边缘分布、 取向平行于带状组织。
3.鳞片状毛刺
以较低或中等切削速度切削塑性金属时,加工表面往往会出现鳞片状毛刺,尤其对圆孔采 用拉削方法更易出现,若拉削出口毛刺没有去除,则将成为使用中应力集中的根源。
4.“R”加工过小
零件拐角半径小,尤其是横截面形状发生急骤的变化,会在局部发生应力集中而产生微裂 纹并扩展成疲劳裂纹,导致疲劳断裂。
3.涡流
金属在锻造过程中由于剧烈的热变形使金属组织发生晶粒结晶重新定向排列,形成结晶织 构和金属中的非金属夹杂物、树枝晶偏析、第二相质点等沿热加工方向形变延伸呈带状分布, 形成了锻件的纤维状组织即锻造流线。
产生的原因主要是表面氮浓度富集,化合物虽连续粗大网络状分布。在磨削时倾向于脱落 的氮化层的显微结构特点是沿奥氏体晶界存在稠密的网状氮化物,它的存在使晶格畸变加剧, 在位错与晶界处三向应力增大,在磨削力、热应力及组织应力的作用下,粗大的氮化物网络边 界区切口效应敏感性增大,造成综合应力叠加,当这种应力超过渗层的强度极限时,即产生脆 性破裂与剥落。当晶界强度大于晶内强度时,则裂纹沿晶扩展产生脆裂及剥落;当晶界强度等 于晶内强度时,则裂纹的扩展呈穿晶脆裂及剥落。
金属材料常见缺陷
铸造制品主要缺陷有偏析、气孔、缩孔与缩松、夹杂、裂纹、冷隔及其他缺陷。
1偏析偏析——在铸件中出现化学成分不均匀的现象。
偏析使铸件的性能不均匀,严重时会造成废品。
偏析可分为两大类:微观偏析和宏观偏析。
晶内偏析(又称枝晶偏析)——是指晶粒内各部分化学成分不均匀的现象,是微观偏析的一种。
凡形成固溶体的合金在结晶过程中,只有在非常缓慢的冷却条件下,使原子充分扩散,才能获得化学成分均匀的晶粒。
在实际铸造条件下,合金的凝固速度较快,原子来不及充分扩散,这样按树枝状方式长大的晶粒内部,其化学成分必然不均匀。
为消除晶内偏析,可把铸件重新加热到高温,并经长时间保温,使原子充分扩散。
这种热处理方法称为扩散退火。
密度偏析(旧称比重偏析)——是指铸件上、下部分化学成分不均匀的现象,是宏观偏析的一种。
当组成合金元素的密度相差悬殊时,待铸件完全凝固后,密度小的元素大都集中在上部,密度大的元素则较多地集中在下部。
为防止密度偏析,在浇注时应充分搅拌或加速金属液冷却,使不同密度的元素来不及分离。
宏观偏析有很多种,除密度偏析之外,还有正偏析、逆偏析、V形偏析和带状偏析等。
偏析金相组织见图1:图1边部灰色处为反偏析区2气孔金属在凝固过程中,气体的溶解度急剧降低,在戮度很大的固态金属中难以逸出而滞留于熔体内形成气孔。
与缩孔缩松的形态不同,气孔一般呈圆形、椭圆形或长条形,单个或成串状分布,内壁光滑。
孔内常见气体有H2、CO、H2O、CO2等。
按气孔在铸锭中出现的位置分为内部气孔、皮下气孔和表面气孔。
气孔的存在减少了铸锭的有效体积和密度,经加工后虽可被压缩变形,但难以焊合,结果造成产品的起皮、起泡、针眼、裂纹等缺陷。
气孔形态金相组织见图2:图2浇铸时由模底和模壁产生的气体来不及逸出而沿结晶方向形成气孔3缩孔与缩松金属在凝固过程中,发生体积收缩,熔体不能及时补充,而在最后凝固的地方出现收缩孔洞,称为缩孔或缩松。
容积大而集中的缩孔称为集中缩孔,细小而分散的缩孔称为缩松,其中出现在晶界和枝晶间借助于显微镜观察的缩松称为显微缩松。
金属材料缺陷的特点
金属材料缺陷的特点金属材料是工业生产中常用的一种材料,但是在生产和使用过程中,金属材料会出现各种缺陷,这些缺陷会直接影响到金属材料的性能和使用寿命。
因此,了解金属材料缺陷的特点对于保证产品质量和安全具有重要意义。
一、金属材料缺陷的分类1. 内部缺陷:内部缺陷是指金属材料内部存在的各种不良组织或结构,包括气孔、夹杂物、晶界、析出物等。
2. 表面缺陷:表面缺陷是指金属表面存在的各种不良组织或结构,包括划痕、裂纹、氧化皮等。
3. 尺寸偏差:尺寸偏差是指制造过程中由于加工误差或测量误差而导致零件尺寸与设计要求不符合的情况。
二、金属材料缺陷的特点1. 内部缺陷:(1)气孔:气孔是指金属内部存在的大小不等的空洞。
气孔通常由于熔体中残留的气体没有完全排出或者在冷却过程中气体溶解度降低而形成。
气孔会降低材料的强度和韧性,导致材料易于断裂。
(2)夹杂物:夹杂物是指金属内部存在的非金属物质,如氧化物、硫化物、碳化物等。
夹杂物会影响金属的力学性能和耐腐蚀性能。
(3)晶界:晶界是指相邻晶粒之间的界面。
晶界缺陷包括错位、堆垛缺陷等,会影响金属的强度和延展性。
(4)析出物:析出物是指在固溶体中析出的第二相组织,如硬质相、脆性相等。
析出物会影响金属的力学性能和耐腐蚀性能。
2. 表面缺陷:(1)划痕:划痕是指金属表面被尖锐或硬质物体刮擦后形成的线状或点状凹槽。
划痕会影响产品外观和表面质量。
(2)裂纹:裂纹是指金属表面或内部存在的断裂面。
裂纹会降低材料的强度和韧性,导致材料易于断裂。
(3)氧化皮:氧化皮是指金属表面被氧化后形成的一层薄膜。
氧化皮会影响产品外观和表面质量,同时也会降低金属的耐腐蚀性能。
3. 尺寸偏差:尺寸偏差包括公差、误差等。
公差是指零件尺寸与设计要求之间的允许范围,误差是指实际测量值与理论值之间的偏差。
尺寸偏差会影响产品的精度和可靠性。
三、金属材料缺陷的检测方法1. X射线探伤:X射线探伤可以检测金属内部存在的各种缺陷,如气孔、夹杂物、晶界等。
部分金属材料中常见的缺陷
部分金属材料中常见的缺陷一. 锻件中的常见缺陷及产生的原因:锻件中的缺陷主要来源于两个方面:一种是由铸锭中缺陷引起的缺陷;另一种是锻造过程及热处理中产生的缺陷。
1.1锻件中常见的缺陷类型有:1.1.1缩孔;1.1.2缩松;1.1.3夹杂物;1.1.4裂纹;1.1.5折叠;1.1.6白点。
1.2 锻件中常见缺陷产生的原因及常出现的部位:1.2.1缩孔:它是铸锭冷却收缩时在头部形成的缺陷,锻造时因切头量不足而残留下来,多见于轴类锻件的头部, 具有较大的体积,并位于横截面中心, 在轴向具有较大的延伸长度。
1.2.2缩松:它是在铸造凝固收缩时形成的孔隙和孔穴, 在锻造过程中因变形量不足而未被消除, 缩松缺陷多出现在大型锻件中。
1.2.3夹杂物: 根据其来源或性质夹杂物又可分为: 内在非金属夹杂物、外来非金属夹杂物、金属夹杂物。
内在非金属夹杂物是铸锭中包含的脱氧剂、金属元素等与气体的反产物,尺寸较小,常被熔液漂浮,挤至最后凝固的铸锭中心及头部。
外来非金属夹杂物是冶炼、浇注过程中混入的耐火材料或杂质,故常混杂于铸锭下部,偶然落入的非金属夹杂则无确定位置。
金属夹杂物是冶炼时加入合金较多且尺寸较大,或者浇注时飞溅小粒或异种金属落入后又未被全部熔化而形成的缺陷。
1.2.4裂纹:锻件中裂纹形成的原因很多,按形成的原因,裂纹的种类可大致分为以下几种:1.2.4.1因冶炼缺陷(如缩孔残余)在锻造时扩大形成的裂纹。
1.2.4.2锻件工艺不当(如加热、加热速度过快、变行不均匀、变行过大、冷却速度过快等)而形成的裂纹。
1.2.4.3热处理过程中形成的裂纹:如淬火时加热温度较高,使锻件组织粗大淬火时可能产生裂纹;冷却不当引起的开裂,回火不及时或不当,由锻件内部残余力引起的裂纹。
1.2.5折叠:热金属的凸出部位被压折并嵌入锻件表面形成的缺陷,多发生在锻件的内圆角和尖角处。
折叠表面是氧化层,能使该部位的金属无法连接。
1.2.6白点:锻件中由于氢的存在所产生的小裂纹称为白点。
各种材料的常见缺陷
各种材料的常见缺陷各种材料的常见缺陷材料是人类生产、生活中不可或缺的重要基础,包括各种金属、非金属、聚合物等。
然而,无论何种材料,都会存在一些缺陷,这些缺陷会影响到材料的性能和寿命。
下面将介绍各种材料的常见缺陷。
1. 金属材料的常见缺陷(1) 气孔:指金属材料中存在的气体空腔。
气孔的存在会影响材料的强度和韧性,同时也会引起材料的腐蚀。
产生气孔的原因可能是材料熔化温度不足、气体未能完全排出等。
(2) 针孔:指金属材料内部存在的细小孔隙。
针孔虽然很小,但会导致材料在受力时出现脆性断裂。
(3) 夹杂物:指金属材料中未能完全溶解的杂质。
夹杂物会影响材料的强度和塑性,同时也会引起材料的腐蚀。
(4) 结构不均匀:指金属材料内部结构不均匀的缺陷。
这可能是由于金属加工不当或热处理不均匀等原因造成的。
结构不均匀会导致材料发生变形、疲劳等现象。
2. 非金属材料的常见缺陷(1) 孔洞:指非金属材料中的空腔。
孔洞的存在降低了材料的强度和韧性,同时也会引起材料的腐蚀。
(2) 杂质:指非金属材料中存在的不纯物质。
杂质会影响材料的物理、化学性质,导致材料的强度下降和易脆断。
(3) 晶界:指非金属材料晶粒之间的边界。
晶界可以降低材料的强度和韧性,引起材料的疲劳。
(4) 孪晶:指非金属材料中存在的晶体缺陷,使晶体发生旋转或翻转。
孪晶会导致非金属材料的脆性增加。
3. 聚合物材料的常见缺陷(1) 孔洞:指聚合物材料中存在的微小空腔。
孔洞会导致聚合物材料的强度和韧性下降。
(2) 气泡:指聚合物材料中存在的气体泡沫。
气泡会减低聚合物材料的密度,同时也会影响聚合物材料的强度和韧性。
(3) 假晶:指聚合物材料中存在的结晶缺陷。
假晶会导致聚合物材料变得易脆。
(4) 分子链断裂:指聚合物材料中分子链的断裂。
分子链断裂会导致聚合物材料的塑性下降。
总之,无论何种材料,都存在一些缺陷,这些缺陷会影响材料的性能和寿命。
因此,在材料的生产和使用过程中,必须严谨控制和处理有关缺陷,以使材料的性能更加优越,满足各种工业和生活方面的要求。
金属材料缺陷的特点
金属材料缺陷的特点
金属材料缺陷是指在金属材料中存在的各种缺陷,包括内部缺陷和表面缺陷。
这些缺陷会影响金属材料的性能和使用寿命,因此在金属材料的生产和使用过程中需要对其进行检测和修复。
金属材料缺陷的特点主要包括以下几个方面:
1. 多样性:金属材料缺陷种类繁多,包括气孔、夹杂、裂纹、缩孔等多种形式。
2. 分布不均:金属材料缺陷的分布不均匀,有些缺陷可能只存在于局部区域,而有些缺陷则可能分布在整个材料中。
3. 影响性能:金属材料缺陷会影响材料的力学性能、疲劳寿命、耐腐蚀性能等多个方面,从而降低材料的使用寿命和安全性。
4. 难以检测:有些金属材料缺陷很难通过常规的检测手段进行检测,需要采用先进的无损检测技术才能发现。
针对金属材料缺陷的特点,需要采取相应的措施进行修复和预防。
例如,在生产过程中需要加强质量控制,避免产生缺陷;在使用过程中需要定期进行检测和维护,及时发现和修复缺陷。
同时,还需要不断研发和应用新的无损检测技术,提高缺陷检测的准确性和效率,保障金属材料的安全和可靠性。
所有钢材常见缺陷及原因
所有钢材常见缺陷及原因钢材是一种常用的金属材料,广泛应用于建筑、制造等领域。
然而,由于生产过程中的各种因素,钢材可能会出现各种缺陷。
以下是常见的钢材缺陷及其原因:1.气孔:气孔是在钢材中形成的空洞,通常由高温熔化过程中的气体造成。
这可能是由于钢材在熔化和凝固过程中产生的气体没有被完全排出。
2.夹杂物:夹杂物是在钢材中发现的杂质,如氧化物、硫化物、硅酸盐等。
这些杂质会降低钢材的强度和韧性,并可能导致断裂。
3.结晶偏析:在钢材中,存在着不同成分的偏析现象。
这是由于不同元素在熔融过程中的浓度差异所导致的。
结晶偏析可能导致钢材中局部区域的成分不均匀,从而降低材料的性能。
4.热裂纹:热裂纹是在钢材冷却过程中形成的裂纹,通常发生在高温的条件下。
这可能是由于钢材受到过快或不均匀的冷却导致的。
5.焊接缺陷:钢材在焊接过程中可能出现焊接缺陷,如焊缝内的气孔、夹杂物和裂纹。
这可能是由于焊接过程中的温度和应力造成的。
6.疲劳裂纹:疲劳裂纹是由于长期的应力加载和卸载造成的,通常在结构或机械部件中发现。
这可能是由于钢材的低韧性和高应力环境导致的。
7.化学成分偏差:钢材的化学成分对其性能有重要影响。
如果生产过程中的化学成分控制不当,可能会导致钢材的力学性能不稳定。
8.表面缺陷:钢材在加工、运输和存储过程中可能会出现表面缺陷,如划痕、凹痕和腐蚀。
这可能是由于人为因素、机械磨损或化学腐蚀造成的。
9.剥离:剥离是在钢材上发现的一种缺陷,表现为钢材表层的剥离或分离。
这可能是由于材料的粘结性能不足或加工过程中的热应力造成的。
10.形状缺陷:钢材的形状缺陷包括弯曲、弯曲和扭曲等问题。
这可能是由于生产过程中的机械应力和热应力引起的。
以上是常见的钢材缺陷及其原因。
这些缺陷可能会对钢材的性能产生负面影响,并可能导致结构不安全或使用寿命缩短。
因此,在钢材的生产、加工和使用过程中,需要严格控制这些缺陷的发生,并采取有效的措施来预防和修复这些缺陷。
铝及铝合金的常见缺陷
铝及铝合金的常见缺陷
铝及铝合金是广泛使用的轻质金属材料,但在其生产过程中也存在一些常见的缺陷。
以下是几种常见的铝及铝合金缺陷:
1.气孔:气孔是在铝及铝合金生产中常见的一种缺陷。
气孔通常是由于在冷却过程中,铝液体内部含有气体而形成,如果气孔太大,将会降低材料的强度且会影响铝及铝合金的整体性能。
2.热裂缝:热裂缝是在铝及铝合金加工过程中产生的不良现象。
它是由于金属材料在高温下受到强烈的拉伸应力和收缩应力造成的。
受到应力过大的影响,铝及铝合金可能会因为热裂缝而导致整个产品失效。
3.表面不良:铝及铝合金材料表面不平整,出现波纹或氧化现象也是常见的缺陷。
这种不良表面会影响材料的外观和使用寿命。
4.共晶现象:铝及铝合金也会出现共晶组织现象,这种现象会使材料硬度变得不均匀,并降低产品的抗拉强度和韧性。
共晶组织现象通常是由于物理或化学变化引起的。
以上是铝及铝合金的常见缺陷。
为了避免这些缺陷对产品产生负面影响,我们应该充分了解并掌握铝及铝合金的特性及其生产过程中的控制方法。
生产厂家可以采取有效的措施,限制和消除缺陷,以确保产品性能和品质符合要求。
同时,也应注意材料的选择和储存,以确保产品的质量和稳定性。
钢板常见缺陷及防治措施
钢板常见缺陷及防治措施钢板作为一种常见的金属材料,在工业生产和建筑领域中被广泛应用。
然而,由于生产、运输和使用过程中的各种因素,钢板常常会出现一些缺陷,影响其质量和使用效果。
本文将就钢板常见的缺陷及防治措施进行介绍。
一、常见的钢板缺陷。
1. 表面缺陷,钢板表面常见的缺陷包括划痕、凹陷、氧化、斑点等。
这些缺陷会降低钢板的外观质量,影响其使用寿命和耐腐蚀性能。
2. 内部缺陷,钢板内部的缺陷主要包括气泡、夹杂物、裂纹等。
这些缺陷会降低钢板的强度和韧性,影响其承载能力和安全性能。
3. 尺寸偏差,钢板在生产和加工过程中,容易出现尺寸偏差,包括厚度偏差、长度偏差、宽度偏差等。
这些偏差会影响钢板的加工和安装质量,导致浪费材料和人力成本。
二、防治措施。
1. 加强生产管理,钢板生产过程中,应加强质量管理,严格控制原材料的质量和生产工艺的参数。
采用先进的生产设备和技术,确保钢板的质量稳定。
2. 表面处理,钢板在生产过程中,应进行表面处理,包括除锈、喷漆、镀锌等,以提高钢板的耐腐蚀性能和外观质量。
3. 检测手段,对钢板进行全面的检测,包括超声波探伤、X射线检测、磁粉探伤等,及时发现和修复钢板的内部缺陷。
4. 加强运输保护,在钢板运输过程中,应采取有效的包装和固定措施,避免碰撞和挤压,减少钢板的表面和内部缺陷。
5. 加强安装监理,在钢板的安装过程中,应加强监理和验收工作,确保钢板的尺寸和质量符合要求,提高安装质量和使用效果。
6. 加强维护保养,对已安装的钢板进行定期的维护保养,包括清洁、防腐、涂漆等,延长钢板的使用寿命和安全性能。
三、结语。
钢板作为一种常见的金属材料,其质量和使用效果直接影响到工业生产和建筑工程的质量和安全。
因此,加强对钢板缺陷的防治工作,提高钢板的质量和使用效果,具有重要的意义。
希望通过本文的介绍,能够加强对钢板缺陷的认识,提高对钢板的质量管理水平,确保钢板的质量和安全使用。
各种材料的常见缺陷
型钢断面几何外形歪歪不正,这类缺陷对不同品种各异,名称繁多。如工槽钢的内并外歪,弯腰挠度,角钢顶角大、小腿不平等。
(1)矫直辊孔型设计不合理。
(2)矫直机调整操作不当。
(3)矫直辊磨损严重。
(4)轧辊磨损或成品孔出口卫板安装不良。
重轨常见缺陷
缺陷名称
缺陷特征
产生缘故
结疤
在钢轨的头、腰底部等处局部粘附的金属蒲片状疤皮为重轨结疤,外形轮廓不规那么,有闭合和不闭合的,有生根和不生根的,结疤下面常有肉眼可见的非金属夹杂物。
(3)轧制过程中冷却不当,即因事故浇水时刻过长或孔型冷却水开得太大,低温轧制易形成裂纹。
外表夹杂
显露在钢轨外表上的非金属物质称为外表夹杂。一般呈点状、块状和条状,其大小、深浅无规律,颜色有暗红、淡黄、灰白等。
钢坯有夹杂。
分层
轨腰断面中心线四面显露的金属不离层喊分层。常呈现黑线或黑带,内有大量非金属夹杂物。
轧痕〔凸、凹、压印〕
在钢轨外表出现的各种不连续的伤痕喊轧痕。各种轧痕都存在热加工的痕迹、般呈周期性出现,有时无规律分布。
(1)由于轧槽掉肉,使轧件外表呈现周期性的凸包。
(2)孔型内粘结铁皮,结疤等,使轧件产生周期性的口坑,又称缺肉。
(3)在轧制过程中,氧化铁皮压进轧件外表,冷却或矫直后脱落。形成无规律的压痕。
(1)钢坯带来的外表非金属夹杂物。
(2)在加热或轧制过程中,偶然有非金属夹杂韧(如加热炉的耐火材料及炉渣等),炉附在钢坯外表上,轧制时被压进钢材,冷却经矫直后局部脱落
分层
此缺陷在型钢的锯切断面上呈黑线或黑带状,严重的不离成两层或多层,分层处伴随有夹杂物。
(1)要紧是由于平复钢的缩孔或沸腾钢的气囊未切净。
金属材料的晶体缺陷研究
金属材料的晶体缺陷研究晶体缺陷是金属材料中常见的结构不完整性,对金属的性能和行为具有重要影响。
通过对金属材料晶体缺陷的研究,可以帮助我们更好地理解金属的力学性能、热学性能以及电学性能等方面的特性,进而指导金属加工和设计实践。
一、晶体缺陷的种类晶体缺陷包括点缺陷、线缺陷和面缺陷三类。
其中点缺陷是指晶体中原子位置的变化。
最简单的点缺陷是空位缺陷,即晶体中的原子位置上缺少一个原子。
此外,金属材料中还存在其他点缺陷,如附加原子缺陷和间隙原子缺陷等。
线缺陷是指晶体中一系列原子位置的错位导致的缺陷,最典型的线缺陷是位错。
位错会引起金属材料的塑性行为,影响材料的强度和可塑性。
面缺陷是晶体中表面的断裂或者晶界的缺陷,晶界是晶体中两个晶粒的交界面。
面缺陷对材料的性能和行为具有重要影响,尤其是对材料的耐蚀性和疲劳寿命等方面有显著影响。
二、晶体缺陷的形成机制晶体缺陷的形成机制与金属材料的凝固和固态相变等过程密切相关。
凝固过程中,晶体的生长和形成会受到外界条件的影响,如温度、压力和成分等。
在这些条件的调控下,原子会在晶体中形成不完整的结构,从而形成缺陷。
此外,金属材料在经历力学或热学过程中也会产生晶体缺陷。
例如,在金属加工过程中,由于外界应力的作用,晶体内部会发生位错生成和扩散,从而形成晶体缺陷。
在金属材料的退火过程中,晶体缺陷还会发生位错或挤出,从而减少材料的应力和形变等。
三、晶体缺陷对金属材料的影响晶体缺陷对金属材料的性能和行为具有重要的影响。
首先,晶体缺陷会引起材料的塑性行为。
位错是金属材料中最基本的位点缺陷,对金属材料的塑性变形过程具有重要影响。
位错密度的变化会直接影响材料的力学性能,如强度、硬度和延展性等。
此外,晶体缺陷还会导致材料的疲劳行为和腐蚀性能的变化。
晶体缺陷作为金属表面的缺陷点,容易引发材料表面的腐蚀和疲劳裂纹的生成。
因此,在金属材料的设计和应用中,需要考虑晶体缺陷对疲劳寿命和耐蚀性能的影响。
最后,晶体缺陷还会影响金属材料的导电性能。
金属材料组织缺陷形成机理分析
金属材料组织缺陷形成机理分析金属材料的组织缺陷常常是导致其力学性能下降的主要原因之一。
对于金属材料组织缺陷形成机理的深入研究,有助于我们理解金属材料的性能变化规律,并进一步提高金属材料的性能。
金属材料的组织缺陷主要包括晶界、孔隙、位错和析出相等。
晶界是金属晶粒之间的界面,是金属材料中不可避免的一种缺陷形态。
晶界的存在对金属材料的塑性变形和热稳定性都会产生显著影响。
孔隙是金属材料中的空隙,常常由于金属材料的制备过程中留下的气体或液体引起。
孔隙的存在会导致金属材料的强度降低以及疲劳寿命缩短。
位错是金属晶体内部的线性缺陷,通常由于金属材料的加工过程或外力作用引起。
位错的存在会导致金属材料的变形行为和力学性能发生变化。
析出相是金属材料中存在的非基底相,常常由于固溶体中的固溶度限制或金相转变引起。
析出相的存在会引起金属材料的显微硬化和晶界强化效应。
金属材料组织缺陷的形成机理具有复杂性和多样性。
首先,金属材料的制备过程中存在的化学反应、相变行为和成分偏析等都会导致组织缺陷的形成。
例如,金属材料的合金化过程中,不同元素之间的化学反应会导致相变和析出相的形成。
其次,金属材料的加工过程中的机械变形会引起位错的形成和运动。
金属材料在加工过程中所经历的塑性变形会导致晶界的运动和分布的变化,从而形成晶界缺陷。
此外,金属材料在高温条件下的热处理也会影响组织缺陷的形成。
热处理过程中的相变行为和固溶体的析出相会改变金属材料的晶界、孔隙和位错等缺陷的分布和性质。
为了深入理解金属材料组织缺陷的形成机理,研究人员通常采用多种先进的材料表征技术和数值模拟方法。
例如,透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)可以观察到金属材料中的晶界和位错等缺陷形态。
X射线衍射(XRD)和能谱分析技术可以分析金属材料中的析出相和化学成分。
此外,通过应用分子动力学模拟、有限元分析和相场模型等数值模拟方法,可以模拟金属材料的相变行为、位错运动以及晶界演化等过程。
纯金属中的点缺陷类型
纯金属中的点缺陷类型
纯金属中的点缺陷是指金属晶体中存在的微小缺陷点,以下是几种常见的点缺陷类
型:
1. 点缺陷:金属晶格中原子位置发生偏移或原子缺失,形成点状缺陷,如空位缺陷
和插入原子缺陷。
2. 金属晶粒边界:金属中晶体生长过程中,相邻晶粒的接触面称为晶粒边界。
晶粒
边界是一种点缺陷,常常会导致材料的力学性能下降。
3. 氧化物夹杂物:在金属晶格中存在的氧化物微粒被称为氧化物夹杂物,它们是金
属中的一种点缺陷。
氧化物夹杂物对金属的机械性能和腐蚀性能有较大影响。
4. 可溶性杂质:金属中的微量杂质元素以原子形式溶解在金属晶格中,形成点缺陷。
这些杂质元素可以改变金属的晶格结构、力学性能和化学性质。
5. 偏聚集缺陷:金属晶体中存在的高浓度缺陷点,如位错、孪晶、蝇落粒等,都属
于偏聚集缺陷。
这些缺陷在材料加工和应力加载过程中容易形成断裂。
虽然这里提到的缺陷类型不能出现真实名字和引用,但这些点缺陷在纯金属中普遍存在,对材料的性能产生重要影响。
科学家和工程师们在研究金属材料时通常需要了解和控
制这些缺陷,以提高金属的性能和可靠性。
金属材料焊接缺陷与防治方法
金属材料焊接缺陷与防治方法金属材料中常见的焊接缺陷有:气孔、夹杂、裂缝、未焊透、焊接变形等。
这些缺陷会严重影响焊接质量,导致焊接件使用寿命降低、故障率增加、甚至还可能引起安全事故。
下面我们就来讲一下如何防治这些焊接缺陷。
一、气孔:气孔是焊接过程中产生的气体形成的小孔洞,直接影响焊接强度。
原因有:焊材含水量高、焊工技术不过硬、气源未清洁等。
防治方法:选择高质量的焊材、保证焊材干燥、焊接前充分清洁表面及环境,保证气源的清洁度。
二、夹杂:夹杂是指在焊缝中存在的非金属或金属异物,影响焊缝的密实度。
原因有焊工操作不当、焊接材料含有杂质。
防治方法:进行充分的清洁加工处理,选择加工质量较好的材料,也可选择特点的焊接方法如TIG和电子束焊接,能有效降低夹杂的概率。
三、裂缝:裂缝是指焊接区域内出现塑性破坏的缝状裂纹,会直接影响焊接件的使用寿命。
原因有焊接材料硬度过高、焊接不均匀等。
防治方法:选择较为柔韧的焊接材料,避免震动、应力集中区域的焊接。
对于需求高强度的焊接,可采用多道次焊接的方法进行。
四、未焊透:未焊透是指在焊接过程中焊缝未能达到设计要求的焊接深度。
原因有焊接材料形状或厚度不符合要求、焊接电流过小等。
防治方法:采用适当大小规格的焊接材料,根据实际情况调整焊接电流大小。
五、焊接变形:焊接材料加工中容易发生变形,严重会导致直接影响到焊接质量,如视觉效果不佳以及尺寸精度下降等。
原因有材料本身强度方向不一致、焊接热输入量过大等。
防治方法:尽可能采用低温焊接技术,控制焊接热输入,选用较小的焊接设备,将焊接材料切成小块逐次组合焊接。
总之,防治焊接缺陷的方法主要是从材料质量、操作技巧、设备及工艺上入手,掌握正确的防治方法能有效提高焊接质量,并延长器件的使用寿命。
金属材料缺陷的特点
金属材料缺陷的特点金属材料是一类重要的工程材料,广泛应用于制造业和建筑业中。
然而,金属材料在制造过程中往往会出现一些缺陷,这些缺陷会对材料的性能和使用寿命产生不利影响。
本文将从金属材料缺陷的特点出发,对其进行详细解释,并探讨其对金属材料的影响以及相应的改善措施。
金属材料缺陷的特点之一是多样性。
金属材料的缺陷形式多种多样,包括晶体缺陷、结构缺陷和成分缺陷等。
晶体缺陷是指晶体中存在的原子位移、扭曲或缺失等现象,如晶界、位错和孪晶等。
结构缺陷主要指金属材料的内部结构存在的缺陷,如夹杂物、气孔和裂纹等。
成分缺陷是指金属材料中组分存在的异常或不均匀现象,如偏析和杂质等。
这些不同类型的缺陷对金属材料的性能和使用寿命产生不同程度的影响。
金属材料缺陷的特点之二是分布广泛。
金属材料的缺陷往往分布于整个材料的体积中,而不是局限于某个特定位置。
这是因为金属材料在制备和加工过程中,很难完全避免缺陷的产生。
缺陷的广泛分布会导致金属材料的强度和韧性下降,从而影响其承载能力和使用寿命。
因此,在金属材料的设计和制造过程中,需要采取相应的措施来减少和控制缺陷的产生。
金属材料缺陷的特点之三是难以检测。
由于金属材料缺陷的分布广泛、形式多样,以及一些缺陷的微小尺寸和隐蔽性,使得缺陷很难通过肉眼观察或常规的无损检测方法进行有效的检测。
这就给金属材料的质量控制和检验带来了一定的困难。
因此,需要使用一些先进的无损检测技术,如超声波检测、射线检测和磁粉检测等,来对金属材料中的缺陷进行精确的检测和评估。
金属材料缺陷的特点之四是可通过改善措施进行修复或修复。
与其他材料相比,金属材料具有较好的可加工性和可修复性。
一些金属材料的缺陷可以通过热处理、焊接、热压和热喷涂等工艺进行修复或修复。
此外,通过改变金属材料的配方和制备工艺等,也可以有效地减少和控制缺陷的产生。
因此,在金属材料的设计和制造过程中,需要充分考虑缺陷的形成机制和改善措施,以提高金属材料的质量和性能。
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铸造制品主要缺陷有偏析、气孔、缩孔与缩松、央杂、裂纹、冷隔及其他缺略。
1偏析偏析——在铸件中出现化学成分不均匀的现象。
偏析使铸件的性能不均匀,严重时会造成废品。
偏析可分为两大类:微观偏析和宏观偏析。
晶内偏析(又称枝晶偏析)——是指晶粒内各部分化学成分不均匀的现象,是微观偏析的一种。
凡形成固溶体的合金在结晶过程中,只有在非常缓慢的冷却条件下,使原子充分扩散,才能获得化学成分均匀的晶粒。
在实际铸造条件下,合金的凝固速度较快,原子来不及充分扩散,这样按树枝状方式长大的晶粒内部,其化学成分必然不均匀。
为消除晶内偏析,可把铸件重新加热到高温,并经长时间保温,使原子充分扩散。
这种热处理方法称为扩散退火。
密度偏析(旧称比重偏析)——是指铸件上、下部分化学成分不均匀的现象,是宏观偏析的一种。
当组成合金元素的密度相差悬殊时,待铸件完全凝固后,密度小的元素大都集中在上部,密度大的元素则较多地集中在下部。
为防止密度偏析,在浇注吋应充分搅拌或加速金属液冷却,使不同密度的元素来不及分离。
宏观偏析有很多种,除密度偏析之外,还有正偏析、逆偏析、V形偏析和带状偏析等。
偏析金相组织见图Z:图1边部灰色处为反偏析区2气孔金属在凝固过程中,气体的溶解度急剧降低,在戮.度很大的固态金属中难以逸出而滞留于熔体内形成气孔。
与缩孔缩松的形态不同,气孔一般呈圆形、椭圆形或长条形,单个或成串状分布,内壁光滑。
孔内常见气体有缶、CO、H2O、等。
按气孔在铸锭中出现的位置分为内部气孔、皮下气孔和表面气孔。
气孔的存在减少了铸锭的有效体积和密度,经加工后虽可被压缩变形,但难以焊合,结果造成产品的起皮、起泡、针眼、裂纹等缺陷。
气孔形态金相组织见图2:3缩孔与缩松金属在凝固过程中,发生体积收缩,熔体不能及时补充,而在最后凝固的地方出现收缩孔洞,称为缩孔或缩松。
容积大而集中的缩孔称为集中缩孔,细小而分散的缩孔称为缩松,其中出现在晶界和枝晶间借助于显微镜观察的缩松称为显微缩松。
缩孔表而多参差不齐,近似锯齿状,晶界和枝晶间的缩孔多带棱角,有些缩孔常为析出的气体所充填,孔壁较平滑,此时的缩孔也是气孔,缩孔内往往伴生低熔点物。
缩孔均出现在断面的中心区。
位于头部的缩孔多呈锥形,内表而参差不齐或有粗大的结晶组织。
位于中部的断续缩孔多为形状不规则的大小孔洞,内部有时会充有金属凝固时析出的气体,表面较光滑,在以后的加工中往往难以焊合而形成分层和气泡。
缩孔的附近还易造成应力集中而在加工中产生裂纹。
缩松常分布于断面的中心附近或整个斷面,有时出现在缩孔附近,呈细小分散的孔洞分布于晶界或枝晶间隙。
有些细小的缩松肉眼难以发现,仅借助于显微镜致水压试验才能察觉。
疏松造成金属组织的不致密,因而大大降低合金的机械性能和抗蚀能力。
缩孔和缩松区域的大小与合金的凝固收缩系数,金属液体的流动性,结晶温度范围的宽窄,铸锭的斷面尺寸、浇铸温度以及凝固条件等因素有关。
合金的凝固收缩系数愈大,铸锭斷面的尺寸愈大,缩孔将愈严重。
合金的结晶温度范围越窄,流动性越好,则缩孔越集中;反之如合金的结晶温度越宽,凝固时的结晶过渡带越宽,则愈易形成缩松。
缩孔与缩松产生的主要原因有:熔炼工艺不合理,浇铸温度较低,补缩不良,斷流;冷却强度较大,浇铸速度快;结晶器设计不合理,保温帽太低、潮湿;合金结晶温度范囲宽,流动性差等。
缩孔与缩松形态金相组织见图3、图4:图3铸造终了时补缩不良而在头部形成缩孔,缩孔内有%体未得逸出图4横截面存在分散爆孔,周囲并伴生编松及小裂纹4夹杂与基体有明显分界而,性能相差悬殊的金属或非金属物称为夹杂。
按夹杂的性质可分金属夹杂和非金属夹杂两类。
金属夹杂指不溶于基体金属的各种金属化合物初晶及未熔化完的高熔点纯金属颗粒以及外来异金属;非金属夹杂包括氧化物、硫化物、碳化物、熔剂、熔渣、涂料、炉衬碎屑以及硅酸盐等。
按夹杂来源的不同可分内生夹杂与外生夹杂。
内生夹杂可能以游离状态或与基体金属结合成化合物的状态存在,也可能是多种杂质的互相结合。
内生夹杂中先析出的高熔点金属化合物初晶或纯金属多呈规则的颗粒状、块状、片状或针状,分布极不均匀。
而低熔点金属化合物则常沿晶界或枝晶轴间析出呈液珠状、球状、网络状或薄膜状等。
压力加工时,塑性良好的夹杂可沿如工方向拉长变形,塑性不良的夹杂仍保持铸造时形态或就碎成更小的颗粒,呈斷续的链状沿加工方向分布。
外来夹杂是在生产过程中从炉衬、工具上的剥落物,通常较粗大而形状不定。
由于与基体有完全不同的化学组成和组织,因而在折斷口或切削加工时即可根据不同的色泽与受蚀情况被发现。
钢铁中非金属夹杂物金属在凝固过程中产生的裂纹称为热裂纹;凝固E产生的裂纹称为冷裂纹。
裂纹破坏了金属的完整性,除少数可通过及时加工除去外,通常在以总的加工和使用过程中会沿着应力集中区域进一步扩大,最总导致破裂。
热裂纹是在铸锭尚未完全凝固或虽已凝固而晶界和枝晶间尚有少量低熔点相时,因金属液态、固态收缩及凝固收缩受到阻碍,当收缩应力超过了当时的金属强度或线收缩大于合金延伸率时形成的。
按出现的部位不同,热裂纹可分为表面裂纹、中心裂纹、放射状裂纹及侧面横裂纹等。
热裂纹多沿晶界扩展,曲折而不规则,常出现分枝,裂纹内可能夹有氧化膜或表面略带氧化色。
影响热裂纹的因素有合金的本性(合金的凝固收缩系数和高温强度等),浇注工艺和铸锭结构等方面。
合金中某些元素及不溶性的低熔点杂质能明显增大热裂倾向。
半连续铸锭的冷却速度较大因而比铁模铸锭热裂倾向大得多,铸造中加大铸造速度也会增大热裂倾向,从铸锭结构看,截而尺寸越大,则愈易发生热裂。
冷裂纹是在铸锭冷却到温度较低的弹性状态时,若锭坯内外还存在较大的温差,则收缩应力可能集中于某些薄弱区域。
一旦应力超过了金属的企度和塑性极限,铸锭将出现冷裂。
冷裂纹的特征是多呈穿晶开裂,多呈直线扩展,裂纹较规则、挺拔平直。
冷裂纹往往由热裂纹发展而来。
铸造裂纹产生的直接原因是存在铸造应力,引超的因素有:铸造温度不合适,速度快,冷却速度过大或过小,冷却不均匀:连铸拉停工艺不当;合金本身有热脆性,强度差;覆盖剂或润滑剂选择不合理;结晶器、址蜗、托座、浇铸管等设计不良,变形或安装不当。
铸造中冷热裂纹如图Q、图7:因铸造速度过快引起的中心热裂纹图7内部应力冷裂纹6冷隔铸锭表面出现折皱或层叠状的缺陷,或者内部出现金属不连续现象统称冷隔。
冷隔的铸锭外表面不平整,层与层之间不连续,横斷面分层,中间往往有氧化膜并伴生气孔等缺陷。
冷隔按形态可分折皱式和层叠式两种。
当浇铸温度较低,金属液面产生的薄膜凝壳未能与E来浇入的金属熔合,便产生折皱式冷隔。
层叠式冷隔较为多见,这是由于金属液的静压力大于金属的表面张力和氣化膜的强度,金属液冲破氧化膜而进入结晶器壁,但强烈地冷却使金属的流动性很快降低,结果不能与氧化膜凝売熔合而形成层叠式冷隔。
冷隔按出现的部位不同分表面冷隔、皮下冷隔和中心冷隔。
冷隔产生的原因:浇铸温度低,冷却水压高,浇速不稳定,液而波动大,中间断流,补缩不良是形成冷隔的重要因素;严重的表而冷隔向铸锭内延伸,还引起皮下冷隔;结晶器内壁结构设计不合理,选材不当等也能字致冷隔的出现。
冷隔是铸锭常见缺陷之一,影响金属表而和内部的完整性,且会影响加工和使用,严重时引起加工裂纹和其他表而缺陷。
冷隔缺陷形态如图8所示:图8中心冷隔7晶粒不均铸锭不同部位晶粒大小差异较大的现象称为晶粒不均。
常见的有:扁锭结晶中心线偏离中心,两侧粗大柱状晶,方向相差较大, 柱状晶扭曲,方向紊乱;圆锭偏心严重,局部粗大柱状晶,局部晶粒细小;悬浮晶或其他异常紐大晶粒。
产生的主要原因:结晶器内壁粗糙,结晶器变形,润滑油涂料分布不匀;冷却强度差异较大,冷却水分流不均,射角不合理,方向紊乱:浇铸时间长, 浇温低,冷却缓慢等。
典型晶粒不均如图叼所示:晶粒严重不均匀,坨晶方向絮乱8其他表面缺陷铸锭常见的表而缺陷还有:疤痕、麻面、麻坑、毛刺、纵向条痕,横向竹节等。
(Z)麻面铸锭表面的各种不平整现象称为麻面。
麻面上常有颗粒状凸起和砂眼,并伴生有涂料、覆盖剂、氧化物等污物。
产生的主要原因是铸造温度低、速度慢;结晶器内壁不光滑致擞盖剂不良; 漏斗堵寒等。
(2)毛刺铸锭表面、边角、出现尖锐状金属凸起现象称为毛刺。
产生的主要原因是结晶器内壁不光滑;空心铸坯连铸芯杆质量不好。
(3)纵向条痕铸锭表面呈连续或断续的纵向条状凸起或凹陷称为纵向条痕。
产生的主要原因是结晶器内壁钻有金属致其他氧化物或其上产生磨损的凹槽;内衬装配缝隙较大。
(4)竹节具有拉停工艺的连铸坯,表面出现较大的周期性的凹凸现象称为竹节。
产生的主要原因是拉停工艺不当或者结晶器、模具变形。
金属材料加工成形缺陷1过热与过烧金属在加热或加工过程中,由于温度高,时间长,导致组织及晶粒粗大的现象称为过热;当金属在近于熔化温度下加热或严重过热时,晶间局部低熔点组元熔化或晶界弱化现象称为过烧。
过热后表而出现粗糙的麻点,桔皮,晶粒粗大等现象。
过热了的合金强度虽下降不多,但室温下的冲击韧性和塑性却大大下降。
材料变脆,断口上显现粗大的结晶颗粒。
高倍下观察除粗大的等轴晶外,或有粗大的第二相,或有粗大的魏氏组织。
过热并非绝对废品,有时可通过再变形、再处理等方法予以矫正或降级使用。
过烧后表而粗糙,晶界变紐、变直、发毛,甚至出现裂纹,还会出现易熔化和氣化薄膜层;过烧使金属结合力大大降低;显微组织中出现晶界加粗, 熔化空洞或共晶球,熔化的液相网,甚至在几个晶粒的交界处有熔化出现的不规则空洞等现象;轧制时或挤制E出现晶界裂纹、板材侧裂、棒材头部开花、张口裂或裂成碎块,开裂部位能看到粗大枝晶和熔化的痕迹。
过热与过烧产生的主要原因有:加热温度高,时间长或局部长时间处于高温源处;热加工终了温度过高或者在高温区停留时间过长;合金中存在低熔点组元,或低熔点夹杂较多。
2裂纹与开裂(Z)加工裂纹加工工艺不当或工序存有缺陷时均能引起加工裂纹。
加工裂纹也可分为热裂纹和冷裂纹两类,其区别在于裂纹周围的显微组织,前者无明显变化而E者有严重变形。
就形态上来分有纵向裂纹、横向裂纹、侧裂、张口裂、螺旋状裂纹、周期性横裂、断裂、呈4S°的斜裂纹以及不规则裂纹等。
按分布则可分局部裂纹、头部开裂、表面裂纹、中心裂纹以及晶间裂统等。
加工裂纹的产生原因应从金属本身及加工工艺两方面来分析。
属于金属本身的有以下几方面因素:合金的成分和杂质含量;铸锭存在冷隔、斑疤和偏析瘤等表面缺陷,缩孔、疏松、气孔、夹杂、偏析等内部缺陷时,加工时易沿此而产生裂纹;发达的柱状晶构明显弱面时易沿晶界或弱而开裂:合金在上道工序存有裂纹、过烧、过热,或第二相分布不良,组织不匀,以及相变引起的微裂纹等缺陷。
(2)热处理裂纹①合金内部存在较大的残余应力时,如加热引起的热应力与残余应力方向一致而叠加超过金属徑度时会造成开裂。