大型锻件中常见的缺陷与对策
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。
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摘要：I.引言- 大型锻件的应用背景- 锻造过程中常见缺陷概述II.大型锻件中的常见缺陷- 锻造裂纹- 夹杂物- 疏松- 偏析- 折叠III.大型锻件缺陷的对策- 针对锻造裂纹的对策- 针对夹杂物的对策- 针对疏松的对策- 针对偏析的对策- 针对折叠的对策IV.结论- 总结大型锻件中常见缺陷及对策- 强调质量控制的重要性正文：I.引言大型锻件广泛应用于航空、航天、能源等各个领域，其质量直接影响着设备的运行安全和可靠性。
在锻造过程中，由于各种原因，锻件中常会出现一些缺陷，如锻造裂纹、夹杂物、疏松、偏析和折叠等。
针对这些缺陷，本文将对大型锻件中的常见缺陷及对策进行探讨。
II.大型锻件中的常见缺陷1.锻造裂纹锻造裂纹是锻件中最常见的缺陷之一，主要由于锻造过程中金属的塑性变形不均匀，内部应力过大而产生。
裂纹可能出现在锻件的表面或内部，对锻件的使用性能产生严重影响。
2.夹杂物夹杂物是指在锻造过程中，金属中混入的氧化物、硅酸盐等非金属杂质。
夹杂物会影响锻件的力学性能和耐腐蚀性能，甚至导致锻件在使用过程中断裂。
3.疏松疏松是指锻件中出现的孔洞或疏松区域，通常由于金属在锻造过程中未完全充填模腔而产生。
疏松会降低锻件的强度和韧性，严重影响锻件的使用性能。
4.偏析偏析是指金属中某些元素或化合物在锻件中分布不均匀的现象。
偏析会导致锻件的性能不均匀，可能出现局部脆弱、疲劳裂纹等问题。
5.折叠折叠是指锻件在锻造过程中产生的折叠状缺陷，通常由于金属在流动过程中受阻或变形不充分而产生。
折叠会降低锻件的强度和韧性，影响锻件的使用性能。
III.大型锻件缺陷的对策1.针对锻造裂纹的对策- 优化锻造工艺，降低金属的内部应力- 严格控制锻造温度，避免过热或过冷- 合理设计模具，确保金属塑性变形均匀2.针对夹杂物的对策- 提高金属原料的质量，减少夹杂物的含量- 采用净化熔炼技术，降低金属中的杂质含量- 合理选择锻造工艺，避免金属氧化和硅酸盐形成3.针对疏松的对策- 提高锻造速度和变形程度，使金属充分充填模腔- 优化模具设计，确保金属流动畅通- 严格控制锻造过程中的润滑剂和冷却剂使用4.针对偏析的对策- 优化金属成分，控制元素含量和分布- 采用均匀化热处理工艺，改善金属的分布状态- 严格控制锻造过程中的温度梯度和冷却速度5.针对折叠的对策- 优化锻造工艺，确保金属流动顺畅- 合理设计模具，避免金属受阻和变形不充分- 严格控制锻造过程中的力度和速度IV.结论大型锻件中的常见缺陷及对策是锻造过程中需要关注的重要问题。
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。
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
锻件常见缺陷裂纹的原因
锻件常见缺陷裂纹的原因锻件常见缺陷裂纹的原因有很多，主要包括以下几个方面：1. 锻造前材料的缺陷：锻造前原材料中可能存在着各种缺陷，如夹杂物、气孔、夹渣等。
这些缺陷会在锻造过程中被拉长、扭曲或剪切，最终导致锻件出现裂纹。
2. 异常冷却方式：锻件在冷却过程中，如果冷却速度过快或不均匀，会导致锻件内部产生应力集中，从而引发裂纹。
尤其是在大尺寸、复杂形状的锻件中，由于其冷却速度不均匀，容易出现内部裂纹。
3. 冷、热变形不均匀：锻造过程中，如果材料的冷、热变形不均匀，会导致锻件内部应力分布不均匀，从而引发裂纹的产生。
尤其是在复杂形状、壁厚不一的锻件中，易出现材料贫化、过冷区和高应力区，容易引发裂纹。
4. 锻造温度过低或过高：锻造温度是影响锻件质量的关键因素之一。
如果温度过低，会导致材料的硬化能力不足，易发生塑性变形困难，从而引发裂纹；而温度过高，则会导致材料的焊接性能下降，也容易引发裂纹。
5. 压力不均匀：锻造过程中，如果锻压力不均匀，会使锻件中的应力分布不均匀，从而容易产生应力集中和裂纹。
尤其是在薄壁锻件中，容易出现锻压力不均匀的问题，导致裂纹的发生。
6. 锻件设计不合理：锻件的设计是影响锻件质量的重要因素之一。
如果锻件的形状、结构设计不合理，容易导致应力集中，从而引发裂纹的产生。
尤其是在复杂形状、尺寸大的锻件中，设计不合理会增加裂纹发生的概率。
7. 热处理不当：热处理是锻件制造过程中的关键环节，如果热处理不当，会导致锻件中的应力不释放或释放不充分，从而引发裂纹。
此外，热处理时的温度、时间等参数也需要合适，否则也可能导致裂纹的产生。
这些都是导致锻件常见缺陷裂纹的主要原因。
为了降低或避免裂纹的产生，需要从原材料选用、工艺控制、设备维护等方面做好控制和管理。
同时，制定合理的锻造工艺和热处理工艺，合理设计锻件形状和结构，对裂纹的产生起到有力的控制和避免作用。
还需要加强工作人员的培训和技能提升，提高他们的专业水平和质量意识，从而减少裂纹缺陷的发生，提高锻件的质量。
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摘要：I.引言- 大型锻件的应用领域- 大型锻件生产中常见的缺陷II.大型锻件中常见的缺陷1.缩孔2.疏松3.夹杂物4.裂纹5.变形III.针对常见缺陷的对策1.缩孔a.减少金属液中的气体含量b.优化锻造工艺c.控制模具冷却速度2.疏松a.提高金属液的纯净度b.严格控制锻造温度c.优化锻造过程3.夹杂物a.提高金属液的质量b.控制冶炼工艺c.采用合适的过滤措施4.裂纹a.优化锻造工艺b.严格控制冷却速度c.提高材料韧性5.变形a.提高金属液的流动性b.优化模具设计c.控制锻造力矩IV.结论- 针对大型锻件中常见缺陷采取有效对策的重要性- 对未来大型锻件生产中缺陷控制的研究展望正文：大型锻件在航空航天、石油化工、船舶制造等领域的应用越来越广泛，其生产过程中常见的缺陷对锻件的性能和使用寿命有着重要的影响。
本文针对大型锻件中常见的缺陷进行了分析，并提出相应的对策，以期提高大型锻件的质量。
首先，大型锻件生产中常见的缺陷包括缩孔、疏松、夹杂物、裂纹和变形等。
缩孔是由于金属液中的气体未能及时逸出，在锻件表面形成的小孔；疏松是由于金属液凝固时形成的孔洞；夹杂物是金属液中未溶化的杂质；裂纹是在锻造过程中由于应力过大而产生的裂纹；变形则是由于金属液在锻造过程中的不均匀流动而导致的形状变化。
针对这些常见缺陷，本文提出了相应的对策。
对于缩孔，可以通过减少金属液中的气体含量、优化锻造工艺以及控制模具冷却速度等措施来减少缩孔的产生；对于疏松，可以提高金属液的纯净度、严格控制锻造温度以及优化锻造过程等方法来降低疏松的产生；对于夹杂物，可以提高金属液的质量、控制冶炼工艺以及采用合适的过滤措施等手段来减少夹杂物的出现；对于裂纹，可以通过优化锻造工艺、严格控制冷却速度以及提高材料韧性等方法来防止裂纹的产生；对于变形，可以提高金属液的流动性、优化模具设计以及控制锻造力矩等措施来降低变形的产生。
总之，针对大型锻件中常见缺陷采取有效对策对于提高锻件的质量和性能具有重要意义。
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。
锻件的瑕疵原因及检验方法
锻件的瑕疵原因及检验方法1锻件的瑕疵类别把锻件瑕疵分类，可分为:原料切料时的、加热时的、锻造时的、热处理时的、清除氧化锈皮时的、切削加工时的等许多种类。
每种类又可分为一些小的类别。
但锻件常见的瑕疵和产生瑕疵的原因叙述如下:1）不用模型锻造生产大批锻件，虽然是由同一锻模制造，但有时却还有不准确和尺寸不相同的锻件出现，这是因锻模被磨损的结果。
2）锻模在分模面上错移3）锻件没有锻透4）锻件上有压痕和皱折，这是因金属在模槽中的形状不合适引起每一部分材料堆聚，或者是前面工序锤击过重所形成了卷边后道工序将氧化皮夹在里面，因此产生了夹层。
5）锻件表面上形成斑疤是因为锻件上或锻模槽内氧化锈皮没有清除的结果。
2锻件几何外观质量检验几何尺寸的检查法要点如下:1）检查高度和直径:抽查时用普通卡尺，全查时用极限量规。
2）检查，抽查时用带千分表的卡，全查时用极限卡钳。
3）孔径:用极限量规。
4）检查大孔径，用样板测量。
5）检查长度:如只测量一个尺寸，可用杆状样板以槽宽的公差检查，如同时测量几个尺寸，可用成形样板检查。
6）检查弯曲度:将锻件放置在元宝铁或磙子上旋转，检查脉动，如大量检查曲轴或其他截面有变化的件，可同时检查几处脉动。
7）检查表面翘曲度:将大面积锻件放置在三个支点上，用深度仪检查。
8）检查表面平行度:将锻件放置在基准面上，用深度仪检查。
9）检查表面垂直度:将锻件放置在元宝铁上，用深度仪检查，大量检查时，用电接触仪，尺寸误差超过公差，红灯就亮，合格的锻件，绿灯就亮。
10）检查角度:用量角器或专门的量角仪。
3锻件表面质量检验1）目视检查这是检验锻件表面质量最普遍、最常用的方法，凭肉眼观察锻件表面是否有折叠、裂纹、压伤、疤痕、表面过烧等缺陷。
锻件表面隐藏较深的缺陷，常在酸洗、喷沙或滚筒清除表面氧化皮后进行目视检查。
3）磁力探伤也称磁粉探伤或磁粉检验，可用来发现锻件肉眼不能检查出的表面层中微小缺陷，如微小裂纹、折纹、夹杂等。
大型锻件粗晶缺陷的成因及控制措施
本文源自：中国无损检测论坛
金属材料的晶粒大小不是一成不变的，一般情况下，随着晶粒细化，钢的屈服强度、疲劳强度提高，同时具有很高的塑性和冲击韧性。
但发生粗晶时，锻材的塑性性能便会明显下降，影响了材料使用寿命。
粗晶影响因素：
1.变形温度
加热条件下，原子的活动能力增加，随着加热温度升高，原子的扩散能力增加，晶粒长大趋势加剧，细晶粒极易变为粗晶粒。
加热温度越高，粗晶越严重。
2、保温时间
高温保温时间越长，粗晶现象越严重，但较加热温度影响小。
3、变形程度
粗晶可以通过热变形消除，原始加热温度越高，所需变形程度越大。
预防粗晶应采取的措施：
1、锻造前加热温度应严格控制在平衡图固相线（AE）以下150-250℃。
保温时间不宜过长，要根据锭型确定合理的保温时间。
2、锻造变形可以打碎粗大的奥氏体晶粒，细化组织，消除粗晶。
3、锻造过程中应尽量避免出现锻件上只加热而不变形部分。
4、在决定最后一次的加热温度时，要根据剩余变形量决定，以免由于终锻温度过高，引起晶粒粗大，变形程度过小，锻造变形力传递不到锻件中心。
在锻造变形时，应避免小压下量变形工艺。
本文摘自: 中国无损检测论坛() 详细出处请参考：/forum.php?mod=viewthread&tid=669&extra=page%3D4。
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。
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。
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。
模锻在锻造过程中缺陷及预防措施
模锻在锻造过程中缺陷及预防措施引言模锻是一种常见的金属锻造工艺，具有高效、高精度的特点。
然而，在模锻过程中，由于各种因素的影响，常常会出现一些缺陷。
本文将详细介绍模锻过程中常见的缺陷及其预防措施，旨在帮助读者更好地理解模锻工艺，提高产品质量。
1. 毛刺毛刺是模锻过程中常见的缺陷之一，主要表现为锻件表面出现不规则的突起。
毛刺的产生主要与模具设计、焊缝准备不当、材料不合理等因素有关。
1.1 模具设计在模锻过程中，模具的设计起着至关重要的作用。
合理的模具设计可以减少毛刺的发生。
首先，要确保模具的表面光洁度，在模具表面涂覆一层光滑的润滑剂，减少锻件与模具的摩擦。
其次，要注意模具的边缘处理，采用倒角或圆弧等设计，减少锻件与模具接触时的边缘压力。
1.2 焊缝准备毛刺的另一个常见原因是焊缝准备不当。
焊缝处存在不均匀的应力分布，这会导致焊缝周围的材料在锻造过程中容易形成毛刺。
为了解决这个问题，我们可以通过提前进行焊缝的减薄和均匀化处理，确保焊缝处的应力分布更加均匀。
1.3 材料选择材料的选择对模锻过程中毛刺的发生起着重要作用。
某些材料在模锻时容易形成毛刺，这主要是因为其表面粗糙度较高或锻造温度过高。
合理选择材料，并严格控制锻造温度，可以有效预防毛刺的产生。
2. 气孔气孔是模锻过程中另一个常见的缺陷，主要由于锻件内部存在气体残留或吸附气体进入而引起。
气孔不仅影响锻件的外观质量，还会降低其力学性能。
2.1 真空处理为了减少气孔的产生，可以在模锻过程中采用真空处理技术。
真空处理可以有效地去除锻件内部的气体，减少气孔的形成。
在真空处理前，应注意确保锻件表面的净度，减少对气孔形成的影响。
2.2 材料处理合理的材料处理也是减少气孔的重要措施。
材料在模锻前，可以通过热处理、脱气等方式减少内部气体的含量。
同时，在材料的选择上，应尽量选择低气孔率的材料，以减少气孔的形成。
2.3 控制锻造参数控制锻造参数是减少气孔形成的关键。
首先，要合理控制锻造温度，确保材料能充分熔化并排出内部的气体。
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
大型锻件几种常见缺陷的防止方法
大型锻件几种常见缺陷的防止方法1. 引言- 解释大型锻件的重要性和应用范围- 引出本文将要探讨的话题：大型锻件的常见缺陷及其防止方法2. 大型锻件常见缺陷- 列举大型锻件可能存在的缺陷，如气孔、夹杂、裂纹等- 分析每种缺陷对大型锻件的影响和危害性3. 大型锻件缺陷原因- 探究大型锻件出现缺陷的原因- 分析设计、加工、材料等方面的问题可能对锻件质量产生的影响4. 防止大型锻件缺陷的方法- 介绍锻件加工中的关键步骤，如坯料准备、模具设计、锻造工艺等- 提出可以采用的措施，如超声波探伤、热处理、钢锭去氧化、沉淀硬化等，避免大型锻件出现缺陷5. 结论- 总结大型锻件防止缺陷的方法和措施，强调其对大型锻件质量和安全的重要性- 展望未来大型锻件制造的发展方向，强调高质量、高效率、低成本的未来趋势6. 参考文献- 附上本篇论文所参考的相关文献和资料第一章：引言大型锻件是指直径或最长边尺寸大于1000毫米，重量大于1000千克，具有高度精度和高性能的机械工程零部件。
在现代化的工业中，它们被广泛用于核电、风电、船舶、石化等领域。
大型锻件的高性能和高质量要求使得其制造过程变得复杂和困难。
制造过程中常常会出现一些缺陷，这些缺陷会严重影响大型锻件的质量和安全性。
因此，如何避免和防止大型锻件缺陷成为了一个重要的问题。
本文将介绍大型锻件常见的缺陷类型以及缺陷出现的原因。
然后，将提出有效的防止大型锻件缺陷的方法和技术。
通过本文的介绍，读者可以了解到如何有效地制造高质量、高性能的大型锻件。
第二章：大型锻件常见缺陷大型锻件的缺陷种类多样，缺陷形式也各异。
下面介绍几种常见的大型锻件缺陷：1. 气孔：这是一种气体在金属中形成的孔洞，由于大型锻件是在高温条件下加工的，所以金属中的氧化物和气体容易形成气孔。
气孔可以分为三种类型：生锈气孔、胶体气孔和气孔。
它们容易引起金属的缩松和裂纹等缺陷。
2. 夹杂：这是指金属中的杂质物质，如磷、硫、碳等，会对金属的物理性质和力学性能产生影响。
锻件中的常见缺陷及产生的原因
锻件中的常见缺陷及产生的原因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。
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。
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。
11.2.4.3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。
锻造常见缺陷及原因
锻造常见缺陷及原因锻造是一种常用的金属加工方法，通过加热金属材料使其软化，然后施加压力改变其形状和结构。
然而，在锻造过程中，常常会出现一些缺陷，这些缺陷可能会影响产品的质量和性能。
下面将介绍一些常见的锻造缺陷及其原因。
1.铸造夹杂物：夹杂物是指在锻造过程中由于材料的不纯或杂质的存在而产生的非金属颗粒。
夹杂物可能会损害锻件的力学性能，并在应力作用下起到裂纹的起始点。
夹杂物的常见原因包括原料不纯、金属液处理不当和冶炼技术不合理等。
2.表面皱纹：在锻造过程中，金属材料可能会产生表面皱纹，这些皱纹可能会降低产品的表面质量和耐蚀性。
表面皱纹的原因可能包括锻件的温度不合适、锻造速度过快、模具的设计不合理等因素。
3.裂纹：裂纹是指在锻造过程中产生的金属材料的断裂缺陷。
裂纹可能会导致锻件的断裂和失效。
裂纹的原因可能包括金属材料的内部应力过大、锻造过程中的温度和应变不均匀、模具的设计不合理等。
4.气孔：气孔是指锻件中的气体聚集在一起形成的孔洞。
气孔可能会降低锻件的力学性能并导致金属材料的脆性增加。
气孔的原因可能包括金属液中的气体溶解度高、金属液的排气不彻底、金属材料的氢含量高等。
5.凸缘：凸缘是指锻件表面的凹陷，通常是由于模具的设计不合理或者锻造过程中的卡位不良而引起的。
凸缘会降低锻造件的密封性和耐蚀性。
6.尺寸偏差：尺寸偏差是指锻造件的实际尺寸与设计尺寸之间的差异。
尺寸偏差可能会影响锻件的装配和使用，降低产品的功能性。
尺寸偏差的原因可能包括模具的磨损、材料的收缩率不均匀、锻造机床的精度不高等。
以上是一些常见的锻造缺陷及其原因。
为了避免这些缺陷的出现，可以通过优化锻造过程，提高金属材料的质量，改进模具设计和锻造工艺等手段来减少缺陷的发生。
同时，对于已经出现的缺陷，可以通过修复和加工的方法来消除或者修复。
大型铸锻件生产中几种常见的缺陷
伍 技 术 协 作 信 息
２ ｏ ｌ ５ （ ２ ０ ） 总 第 １ ２ １ ９
大型铸锻件生产中几种常见的缺陷
李少飞 ， 中 国一 重天津重型装备 工程研究有限 公司
摘 要： 介绍 了大型铸锻件 出了改进 的措施 ， 以此为改善 大型铸锻件 的生产 工艺和提 高产品质量提供 参考 。 关键 词 ： 大型铸锻件 ； 偏析 ； 白点 ； 晶粒遗传
－
慢， 内外温 度 差别 较大 。此 外 ， 塑 性变 形 的夹 杂物 ， 成 分偏析 使奥 氏体冷却 转变发 使锻件 内部的粗大晶粒得到细化 。但对于 时 ，内外 层金属 流动程度 的差别 也较大 ， 生先后的差别 ， 碳和合金元素富集的偏析 过 冷 奥 氏体 稳定 性 很高 的高 淬 透性 钢 来 这种特点导致一些转变过程在大型铸锻 区 ， 转变迟 于 周 围 ， 由于氢 在 奥 氏体 中具 说 ， 他们 的 Ｃ Ｃ Ｔ曲线 上几乎 或完全看 不到 件中得到充分发展， 从而形成各种形式的 有较高 溶解度 ， 先转 变排出 的氢聚 集在未 表 示 过冷奥 氏体分 解为 珠 光体 型组 织 的 缺陷 。本文结 合大型铸锻 件生产 实际 ， 介 转变 的偏析 区 ，造成氢 的局部 富集状 态 。 线段 。这表 明 ， 对 于这些 钢种制 成的 大锻 绍了几种常见缺陷。 氢也会 向夹 杂物区富集 ， 夹 杂物在 钢中如 件 ， 在 完成锻 造过 程 之后 ， 即使 采 用极 为 偏析 同缺 口一样 ， 引起 应 力集 中 ， 在 夹杂 物 附 缓慢 的冷却或经过在 ６ ∞ ℃左右很 长时 间 液态金属 在铸型 中凝 固时 ， 由于选分 近形 成应力 峰值 ， 这些都使 大型铸 锻件产 的停 留 ， 也不 能获得珠 光体组 织 。这 些钢 结晶的结果 ， 溶质元素以不同方式进行重 生白点ｆ 掏 倾向增大。在材料的使用过程中 种在锻后冷却过程中， 几乎总是转变为针 新分 布 ， 造成 化学 成分 的不 均 匀性 ， 这 种 的氢在应力作用下向多向拉应力区富集 ， 状特征 明显的贝 氏体组织 ， 或 贝 氏体 与马 缺陷 即为偏析 。 偏 析可分为宏观偏析和微 使 钢产 生氢 脆 ， 失去 塑性 ， 易发 生脆 性 破 氏体混合组 织。在贝 氏体转变 中 ， 由于 ｄ 观偏析两类。宏观偏析可分为上“ Ｖ ” 型偏 裂 【 ２ 】 。 相与 母相 奥 氏体之 间保持 着 第二 类 共格 析和下“ Ｖ ” 型偏析 ， 微观偏析包括枝晶偏 铸件一 般采用大气 浇注 ， 不利 于氢 的 关系 ， 使得在新 旧两相 之间存 在明确 的晶 析和 晶问偏析 。 扩散， 当合金钢铸 钢件壁 厚较大叠 加快 冷 体学位相 关系 。这样 一 来 ， 在锻 造过 程 中 生产 中 Ｎ ｉ — Ｍ ｏ － Ｃ ｕ 系合金 铸钢屡见严 条件时，会出现较高的组织应力和热应 形成 的粗 大 、 不均匀 的奥氏体 晶粒 的外形 重枝 晶偏析 ， 分析 发现该 类铸件浇 注温度 力 ， 这 两种应力 与氢交互 作用 的结 果则 有 和取 向便通过粗 大 、 互成一定 角度 排列 的 较高 ， 枝 晶偏 析严 重 ， 虽 经高 温 均匀 化退 可能产生与锻钢件类似的 白点。 贝 氏体针状组织被保 留下来。 火、 正 回火处 理 ， 但 由于 均 匀化 退火 时 间 防 止大 型 合金 铸件 产 生 白点 的一 般 这种 非平衡 组织再度 加热 ， 发 生奥 氏 不足 ， 偏 析程 度 仍未 减轻 ， 发达 的树 枝 晶 措施是 ： 体 转变 时 ，新相 既 可以 生成 为 球形 奥 氏 依 然可见 。断 口检验时在纤维状 基底上显 ｌ 注 意炉 料烘 烤 ， 冶 炼 时充分 沸腾 ， 采 体 ， 也 可 以生 成为 针形 奥 氏体 ， 或两 者 兼 示由枝晶偏析所引起的灰片状断口特征 用真空除气技术 ， 最大限度去除钢中的含 而有之。此时， 如果转变产物以针形奥氏 Ｉ １ ］ 。此种组 织条件也将使 钢的冲击韧 性相 氢量 ； 体 为主 ， 则在 加热 转 变完 成后 ， 原有 的粗 应下降 。 ２ 铸 件浇注 完毕 后 ， 在砂 箱 中实行 保 大 奥氏体 晶粒组织将 得到恢复 并造 成 “ 组 减轻微观偏析 的一 般对 策是 ： 温缓冷工艺 ， 并控制在 ２ ０ Ｏ ℃以下打箱 。 织 遗传 ” ， 这种组 织特 征 ， 即便通 过后 继的 ｌ 适 当降低浇注温度和浇 注速 度 ， 减小 ３ 根 据钢种 和钢 中氢 含量 以及锻件 的 高 温回 火处 理也不 能完全 消除 ； 如果 转变 厚壁铸件 中的枝 晶尺寸 ， 枝 晶偏 析程 度可 大小等情况确定 合理的去氢退火规范 。 产 物以球形 奥 氏体 为主 ， 则在加 热转 变完 以减轻 ； 笔者 在 生产 工程 中针 对 大壁 厚 铸件 成后 原有 的粗 大奥 氏体晶粒 组织将 得到 ２ 采 用较长 时间的高温 均匀 化退 火处 材 料 的成 分和氢 含 量水 平进 行 了大 量 的 细化 ， 无组织遗 传发 生。此处 ， 决定 睦的影 理， 微 观偏 析程度可以减轻 。 热 处理参数 实验 ， 确定了行 之有效 的去 氢 响因素是加热速度【 ３ 】 。 生产中针对 某含 Ｃ ｕ 铸钢件 的成分及 ＋ 性能热处 理工艺 ，实际铸件 试块在经 历 大 壁厚件 的实际工 艺制定过 程 中 ， 多 尺寸 ， 进 行了 热处 理参 数 优化 ， 采取 了去 长 时 间去 氢退 火后 ，白点 已得 到 有效 控 在性能热处理前采用多次正火或者退火 ， 氢退 火 ＋ 高温均匀 化退 火 ＋ 正 回火的工艺 制 ，并显 著提 高 了铸件 产 品 的强 韧性 水 以有效细化 晶粒 。也有研究人 员探 索了超 形式 ，最大程 度地 降低了偏析 的影 响 ， 有 平。 超临界高中压转子用 Ｘ Ｉ ２ 钢等温转变切 效 保证了同批次铸件的强韧 Ｉ 生水平 。 三、 晶粒遗传 断 晶粒 遗传 的工艺方 法 ， 即先加热 至高 温 二、 白点 大型 锻件在制 造过程 中 ， 由于 原始钢 区保 温完全 奥氏体化 ， 发生 锻态 组织分 解 在大 型船用 铸件的生产 过程 中 ， 随着 锭尺 寸 巨大 ， 结 晶过程 缓慢 ， 铸造 组 织异 相 变 ， 球状的奥 氏体在 原奥 氏体 晶粒 内部 铸件 注能 试块尺 寸及壁 厚的增加 ， 部 分苛 常粗大 ； 后期 锻造周 期长 、 加热 火次多 ， 而 形核长大 ，而非在原奥氏体晶界形核， 切 刻的取样位 置 ，如 ｌ ／ ４ 壁厚 位置 出现 塑性 且锻 比小 ， 变 形分 布不 均匀 ； 外加 加 热速 断 了残余组 织长大 的路径 ， 再冷 却至 中 间 及 低温 韧性 明显 降低 的现 象 ，经 断 口分 度慢 ， 在高温区域停留时间长 ， 无锻比加 温 度 ， 过 冷 条件 下发 生珠 光 体相 变 ， 生 成 热现 象的存在 ， 导 致大锻件在 锻造 之后 内 珠 光体 ＋ 铁素 体组织 ， 有效地 抑制 了组织 析， 确定 主要成因即为 自点 。 白点常见 于马 氏体 、珠光体 钢 中 ， 合 部 晶粒 十分粗 大且不均匀 。晶粒粗大 不仅 遗传的发生 。 金 含量大 于 锄 ６ 的镍铬 钢 或镍 铬钼 钢 最 使大锻件性能低劣 、 参考文献 寿命降低， 而且使其 声 波信 号迅 『 １ １ 大型铸锻 件行业 协会． 大型铸锻 件缺 陷 容 易 出现 ， 而奥 氏体 、 铁 素 体和 莱 氏体 钢 在 超声波 探伤 时出现草状波 ， 不 形成白点 。 速衰减 ， 底波消失 ， 以致无法通过超声探 分 析 图谱 ［ ． 机 械 工 业 出版社 ， １ ９ ９ ０ ． 氢和 应力是形 成白点的 条件 ， 冷却 过 伤对工件内部质量作出判断。 【 ２ 】 胡赓祥等． 材料科学基础． 【 Ｉ 川 ． 上海交通 ２ ０ ０ ６ ． 程 中，因截 面尺寸 导致 内外 温差增 大 ， 产 对 于 大多 数 由碳 素钢 或 合金 元 素含 大学 出版社 ， 生较大 的应力 ， 所 以大 件具有 敏感 的自点 量较 少 （ 钢的 过冷奥 氏体 稳定 性较差 ） 的 【 ３ 】 雷廷全 等． 钢 的组 织转 变［ ． 机械 工 业 １ ９ ８ ３ ． 倾 向， 在 扩 氢过 程 中 ， 较大 的 截面 尺寸 也 大型锻 件材料 来说 ，可对 其施 以退 火 、 正 出版 社 ，
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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。
图片6-1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。
图片6-1 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。
3）严格控制注温与注速，采用短粗锭型，改善结晶条件。
在锻件横向低倍试片上，呈现与锭型轮廓相对应的框形特征，亦称框形偏析。
图片6-2是30CrMnSiNiA钢制模锻件低倍试片上显示的锭型偏析。
因锭中偏析带在变形时，沿分模面扩展而呈现为框形。
偏析带由小孔隙及富集元素构成，对锻件组织性能的均匀性有不良的影响。
电渣重熔以其纯净度高、结晶结构合理，成为生产重要大锻件钢坯的方法，但是如果在重熔过程中电流、电压不稳定，则会形成波纹状偏析。
当电流、电压增高时，钢液过热，结晶速度减缓，钢液中的溶质元素在结晶前沿偏聚形成富集带；当电流、电压减小时，熔质元素偏聚程度减小，这种周期性的变化，便形成了波纹状的偏析条带，如图片6-3所示。
区域偏析在横向低倍酸浸试片上呈分散的深色斑点状，称之为点状偏析。
图片6-4为分布于整个横向截面上的点状偏析。
图片6-2 30CrMnSiNiA钢模锻件模向低倍试片上显示的区域偏析1:1盐酸水溶液热蚀图片6-3 30CrMnSiNiA电渣重熔钢锻坯上的波纹状偏析1:1盐酸水溶液热蚀图片6-4 45钢锻件模向低倍试片上的点状偏析1:1盐酸水溶液热蚀（2）枝晶偏析它属于微观偏析。
树枝状结晶与晶间微区成分的不均匀性，可能引起组织性能的不均匀分布。
采用扫描电镜（SEM）、波谱仪（WDS）、能谱仪（EDS）进行微区观察和成分分析可以检出并阐明原因，一般通过高温扩散加热，锻压合理变形与均匀化热处理可以消除或减轻其不良影响。
2.夹杂物与有害微量元素夹杂物按其来源可分为内生夹杂与外来夹杂两种。
常见的内生夹杂物主要有硫化物、硅酸盐、氧化物等。
它们在钢中的数量和组成与钢的成分、冶炼质量、浇注过程以及脱氧方法有关。
熔点高的内生夹杂，凝固先于基体金属，结晶不受阻碍，呈现为有规则的棱角外形；熔点较低的内生夹杂，由于受已凝固金属的限制，形态多为球或条状、枝晶状沿晶界分布。
硫化物与塑性较好的硅酸盐组元，当钢锭经锻压变形时，沿主变形方向延伸，呈条带状。
图片6-5示出34CrNi3Mo转子钢中拉长的MnS夹杂形状。
而氧化物及塑性较差的硅酸盐夹杂，在锻压变形时被破碎成小颗粒，呈链球状分布。
图片6-6为沿变形方向分布的链状氧化物夹杂。
尺寸细小，弥散分布的内生夹杂，多为微观缺陷，危害程度较小。
而大片或密集云团状分布的夹杂构成宏观缺陷，对锻件使用有极不良的影响，容易引发严重的失效事故。
图片6-5 变形后的MnS夹杂形态SEM 500×图片6-6 被变形破碎的氧化物夹杂LM未浸蚀500×外来夹杂系指混人钢中的炉渣、保护渣、氧化膜、耐火材料和异金属块等。
通常外来夹杂较粗大，严重分布将破坏钢的连续性而报废。
随着高参数，大型化机器设备的发展，对大锻件的质量提出了更为严格的要求，为此对钢中铅、锑、锡、铋、砷等微量元素需要控制，以提高锻件的强韧化水平。
降低钢中夹杂的一般对策是：1）钢液真空处理，炉外精炼，控制钢液质量；2）清洁浇注，防止外来夹杂污染与异金属进人；3）合理锻造变形，改善夹杂分布。
3.缩孔与疏松该类孔隙性缺陷，破坏金属连续性，形成应力集中与裂纹源，属于不允许的缺陷。
钢锭开坯时切除量不够，残留缩孔及疏松，表现为锻件端头有管状孔穴或者严重中心疏松。
图片6-7所示为9Cr2Mo钢制冷轧辊，因钢锭浇注温度偏低，冒口补缩不良，缩孔深入到锭身区，锻造时未能完全切除而形成缩孔残余。
横向试片上中心部位呈现出枝叉状孔洞特征。
进一步解剖，末端存在疏松组织。
图片6-7 锻件中缩孔残余横向试片上的宏观形貌防止该类缺陷的对策是：1）严格控制浇注温度和速度，防止低温慢速注锭；2）采用发热冒口或绝热冒口，改善补缩条件使缩孔上移至冒口区，防止缩孔深人到锭身处；3）控制锻造时钢锭冒口切头率，充分切净缩松缺陷。
合理锻压变形，压实疏松缺陷。
4.气泡气泡分内部气泡与皮下气泡两种：钢中气体由炉料、炉气、空气进人，当冶炼时脱氧不良，沸腾排气不充分，则钢液中气体含量过多，凝固过程中，随温度降低，气体溶解度下降而由钢液中析出，形成内部气泡。
当钢锭模壁潮湿、锈蚀、涂料中含有水分或挥发性物质，在注人高温钢水时产生气体向钢锭表层渗透，形成皮下气泡。
气泡经过锻压变形会压扁或扩展成裂纹。
防止气泡的对策是：1）充分烘烤炉料与浇注系统；2）冶炼时充分脱气，并采用保护浇注工艺；3）高温扩散、锻压焊合孔洞缺陷；4）及时烧剥表面裂纹。
5.锻造裂纹在大型锻造中，当原材料质量不良或锻造工艺不当时，常易产生锻造裂纹。
下面介绍几个由于材质不良引起锻裂的情况。
（1）钢锭缺陷引起的锻造裂纹大部分钢锭缺陷，锻造时都可能造成开裂，图片6-8所示为2Cr13主轴锻件中心裂纹。
这是因为该6t钢锭凝固时结晶温度范围窄，线收缩系数大。
冷凝补缩不足，内外温差大，轴心拉应力大，沿枝晶开裂，形成钢锭轴心晶间裂纹，该裂纹在锻造时进一步扩展而成主轴锻件中已裂纹。
该缺陷可通过下列措施予以消除：①提高冶炼钢水纯净度；②铸锭缓慢冷却，减少热应力；③采用良好的发热剂与保温帽，增大补缩能力；④采用中心压实锻造工艺。
图片6-8 轴心晶间裂纹引起的锻造开裂（2）钢中有害杂质沿晶界析出引起的锻造裂纹。
钢中的硫常以FeS形式沿晶界析出，其熔点仅有982℃，在1200℃锻造温度下，晶界上FeS将发生熔化，并以液态薄膜形式包围晶粒，破坏晶粒间的结合而产生热脆，轻微锻击就会开裂。
钢中含铜在1100～1200℃温度下的过氧化性气氛中加热时，由于选择性氧化，表层会形成富铜区，当超过铜在奥氏体中溶解度时，铜则以液态薄膜形式分布于晶界，形成铜脆，不能锻造成形。
如果钢中还存在有锡、锑还会严重降低铜在奥氏体中的溶解度，加剧这种脆化倾向。
图片6-9为16Mn钢锻件网状裂纹，因含铜量过高，锻造加热时，表面选择性氧化，使铜沿晶界富集，锻造裂纹沿晶界富铜相生核并扩展而形成。
图片6-9 16Mn钢锻造网状裂纹LM4%稀硫酸水溶液浸蚀（3）异相（第二相）引起的锻造裂纹钢中第二相的力学性能往往和金属基体有很大的差别，因而在变形流动时会引起附加应力导致整体工艺塑性下降，一旦局部应力超过异相与基体间结合力时，则发生分离形成孔洞。
例如钢中的氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅酸盐等等。
假如这些相呈密集。
链状分布，尤其在沿晶界结合力薄弱处存在，高温锻压就会开裂。
图片6-10是20SiMn钢 87t锭因细小的 AlN沿晶界析出引起锻造开裂的宏观形貌，其表面已经氧化，呈现多面体柱状晶。
微观分析表明，锻造开裂与细小的颗粒状AlN沿一次晶晶界大量析出有关。
图片6-10 AlN引起的锻造开裂防止因氮化铝沿晶析出引起锻造开裂的对策是：1）限制钢中加铝量，去除钢中氮气或用加钛法抑制AlN析出量；2）采用热送钢锭，过冷相变处理工艺；3）提高热送温度（＞900℃）直接加热锻造；4）锻前进行充分的均匀化退火，使晶界析出相扩散。
6.过热、过烧与温度不均加热温度过高或高温停留时间过长时易引起过热、过烧。
过热使材料的塑性与冲击韧性显著降低。
过烧时材料的晶界剧烈氧化或者熔化，完全失去变形能力。
当加热温度分布严重不均匀，表现为锻坯内外、正反面、沿长度温差过大，在锻造时引起不均变形，偏心锻造等缺陷，亦称欠热。
图片6-11是5tPCrNi3Mo钢锻坯过热组织，因加热温度太高引起的过热特征。
试样用10％（体积分数）硝酸水溶液和10％（体积分数）硫酸水溶液腐蚀，金相显微镜（LM）观察，晶粒粗大，晶界呈黑色，基体灰白色，显示为过热特征。
图片6-12所示为轴承钢GCr15SiMn锻件过烧引起的裂纹，晶界上有熔化痕迹及低熔点剧相，裂纹沿晶界扩展。
试样用4％（体积分数）硝酸酒精溶液侵蚀后呈黑色晶界，明显烧坏，锻坯过烧报废。
图片6-11 PCrNi3Mo钢锻件过热组织100×图片6-12 GCr15SiMn钢锻件过烧组织100×防止加热缺陷的对策是：l）严格执行正确的加热规范；2）注意装炉方式，防止局部加热；3）调准测温仪表，精心加热操作，控制炉温、炉气流动，防止不均匀加热。
7.白点白点是锻件在锻后冷却过程中产生的一种内部缺陷。
其形貌在横向低倍试片上为细发丝状锐角裂纹，断口为银白色斑点。
照片6-13为Cr－Ni－Mo钢锻件纵向断口上的白点。
其形状不规则，大小悬殊，最小长轴尺寸仅2mm，最大的为24mm。
图片6-13 宏观断口上的白点形貌白点实质是一种脆性锐边裂纹，具有极大的危害性，是马氏体和珠光体钢中十分危险的缺陷。
白点成因是钢中氢在应力作用下向拉应力区富集，使钢产生所谓氢脆，发生脆性断裂，所以氢和附加应力联合作用是白点产生的原因。
防止白点的对策主要是：1）降低钢中氢含量，如注意烘烤炉料，冶炼时充分沸腾，真空除气，炉外精炼脱气等。