锻造裂纹成因分析

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锻件的层状断口

锻件的层状断口
锻件的层状断口是指在金属材料的拉伸、压缩或弯曲等力学加工过程中，材料发生断裂时，断口呈现出层状结构。

这种断口形貌类似于木材的剖面，由多条平行的层状裂缝组成。

锻件的层状断口形成的原因主要有以下几点：
1.金属材料在受到外力作用时，会在应力集中区域发生局部塑性变形。

当应力超过材料的屈服强度时，就会形成裂纹。

随着外力的继续作用，裂纹会逐渐扩展，形成层状断口。

2.金属材料的微观结构和组织也会影响层状断口的形成。

如果材料的结晶粒度较大，裂缝扩展路径较长，就容易形成层状断口。

3.材料的纯度、含气等也会影响层状断口的形成。

锻件的层状断口会导致钢的横向力学性能严重下降，特别是延伸率和断面收缩率。

这种层状断口在形变结构钢中经常出现，会显著降低钢的强度和韧性。

因此，在金属材料的加工过程中，应采取措施避免层状断口的形成，如优化加工工艺、控制材料纯度和组织结构等。

自由锻常见缺陷裂纹的原因

自由锻常见缺陷裂纹的原因自由锻是一种常见的金属加工工艺，通过利用金属的塑性变形特性来加工成型各种零部件。

然而，在实际的生产过程中，由于材料属性、加工工艺等原因，常常会出现各种缺陷，其中最常见的就是裂纹。

裂纹的出现不仅会影响零部件的质量和性能，还可能导致工件失效，因此及时发现并采取措施是非常重要的。

下面将从几个方面介绍自由锻常见缺陷裂纹的原因。

1. 材料因素材料的质量和性能对自由锻过程的裂纹形成起着重要的作用。

首先，原材料的杂质和非金属夹杂物会降低金属的塑性，增加金属的脆性，从而容易形成裂纹。

其次，金属的晶粒度和组织结构也会对裂纹的产生起到影响作用。

晶粒度过大或过小都会导致金属的塑性不足，从而容易出现裂纹。

此外，金属中的残余应力也是裂纹产生的一个重要因素，过大的残余应力会在加工过程中导致金属局部应力集中，进而形成裂纹。

2. 加工工艺因素自由锻的加工工艺对裂纹的形成有着直接的影响。

例如，锻造温度过高或过低都会影响金属的塑性，从而容易形成裂纹。

此外，锻造的速度、变形量等参数设置也会对裂纹的形成起到影响。

如果变形量过大或变形速度过快，可能使金属的应力超过其承载能力，导致裂纹的产生。

还有一些其他因素，比如锻造过程中的冷却速度、锻后的热处理工艺等也会对裂纹的形成产生影响。

3. 设计因素零部件的设计也是影响裂纹产生的因素之一。

不合理的结构设计、过于尖锐的转角或者挤压形状等都可能会导致金属在锻造过程中产生应力集中，从而形成裂纹。

因此，在设计零部件时，应该尽量避免设计过于尖锐的结构，合理控制转角和挤压形状，以减少应力集中点的产生。

4. 操作因素操作人员的技术水平和操作规范也会对裂纹的产生起到影响。

不合理的操作方法、过于急躁的操作、缺乏经验的操作人员等都有可能导致裂纹的产生。

因此，操作人员需要具备良好的技术水平和严格的操作规范，以避免不必要的裂纹产生。

5. 设备因素锻造设备的状态和性能也会对裂纹产生起到影响。

例如，设备的润滑状态不良、设备磨损严重、设备结构设计不合理等都有可能导致应力集中，从而形成裂纹。

重磅价值贴！13种高速钢锻造裂纹解析，看完成专家

重磅价值贴！13种高速钢锻造裂纹解析，看完成专家高速钢锻造常见的缺陷是裂纹，现就种种裂纹现象作解析。

1、“十字”开裂（对角线裂纹）裂纹常规出现在矩形截面上，裂纹沿两条对角线呈十字形分布（有时也仅在一条对角线上出现）。

这种裂纹是在拔长过程中最典型的缺陷。

产生的原因主要有5点。

1）由原材料的裂纹、中心疏松、碳化物剥落等缺陷的聚集扩展而发展而产生，这种裂纹的裂口比较粗糙。

2）碎裂加热温度过高或在高温下停留时间过长，致使强度下降。

此原因造成锻裂工件的裂口比较粗糙。

3）锻件温度低或加热时间不足，使材料的塑性降低，这种原因产生的裂纹的裂口比较光洁。

4）拔长操作送量过大引起锻件横向展宽变形过度。

5）拔长操作失误，出现“大角”，此裂纹多沿长对角产生。

2、碎裂裂纹宽、深，位于坯料的端面，裂纹粗糙，周边有小裂纹或孔坑，甚至有熔化现象，一般在锻造刚开始即现。

产生的主要原因有3点。

1）原材料有内部裂纹、缩孔残余，碳化物颗粒粗大或严重堆积等缺陷。

2）加热温度过高或在高温阶段停留时间过长，产生严重过热甚至过烧。

3）锤击不当。

3、纵向表面裂纹键槽拉刀等矩形工件拔长时，在宽度侧面表面上常现纵向裂纹，这种裂纹细、浅、长度不一。

产生的原因主要有4点。

1）原材料表面裂纹的拉长或扩展。

2）矩形截面的长、宽比过大或拔长时产生横向弯曲。

3）终锻温度过低，锤击力过大。

4）锻后未有缓冷或锻后至退火之间放置时间过长。

4、横向表面裂纹矩形锻件拔长常见侧面有微裂，方向与轴呈垂直分布，多起源于锻件降温最快的区域（棱角），产生的原因主要有3点。

1）原材料表面缺陷（折叠、凹坑、结疤、气孔等）引起。

2）锤砧边缘圆角半径过小，拔长时在侧表面形成清角锤痕，当两侧面的锤印在棱角处相重合时，很容易在该处产生横向裂纹。

3）拔长送进量过小且压下量过大，锻件表面形成折叠。

5、矩形截面锻件内部横向裂纹这种裂纹产生的主要原因是拔长操作时拉送量过小（送进长度与锻件厚度之比小于0.5），使变形区内产生与细长杆件镦粗时相似的中间锻不透现象。

锻造裂纹的分析与防治研究

锻造裂纹的分析与防治研究裂纹是当前影响锻造生产发展和锻件质量的突出问题，也是锻造行业研究讨论的热点、难点课题。

随着科技的进步、社会经济的发展，新机器、新材料广泛应用，锻造中的新问题也不断涌现，比如高合金钢应用逐年增多，锻造裂纹频发也进一步突现，有的已经成为制约锻造生产发展的关键，引起了锻造厂家的普遍关注。

1 锻造裂纹特征、产生的原因传统的力学与材料学理论都认为裂纹由形核、扩展、微裂纹聚合直至断裂，是一个不可逆的热力学过程。

根据现有理论，在大型锻件的生产、使用、维护，乃至损伤容限评估等各方面，人们都假定微裂纹发展的必然趋势就是断裂。

实际上，任何成份与结构不均质，包括含微裂纹 ) 的材料，在热力学许可的条件下，都将趋于均匀化，这也同样是热力学的基本原理。

锻造裂纹的宏观特征 : 裂纹主要出现在锻造侧面的弧形处，裂纹比较粗大，一般以多条、多种特征的形式存在，无明显细尖端，比较圆钝，无明显的方向性，有时会出现一些较细的锻造裂纹。

肉眼可见裂纹走向基本都始于锻造面，呈垂直状或螺旋状向另一侧延伸，甚至有些锻造裂纹贯穿上下锻造面。

热处理裂纹的宏观特征: 裂纹刚健挺直，呈穿晶分布，起始点较宽，尾部细长曲折，常发生在工件的棱角槽口、截面突变处。

锻造过程 ( 包括加热、冷却 ) 中裂纹的产生与金属的受力情况、组织结构、变形温度和变形速度等有关。

除了工具给予工件的作用外，还有变形不均匀和变形速度不同引起的附加应力、温度不均匀引起的热应力和组织转变不同产生的组织应力。

金属的组织结构是裂纹产生和扩展的内部依据 ; 应力状态、变形速度和变形温度是裂纹产生和扩展的外部条件，通过对金属组织和微观机制的影响而对裂纹的发生和扩展发生作用。

4 修复内裂表明的原理和方法超声波探伤表明，大锻件内部存在裂纹与类孔隙缺陷是造成废品的重要原因，其中多数是由于坯料内部存在有疏松、夹杂物、粗晶和裂纹。

它们由于局部的不均匀变形，在巨大的集中应力和剪应力作用下，导致难以锻合、压实和生成变形损伤。

铸造裂纹产生的原因和避免的措施

铸造裂纹产生的原因和避免的措施铸造是一种重要的金属成型工艺，广泛应用于汽车、航空、航天、军工等领域。

然而，铸造件在生产中常常会出现裂纹缺陷，导致产品质量下降，甚至造成安全事故。

本文将就铸造裂纹的产生原因和避免措施进行简要介绍。

铸造裂纹产生的原因铸造裂纹主要有以下几个原因。

1. 材料缺陷铸造材料在生产过程中，常常会出现缺陷，如气孔、夹杂、杂质等，这些缺陷会在铸造冷却过程中形成应力集中区域，导致裂纹的产生。

2. 铸造工艺不合理铸造工艺不合理也是造成铸造件裂纹的重要原因。

如浇口不当、冷却不均、浇注速度过快等，都会导致铸造件的应力不均匀，从而形成裂纹。

3. 设计不合理铸造件的设计也会影响裂纹的产生。

当设计不合理时，会使铸造件应力分布不均匀，从而形成裂纹。

4. 环境因素环境因素也可能导致铸造件裂纹的产生。

如温度过高或过低、环境湿度过高、风力过大等，都会影响铸造件的冷却速度，从而形成裂纹。

避免铸造裂纹的措施为了避免铸造裂纹的产生，我们可以采取以下措施。

1. 优化材料在生产过程中，对铸造材料进行优化，去除缺陷，可以有效减少铸造裂纹的产生。

2. 检查工艺在生产过程中，对铸造工艺进行检查，保证浇口、浇注速度等符合要求，可以有效减少铸造件裂纹的产生。

3. 合理设计设计时要考虑到铸造件内部的应力分布，合理设计无疑可以减少铸造裂纹的产生。

4. 控制环境在铸造过程中，要控制环境温度、湿度和风力等因素，使铸造件冷却均匀，从而减少裂纹的产生。

结语本文介绍了铸造裂纹的产生原因和避免措施。

铸造件裂纹的产生很大程度影响了铸造件的质量和使用寿命，因此，为了提高产品质量，我们必须采取措施避免铸造裂纹的产生。

42CrMo锻件开裂原因分析与对策

42CrMo锻件开裂原因分析与对策42CrMo材料是作为减速机结构件的一个重要钢种,对于用这种钢材制造的零部件，要求有强度和韧性良好配合的综合机械性能。

由于目前设备、材料及工艺技术操作难于掌握，调质过程中容易使某些零件产生开裂事故，而这些零件与其他零件相比有其明显的特点，只有充分掌握了这些特点才能得到满意的结果。

通常来说，影响锻件调质处理质量的主要因素包括：(1)成分偏析。

42CrMo钢属于中碳合金结构钢，其原材料常存在带状偏析。

当经过热压力加工(锻、轧)后，仍保留有成分偏析，经860。

C 淬火后将出现B±÷M混合组织,而B上的冲击韧性是很差的，这种偏析可从退火组织中看到。

从42CrM。

带状成分偏析能谱分析结果中可以看到铁素体带中的Mo含量比珠光体带中Mo含量高5~6倍，偏析条纹内某些元素的富集十分严重。

(2)气体和夹杂物。

42CrMo钢尤其是大截面的原材料中不可避免地含有气体和夹杂物，对中碳合金结构钢而言，由于碳和合金元素的偏析，即使残余含氢量在1.5~2.0ppm,也可能导致锻件在偏析处产生开裂。

止匕外，铝元素的存在对钢也有害：在酸性钢中，当铝含量＞0.005%时，铝在脱氧时形成了具有锐角的氧化物，会大大降低这种钢的塑性；在碱性钢中，当铝含量＞0.1%时，铝在钢中形成了沿晶界分布的氮化铝，使钢的室温塑性降低。

(3)锻造温度。

由于42CrMo钢内部有偏析,当42CrMo钢在氧化性气氛中加热接近固相线如42CrMo钢始锻温度在1200~1220o C z在此高温持续时间过长就容易产生析出物或杂质等,偏析的晶界因熔点低就有可能开始熔化，氧通过熔化了的晶界侵入并在晶界上形成氧化物，这样会产生局部过烧，形成随后热加工中的重大缺陷之一。

(4)锻造比。

当锻造比不足，工件中心变形小，偏析和钢锭原铸态组织仍局部保留，常见的就是钢材的偏析、疏松、微孔等缺陷，粗晶也是最常见的缺陷。

锻比过大，机械性能异向性增大，横向机械性能降低较多。

锻造裂纹成因分析

锻造裂纹裂纹是锻压生产中常见的主要缺陷之一，通常是先形成微观裂纹，再扩展成宏观裂纹。

锻造工艺过程（包括加热和冷却）中裂纹的产生与受力情况、变形金属的组织结构、变形温度和变形速度等有关。

锻造工艺过程中除了工具给予工件的作用力之外，还有由于变形不均匀和变形速度不同引起的附加应力、由温度不均匀引起的热应力和由组织转变不同时进行而产生的组织应力。

应力状态、变形温度和变形速度是裂纹产生和扩展的外部条件；金属的组织结构是裂纹产生和扩展的内部依据。

前者是通过对金属组织及对微观机制的影响而对裂纹的发生和扩展发生作用的。

全面分析裂纹的成因应当综合地进行力学和组织的分析。

（一）形成裂纹的力学分析在外力作用下物体内各点处于一定应力状态，在不同的方位将作用不同的正应力及切应力。

裂纹的形式一般有两种：一是切断，断裂面是平行于最大切应力或最大切应变；另一种是正断，断裂面垂直于最大正应力或正应变方向。

至于材料产生何种破坏形式，主要取决于应力状态，即正应力σ与剪应力τ之比值。

也与材料所能承受的极限变形程度εmax及γmax有关。

例如，①对于塑性材料的扭转，由于最大正应力与切应力之比σ/τ=1是剪断破坏；②对于低塑性材料，由于不能承受大的拉应变，扭转时产生45°方向开裂。

由于断面形状突然变化或试件上有尖锐缺口，将引起应力集中，应力的比值σ/τ有很大变化，例如带缺口试件拉伸σ/τ=4，这时多发生正断。

下面分析不同外力引起开裂的情况。

1.由外力直接引起的裂纹压力加工生产中，在下列一些情况，由外力作用可能引起裂纹：弯曲和校直、脆性材料镦粗、冲头扩孔、扭转、拉拔、拉伸、胀形和内翻边等，现结合几个工序说明如下。

弯曲件在校正工序中（见图3-34）由于一侧受拉应力常易引起开裂。

例如某厂锻高速钢拉刀时，工具的断面是边长相差较大的矩形，沿窄边压缩时易产生弯曲，当弯曲比较严重，随后校正时常常开裂。

镦粗时轴向虽受压应力，但与轴线成45°方向有最大剪应力。

锻造和热处理过程中裂纹形成原因分析

锻造和热处理过程中裂纹形成原因分析摘要：在锻造以及热处理中极易出现裂纹，为此锻造以及热处理过程中的裂纹处理成为各个学者研究的重点，同时，构件尺寸、材质等之间的差异其所出现的裂纹几率也各不相同，基于此，本文通过对锻造以及热处理缺陷的相关分析，找出了锻造和热处理过程中裂纹形成的原因并提出了针对性的解决意见。

关键词：锻造热处理裂纹原因分析处理引言作为锻造以及热处理过程中最为常见的缺陷之一，裂纹的形成严重制约了锻造效率，并且对于大型锻件而言，其裂纹出现的几率则更高，所以加强对裂纹形成的原因分析对于减少裂纹产生，提升锻造效果具有重要意义。

1锻造缺陷与热处理缺陷第一，过热或者过烧。

具体表现形式为晶粒粗大并具有较为明显的魏氏组织；而造成过烧的情况则说明热处理过程中温度较高，断口晶粒凹凸不平，缺乏金属光泽，并且晶界周围具有氧化脱碳的情况；第二，锻造裂纹。

主要出现在组织粗大且应力较为集中处，裂纹内部往往呈现氧化皮情况。

在锻造过程中无论是温度过高，还是过低均会导致裂纹的出现；第三，折叠。

由于切料、冲孔、锻粗糙等原因而致使材料表面发生了缺陷，而此时一旦经过锻造自然其会由于表面氧化皮缺陷内卷而形成折叠。

通过显微镜的观察可以明显的发现折叠周围的脱碳情况较为严重；第四，淬裂。

该缺陷的明显特征就是刚健挺直且起始点较宽，尾部则细长曲直。

由于此缺陷往往是产生在马氏体转变发生以后，所以裂纹周围与其他区域没有明显的差别且无脱碳情况；第五，软点。

造成此种缺陷的原因主要是由于加热不足，保温时间不足而造成冷却不均匀导致的。

2实验方法2.1试样制备和宏观观察在开始试验之前只需要对构件毛坯裂纹进行简单的宏观观测并选择要进行实验的区域即可。

然后，在利用手边的工具来队选取的区域进行切割，需注意的是，切割方向必须要垂直镜像，切割长度要低于10mm。

可以通过多种方式进行取样但是一定要科学的选择取样的温度以及环境，如果实验温度较高，则可以通过凉水来进行冷却，进而防止在取样过程中构件内部结构遭到损坏。

锻造裂纹与热处理裂纹原理形态

一：锻造裂纹与热处理裂纹形态一：锻造裂纹一般在高温时形成，锻造变形时由于裂纹扩大并接触空气，故在100X或500X 的显微镜下观察，可见到裂纹内充有氧化皮，且两侧是脱碳的，组织为铁素体，其特征是裂纹比较粗壮且一般经多条形式存在，无明细尖端，比较圆纯，无明细的方向性，除以上典型外，有时会出现有些锻造裂纹比较细。

裂纹周围不是全脱碳而是半脱碳。

淬火加热过程中产生的裂纹与锻造加热过程形成的裂纹在性质和上有明显的差别。

对结构钢而言，热处理温度一般较锻造温度要低得多，即使是高速钢、高合金钢其加热保温时间则远远小于锻造温度。

由于热处理加热温度偏高，保温时间过长或快速加热，均会在加热过程中产生早期开裂。

产生沿着较粗大晶粒边界分布的裂纹；裂纹两侧略有脱碳组织，零件加热速度过快，也会产生早期开裂，这种裂纹两侧无明显脱碳，但裂纹内及其尾部充有氧化皮。

有时因高温仪器失灵，温度非常高，致使零件的组织极粗大，其裂纹沿粗大晶粒边界分布。

结构钢常见的缺陷：1 锻造缺陷（1）过热、过烧：主要特征是晶粒粗大，有明显的魏氏组织。

出现过烧说明加热温度高、断口晶粒粗大，凹凸不平，无金属光泽，晶界周围有氧化脱碳现象。

（2）锻造裂纹：常产生于组织粗大，应力集中处或合金元素偏析处，裂纹内部常充满氧化皮。

锻造温度高，或者终端温度低，都容易产生裂纹。

还有一种裂纹是锻造后喷水冷却后形成的。

（3）折叠：冲孔、切料、刀板磨损、锻造粗糙等原因造成了表面缺陷，在后续锻造时，将表面氧化皮等缺陷卷入锻件本体内而形成折缝。

在显微镜上观察时，可发现折叠周围有明显脱碳。

2 热处理缺陷（1）淬裂：其特点是刚健挺直，呈穿晶分布，起始点较宽，尾部细长曲折。

此种裂纹多产生于马氏体转变之后，故裂纹周围的显微组织与其它区域无明显区别，也无脱碳现象。

（2）过热：显微组织粗大，如果是轻度过热，可采用二次淬火来挽救。

（3）过烧：除晶粒粗大外，部分晶粒已趋于熔化，晶界极粗。

（4）软点：显微组织有块状或网状屈氏体和未溶铁素体等。

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。

铸造裂纹产生的原因和避免的措施

在所有的铸造缺陷中，对产品质量影响最大的是铸造裂纹，按照其特征可将其分为热裂纹和冷裂纹，它们是不允许存在的缺陷。

（1）热裂纹热裂纹是铸件在凝固末期或凝固结束后不久，铸件尚处于强度和塑性都很低的高温阶段，形成温度在1250~1450℃，因铸件固态收缩受阻而引起的裂纹。

热裂纹的主要特征有：•在晶界萌生并沿晶界扩展，形状粗细不均匀、曲折不规则；•通常呈龟裂的网状；•裂纹的表面呈氧化色，无金属光泽，铸钢件裂纹表面呈近似黑色；•裂纹末端圆钝，两侧有明显的氧化和脱碳，有时有明显的疏松、夹杂、孔洞等缺陷。

按照热裂纹在铸件中的形成位置，又可将其分为外裂纹和内裂纹。

•在铸件表面可以看到的热裂纹为外裂纹，外裂纹常产生在铸件的拐角或局部凝固缓慢、容易产生应力集中的位置，其特征是：表面宽，心部窄，呈撕裂状，有时断口会贯穿整个铸件断面。

•内裂纹一般发生在铸件内部最后凝固的部位，其特征是：形状不规则，裂纹面常伴有树枝晶。

通常情况下，内裂纹不会延伸到铸件表面，内裂纹的一个典型例子是冒口切除后根部所显露的裂纹。

热裂纹的形成原因可归纳为：1.浇铸冷却过程中收缩应力过大；2.铸件在铸型中收缩受阻；3.铸件冷却不均匀；4.铸件结构设计不合理，存在几何尺寸突变；5.有害杂质在晶界富集；6.铸件表面与涂料之间产生了相互作用。

（2）冷裂纹冷裂纹是铸件凝固结束后继续冷却到室温的过程中，因铸件局部受到的拉应力大于铸件本体的破断强度而引起的开裂。

冷裂纹的主要特征有：1.总是发生在承受拉应力的部位，特别是铸件形状、尺寸发生变化的应力集中部位；2.裂纹宽度均匀、细长，呈直线或折线状，穿晶扩展；3.裂纹面比较洁净、平整、细腻，有金属光泽或呈轻度氧化色；4.裂纹末端尖锐，裂纹两侧基本无氧化和脱碳，显微组织与基体的基本相同。

冷裂纹产生的原因，可归纳为：1.铸件结构系统设计不合理，铸件壁厚不均匀会导致铸造应力，有时会产生冷裂纹，刚性结构的铸件，由于其结构的阻碍，温度降低导致的收缩应力容易使铸件产生冷裂纹，薄壁大芯、壁薄均匀的铸件非常容易产生冷裂纹；2.浇冒口系统设计不合理，对于壁厚不均匀的铸件，如果内浇口设置在铸件的厚壁部分时，将使铸件厚壁部分的冷却速度更加缓慢，导致或加剧铸件各部分冷却速度的差别，增大了铸造热应力，容易使铸件产生冷裂纹，浇冒口位置设计不当时，也会直接阻碍铸件收缩，使铸件容易产生冷裂纹；3.型砂或型芯的强度太高，高温退让性差，或舂砂过紧，使铸件收缩受到阻碍，产生很大的拉应力，导致铸件产生冷裂纹；4.钢的化学成分不合格，有害元素磷含量过高，使钢的冷脆性增加，容易产生冷裂纹5.铸件开箱过早，落砂温度过高，或者在清砂时受到碰撞、挤压等都会引起铸件的开裂。

锻造裂纹分析

锻造裂纹钢在锻造过程中形成的裂纹是多种多样的，形成原因也各不相同。

主要可分为原材料缺陷引起的锻造裂纹和锻造本身引起锻造裂纹两类。

属于前者的原因有残余缩孔、钢中夹杂物等冶金缺陷；属于后者的原因有加热不当、变形不当及锻后冷却不当、未及时热处理等。

有些情况下裂纹的产生可能同时含有几方面的原因。

锻造变形不当常引起裂纹。

最常见的是变形速度太大，钢的塑性不足以承受形压力而引起的破裂。

这种裂纹往往在锻造开始阶段就发生，并迅速扩展。

应及时采取措施纠正锻造工艺，并切除有裂纹的钢材或报废锻件。

另外一种是低温锻裂，在裂纹处往往有较多的低温相组织。

为避免这种裂纹产生，应使钢在锻造变形过程中不发生相变，要正确掌握和控制终锻温度。

鉴别裂纹形成的原因，应首先了解工艺过程，以便找出裂纹形成的客观条件，其次应当观察裂纹本身的状态，然后再进行必要的有针对性的显微组织分析，微区成分分析。

举例如下：对于产生龟裂的锻件，粗略分析可能是：①由于过烧；②由于易溶金属渗入基体金属(如铜渗人钢中)；③应力腐蚀裂纹；④锻件表面严重脱碳。

这可以从工艺过程调查和组织分析中进一步判别。

例如在加热钢以后加热钢料或两者混合加热或钢中含铜量过高时，则有可能是铜脆。

从显微组织上看，铜脆开裂在晶界，除了能找到裂纹外，还能找到亮的铜网，而在单纯过烧的晶界只能找到氧化物。

应力腐蚀开裂是在酸洗后出现，在高倍观察时，裂纹的扩展呈树枝状形态。

锻件严重脱碳时，在试片上可以观察到一层较厚的脱碳层。

裂纹与折叠的鉴别，不仅可以从受力及变形的条件考察，亦可以低倍和高倍组织来区分。

一般裂纹与流线成一定交角，而折叠附近的流线与折叠方向平行，而且对于中、高碳钢来说，折叠表面有氧化脱碳现象。

折叠的尾部一般呈圆角，而裂纹通常是尖的。

具有裂纹的锻件经加热后，裂纹附近有严重的氧化脱碳，冷却裂纹则无此现象。

由缩管残余引起的裂纹通常是粗大而不规则的。

由冷校正及冷切边引起的裂纹，在裂纹的周围有滑移带等冷变形痕迹。

锻造裂纹的原因分析及预防措施

应力状态如图示防止裂纹再次产生的措施?从冶炼的角度讲应从提高钢锭头尾部的冶金质量即提高钢的纯净度和细化晶粒均匀结晶组织的角度出发改善冶炼条件提高头尾部的可锻性
锻造裂纹的原因分析及预防措施
φ288mm冷轧辊尾部锻造裂纹
锻件成形及缺陷位置示意图
该件产品用1.75吨钢锭出3件产品,成形情况及缺陷出现位置如图示
应力状态如图示
防止裂纹再次产生的措施
从冶炼的角度讲，应从提高钢锭头尾部的冶金质量，即提高钢的纯净度和细化晶粒、均匀结晶组织的角度出发，改善冶炼条件，提高头尾部的可锻性；
从锻压方面讲，应从应力状态和减小锤击力出发，即避免产生轴心径向拉应力和减小变形程度的方面做文章，避免裂纹的产生。打击辊颈时，送进量应限制在坯料直径的0.5~0.8倍之间，避免拔长辊颈时出现径向展宽现象，既提高了拔长效率，又避免轴心的径向拉应力。另外，限制锤的打击力，尽可能在两吨锤上成形，并选择合适的压下量，以减轻心的变形程度。两方面入手，以避免裂纹的产生。
说明
以上观点仅为个人看法。
头 1
尾
2
3
裂纹形成原因分析
首先我们看缺陷产生的部位，在钢锭的头尾端。而钢锭锭身却很少出现缺陷，钢锭的头尾部的冶金质量不如锭身也是我们的共识，这应是裂纹产生的本质上的原因。
其次，辊身与辊颈的台阶差较大。辊身的直径为 288mm，裂纹端辊颈才100mm，台阶差188。变形过程中有两方面问题要说，一方面下圆弧砧的圆弧大，击打辊颈时，近似于平砧，即料侧面未受力。砧宽为250mm，若送进量过大，对于辊颈而言，轴向拔长就变成了径向展宽，即应力状态为轴心径向拉应力（如下图示），容易产生轴心纵向裂纹；另一方面，因辊身与辊颈的台阶差大，操作时可能重锤打击，造成心部变形量过大。头尾料差的塑性与低的强度加之径向拉应力和重锤就可能导致裂纹的产生，这应是裂纹产生的外因。

第四节：锻造裂纹

第四节锻造裂纹
因锻造工艺不当或在锻造过程中产生的裂纹都可以列入锻造裂纹。

一内部裂纹
1 锻造不当引起的内部裂纹
因锻造方法不当在锻造内部引起的裂纹容易产
生在加工温度过低或一次变形量过大以及加工过程中工件载面形状不当等情况下产生的内部裂纹。

图4－1表示加工过程中截面形状不当时内裂的形成机理。

由方料自由锻造成园棒时，如果采用A的方法不会引起内裂；但若用B方法就会使钢材内部产生剪切应力，而导致内裂。

图4－2为锻件心部的锻造裂纹。

图4－1 自由锻造内裂形成机理
图4－2 锻件心部的锻造裂纹
2 内应力引起的内部裂纹
这种裂纹主要产生在工件加热较快时，由于表面和心部之间存在较大的温差，表面的膨胀大于中心的膨胀，从而在中心部分形成较大的拉应力，这种应力和坯料原有的残余应力的共同作用，导致内部横裂。

3 缩孔残余引起的内裂纹
铸件缩孔未切干净，冒口切除不足，在锻造时产生裂纹。

二其它形式的裂纹
1 爆裂：由于错误地采用快速加热或因冷却不当残余应力过高引起的。

2 烧裂：主要是钢锭在加热过程中由于温度过高或在高温时停留时间过长发生过烧造成的。

3 纵裂：由于热加工后冷却不当或冷却过快，产生较大的内应力造成的。

4 表面裂纹：它是在钢材表面出现短细的纵向裂纹，主要是轧制后冷却不当，没有及时退火处理，它多发生在高碳钢和高合金钢中。

图4－3为锻造时易出现的几种裂纹形式。

图4－3 锻造时易出现的几种裂纹。

大锻件内部微裂纹成因与控制

S355 J2G3钢大型锻件UT指示性缺陷成因分析某公司生产的S355 J2G3钢大型锻件UT要求越来越严格。

甚至出现UT不合报废的情况。

本文对出现的探伤不合格的典型锻件进行了探伤（UT、MT）—低倍—高倍—扫描电镜观察等系列检验与分析。

发现探伤不合缺陷，应该是钢中微细裂纹所致。

本文认为，此类裂纹缺陷是由于锻造的宏观应力的变化可增强其钢中第二相与基体的微观应力（晶格扭曲及晶体的嵌镶碎化），从而导致第二相与基体的确定的晶面取向对应晶面发生破坏所致。

采用裂纹核概念可解释锻造工艺及锻后冷却制度对此类裂纹形成的相关性。

1 S355J2G3钢锻件技术条件1.1 S355J2G3钢化学成分见表1表1 S355J2G3 钢化学成分/%Table 1 Chemical compositions of S355J2G3 steel /%1.2工艺路线电炉冶炼+LF 加热还原＋VD 真空精炼→铸锭→热送→加热→锻造→热处理→探伤→检查检验→上交1.3 UT图2 SH2311H模块（150738）UT反射图谱图3 缺陷示意图注：阴影部分存在Ф2-Ф4密集缺陷，深度150-中心，工件厚度509，部分区域影响底波。

2缺陷轴类锻件的解剖试验2.1 S355J2G3合金钢锻件，2.1.1 宏观浸蚀该锻件低倍分析结果：中心疏松0.5、一般疏松2.0、一般点状偏析2.0。

见图4-5.图4 横向低倍图5 纵向低倍形貌图5 纵向低倍2.1.2 S355 J2G3，锻材PT、MT试验对试片存在UT密集型指示性缺陷的部位进行磁粉及渗透检测，未发现磁痕堆积显示如图（6-1），渗透检测也未发现缺陷显示如图（6-2）。

图6-1 MT 图6-2 PT需要说明的是图13-1上的黑色条状——磁轭激发产生的磁痕，非指示性缺陷。

2.2 低倍(SH2311)其锻件的低倍结果见图7-8..图7 低倍图8 低倍缺陷2.3 SEM观察与能谱分析（SH2311）为充分显现低倍、高倍金相观察到的缺陷。

锻造开裂原因

锻造开裂原因
锻造开裂的原因可能有多种，以下是一些主要原因：
1. 原材料质量问题：原材料中可能存在的毛细裂纹、折叠、非金属夹杂物过多、碳化物偏析、异金属夹杂物、气泡、柱状晶体粗大、轴心晶间裂纹、粗晶环等缺陷，在锻造工序都可能引发锻造裂纹。

2. 锻造工艺不当：在锻造过程中，如果下料、加热、锻压、冷却及清理等环节出现不当操作，也可能导致锻件开裂。

3. 温度控制不当：在加热和冷却过程中，如果温度控制不当，可能导致材料内部应力过大，从而引发开裂。

4. 材料应力集中：如果锻件存在应力集中区域，如尖角、截面突变处，在应力超过材料承受能力时，可能导致开裂。

5. 锻造变形不当：如果变形速度太大，钢的塑性不足以承受形压力而引起的破裂。

6. 淬火裂纹：淬火裂纹往往是在马氏体转变开始进行后不久产生的，裂纹的分布则没有一定的规律，但一般轻易在工件的尖角、截面突变处形成。

铸造裂纹的产生原因及种类

铸造裂纹的产生原因及种类铸造裂纹是指在铸造过程中，金属在凝固过程中出现的断裂缺陷。

它不仅会降低铸件的质量，还可能导致铸件的完全失效。

由于铸造裂纹的严重性，铸造厂必须采取一系列的措施来预防和控制裂纹的产生。

造成铸造裂纹的原因可以归结为以下几个方面：1.冷却速度过快：当金属液凝固的速度过快时，会导致铸件内部的应力积累，从而引发裂纹的产生。

这种裂纹被称为凝固裂纹。

2.热应力：当金属凝固收缩时，会产生内应力。

如果金属的强度不足以抵抗这种应力，就会发生裂纹。

3.不合理的铸造工艺：铸造过程中，如果温度、压力、冷却速度等参数的控制不当，也会导致铸造裂纹的产生。

4.金属含气量过高：金属中的气体，如氢、氧等，会导致金属的脆性增加，从而促使裂纹的产生。

5.内部缺陷：如果金属液中存在一定数量的夹杂物，如氧化物、硫化物等，也会导致裂纹的产生。

根据裂纹的形态和位置，铸造裂纹可以分为以下几种类型：1.凝固裂纹：凝固裂纹是指在金属凝固过程中形成的裂纹。

这种裂纹通常沿铸件的凝固方向延伸，形成内部裂纹。

2.热裂纹：热裂纹是指在金属冷却过程中形成的裂纹。

它通常发生在冷却速度不均匀的地方，如夹套液化井。

3.收缩裂纹：收缩裂纹是由于金属凝固收缩引起的内部应力积累。

这种裂纹通常发生在壁厚不均匀或设计不当的部位。

4.弯曲裂纹：弯曲裂纹是由于金属内部应力过大，导致铸件变形和裂纹的产生。

5.炸裂：炸裂是指由于金属液中的气体等不可溶性物质在铸件内部聚集形成气泡，而导致持续增大的内部压力，最终引发铸件的炸裂。

为了预防和控制铸造裂纹的产生，铸造厂需要采取一系列的措施：1.优化铸造工艺：合理控制金属的浇注温度、冷却速度等参数，确保金属在凝固过程中的均匀收缩。

2.提高金属质量：通过优化金属的成分和处理工艺，降低金属中的夹杂物和气体含量。

3.设计合理的铸件结构：合理设计铸件的壁厚和几何尺寸，避免出现应力集中的部位。

4.使用适当的冷却系统：采用高效的冷却系统，确保金属在冷却过程中获得均匀的温度分布。

连杆锻造裂纹的原因分析及纠正措施

连杆锻造裂纹的原因分析及纠正措施连杆是柴油机中重要的传动部件，由于受力复杂，要求具有良好的结构刚度和疲劳强度，以保证传动机构的可靠性。

柴油机连杆由于其重要性对原材料、锻压工艺及热处理要求都极为严格。

我公司开发的某型连杆在试制过程中，有三根连杆产生了表面裂纹。

本文通过宏观检验、金相分析、化学成分和硬度梯度分析，对裂纹产生的原因进行逐一排查，以避免类似的裂纹重复产生。

宏观检验三根连杆裂纹均产生于靠近大头端的分模面上。

裂纹的宏观形态为裂纹刚直，有次生裂纹产生，整体呈纵向分布。

裂纹整体与纤维流线重合，尾部较尖细。

根据连杆的剖切面，裂纹深度约10mm，属于裂纹的扩展造成。

金相分析在距加工区边缘约8mm处取样，见图1。

加工区一侧裂纹完整，与表面呈一定角度，深度约10mm，与锻造变形流线一致；而另一侧裂纹仅在次表层残留一小段，为裂纹的纵向尾部，见图2。

图1 裂纹分布形态图2 裂纹形态在未加工处制样后抛光状态观察，该处裂纹未贯穿连杆表面，距表面约0.2mm，见图3。

裂纹前端与表面呈大角度夹角，裂纹刚直，曲折分布，尾部较尖细，图3中残留裂纹尾部尖细，见图4。

腐蚀后观察，裂纹前端与连杆锻造纤维流线重合，未贯穿到连杆表面，见图5。

裂纹两侧无脱碳现象，前端较平直，中间部分有明显的曲折，尾部较尖细，两侧有较多氧化物，见图6。

残留裂纹的分布与连杆的带状组织一致，无脱碳现象，两头较尖细，见图7。

连杆基体组织为回火索氏体，而表层组织为细小均匀回火索氏体，见图8。

图3 裂纹靠表面处形态图4 裂纹尾部形态图5 裂纹靠表面处形态（腐蚀）图6 裂纹形态及组织图7 残留裂纹附近组织形态图8 连杆基体及表层组织由理化分析可知，连杆次表层组织基本为细针状马氏体回火组织，基体为板条状马氏体回火组织。

由于连杆表面有裂纹区域大部分已加工，取样位置位于裂纹的尾部，该处裂纹未贯穿表面，前端与纤维流线重合。

裂纹中部曲折，尾部较尖细，为典型的应力裂纹形态。

锻造和热处理过程中裂纹形成原因分析

锻造和热处理过程中裂纹形成原因分析发布时间：2021-05-20T10:33:30.803Z 来源：《基层建设》2020年第31期作者：裴一飞[导读] 摘要：裂缝很常见，生产过程往往是锻造和热处理过程。

航空工业哈尔滨飞机工业集团有限公司黑龙江哈尔滨 150000摘要：裂缝很常见，生产过程往往是锻造和热处理过程。

锻造裂纹通常在高温下发生，在锻造过程中会延伸并接触空气，形成裂纹中氧化的皮肤。

此框形成的裂纹不仅厚而且多，裂纹的两端不相连，尖端相对圆。

所处理的裂纹的形状和性能与锻造裂纹不同。

出现热处理后的裂纹是因为加热时该元素出现裂纹，导致在裂纹的咸晶方向上脱碳，最终结构比锻造裂纹厚。

对于和零件尤其如此本文收集了大量裂缝方式，分析总结了裂缝的原因。

最后，裂缝分为三类。

关键词：锻造、热处理；裂纹形成原因；过程；存在缺陷；前言裂纹是锻造和热处理中常见的缺陷之一，也是锻造行业中的热点和难点。

但是，锻造零件产生裂纹的可能性很大，因此必须研究锻造和热处理过程中的裂纹，并分析裂纹的原因。

一、锻造缺陷与热处理缺陷过热燃烧。

过度燃烧意味着加热温度高，切割机又大又不均匀，没有金属光泽，玻璃周围有氧化和渗碳。

造成裂缝。

当锻造温度较高或最终温度较低时，容易产生裂纹。

另一个裂缝是在水的钻井和冷却后形成的。

缩小范围。

表面缺陷是冲压、切割、板材磨损、穿孔等造成的。

在随后的钻孔中，观察到锻造体中存在表面氧化等缺陷以形成折弯。

通过显微镜观察，你可以看到弯曲周围明显的碳流失。

过火裂缝。

这些裂缝大多发生在MCU改造后，因此裂缝周围的微观结构与其他区域没有显着差异，也没有渗碳。

二、实验方法1.试样制备和宏观观察在试验前的第一阶段，只需对所选杆的工件裂纹进行宏观观察，在观察过程中，选择要测量的区域。

下一步是手动剪切选定区域，使其垂直于镜像且长度小于10 mm。

采样方法可能会有所不同，但在采样时必须选择温度和环境。

如果样品温度过高，可以使用冷水冷却样品，以免由于样品在回收过程中过热而改变事件的内部组织。

锻造和热处理过程中裂纹形成原因探究

锻造和热处理过程中裂纹形成原因探究摘要：裂纹的出现是极其常见的,裂纹出现的过程往往是在锻造和热处理的过程中。

锻造裂纹往往出现于高温，在锻造时出现的裂缝扩大而且接触空气,在裂缝内形成氧化皮。

由这种氧化皮构成的裂纹,不仅粗大而且是多条形状的,裂缝的两端无系,尖端是比较圆润的。

在本文中作者进行了大量裂纹式样的收集,进行出现裂纹原因的分析与总结归纳。

关键词：锻造；裂纹；热处理；形成原因1锻造缺陷与热处理缺陷1.1过热、过烧主要特征是晶粒粗大,有明显的魏氏组织。

出现过烧说明加热温度高、断口晶粒粗大，凹凸不平,无金属光泽，晶界周围有氧化脱碳现象。

1.2锻造裂纹常产生于组织粗大，应力集中处或合金元素偏析处，裂纹内部常充满氧化皮。

锻造温度高，或者终端温度低，都容易产生裂纹。

还有一种裂纹是锻造后喷水冷却后形成的。

1.3折叠冲孔、切料、刀板磨损、锻造粗糙等原因造成了表面缺陷，在后续锻造时，将表面氧化皮等缺陷卷入锻件本体内而形成折缝[1]。

在显微镜上观察时,可发现折叠周围有明显脱碳。

1.4淬裂其特点是刚健挺直，呈穿晶分布,起始点较宽，尾部细长曲折。

此种裂纹多产生于马氏体转变之后,故裂纹周围的显微组织与其它区域无明显区别,也无脱碳现象[2]。

1.5软点显微组织有块状或网状屈氏体和未溶铁素体等。

加热不足，保温时间不够,冷却不均匀都会产生软点。

2实验方法在本文中的实验，采取了对锻造和热处理出现的裂纹范围划定。

在裂纹出现的范围内,采取裂纹邻近部位的显微组织,利用仪器进行晶相分析。

这样的实验方式可以让裂纹形成的内在原因通过机器进行分析,以数据的方式来进行裂缝产生原因的表述,这样的数据也是对裂纹进行鉴别的重要的依据。

在本次的实验中,采取了杆类件作为本次实验的研究对象,在采取裂纹附近部位的显微组织进行晶相分析。

2.1试样制备和宏观观察进行实验前的第一步,只要对选取的杆类件毛坯的裂纹进行宏观观察,在观察的过程中,选定要实验的区域。

下一步就是使用手锯将所选取的区域进行切割,切割的方向要垂直于镜像，且长度小于十毫米。