锻件缺陷分析

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自由锻造的主要缺陷是

自由锻造的主要缺陷是

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。

锻件缺陷的主要特征及产生的原因

锻件缺陷的主要特征及产生的原因

1锻造概述1.1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、胎模锻。

1.2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。

1.3锻造特点1.3.1自由锻造所用工具和设备简单,通用性好,成本低。

同铸造毛坯相比,自由锻消除了缩孔、缩松、气孔等缺陷,使毛坯具有更高的力学性能。

锻件形状简单,操作灵活。

1.3.2锻件和铸件相比锻件的优点1.3.2.1金属经过锻造加工后能改善其组织结构和力学性能。

铸造组织经过锻造方法热加工变形后由于金属的变形和再结晶,使原来的粗大枝晶和柱状晶粒变为晶粒较细、大小均匀的等轴再结晶组织,使钢锭内原有的偏析、疏松、气孔、夹渣等压实和焊合,其组织变得更加紧密,提高了金属的塑性和力学性能。

1.3.2.2铸件的力学性能低于同材质的锻件力学性能。

此外,锻造加工能保证金属纤维组织的连续性,使锻件的纤维组织与锻件外形保持一致,金属流线完整,可保证零件具有良好的力学性能与长的使用寿命采用精密模锻、冷挤压、温挤压等工艺生产的锻件,都是铸件所无法比拟的。

1.3.2.3锻件是金属被施加压力,通过塑性变形塑造要求的形状或合适的压缩力的物件。

这种力量典型的通过使用铁锤或压力来实现。

铸件过程建造了精致的颗粒结构,并改进了金属的物理属性。

在零部件的现实使用中,一个正确的设计能使颗粒流在主压力的方向。

铸件是用各种铸造方法获得的金属成型物件,即把冶炼好的液态金属,用浇注、压射、吸入或其它浇铸方法注入预先准备好的铸型中,冷却后经落砂、清理和后处理等,所得到的具有一定形状,尺寸和性能的物件。

因此,它在重型机器及重要零件的制造上有特别重要的意义。

1.4应用领域自由锻造是靠人工操作来控制锻件的形状和尺寸的,所以锻件精度低,加工余量大,劳动强度大,生产率也不高,因此它主要应用于单件、小批量生产。

锻件的常见缺陷及原因分析

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

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

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。

锻件缺陷

锻件缺陷

锻件缺陷(forging defects)锻造过程中锻件上产生的外在的和内在的质量不合要求的各种毛病。

锻件缺陷主要有:残留铸造组织,折叠,流线不顺,涡流,穿流,穿肋,裂纹,钛合金α脆化层和锻件过烧等。

残留铸造组织钢锻件有残留铸造组织时,横向低倍组织的心部呈暗灰色,无金属光泽,有网状结构,纵向无明显流线;高倍组织中的树枝晶完整,主干支干互成90。

高温合金的残留铸造组织,在低倍组织中为柱状晶,枝干未破碎;高倍组织中的晶粒极为粗大,局部有破碎的细小品粒。

钛合金低倍组织为粗大晶粒块状分布;高倍组织为粗大的魏氏组织。

铝合金横向低倍组织中的残留铸造组织为粗大的等轴晶,流线不明显,有时伴有疏松针孔;高倍组织中有网状组织、骨骼状组织和显微疏松。

残留铸造组织产生的原因是,铸锭加工成棒材或锻件的变形量小。

高温合金、铝合金及钛合金因反复锻造变形量不足或未采用多向锻造、两端面附近死区内的变形量小而引起的。

防止残留铸造组织要增大锻造比和反复镦拔,加强对原材料的检验,发现有铸造组织就要在成形工艺中增加补充变形量。

折叠表面形状和裂纹相似,多发生在锻件的内圆角和尖角处。

在横截面上高倍观察,折叠处两面有氧化、脱碳等特征;低倍组织上看出围绕折叠处纤维有一定的歪扭。

锻件上折叠的出现是由于自由锻拔长时,送进量过小和压下量过大,或砧块圆角半径太小;模锻时模槽凸圆角半径过小,制坯模槽、预锻模槽和终锻模槽配合不当,金属分配不合适,终锻时变形不均匀等原因造成金属回流而产生的。

根据上述产生的原因而采取相应的措施可以防止产生折叠。

流线不顺、涡流、穿流和穿肋这类缺陷多在锻件的H形、U形和L形部位的组织上出现。

坯料尺寸、形状不合适,锻造操作不当,模具设计时圆角半径选择不合理都会出现上述缺陷。

锻造变形时金属回流,工字形截面锻件,凸模圆角半径小金属不能沿肋壁连续填充模槽时都会产生涡流。

当肋已充满还有多余金属由圆角处直接流向毛边槽时,即形成穿流。

若锻造过程中打击过重、金属流动激烈、穿流处金属的变形程度和应力超过材料的许可强度时,便会产生穿流裂纹。

锻件常见表面缺陷原因及注意事项

锻件常见表面缺陷原因及注意事项
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

常见锻造缺陷

常见锻造缺陷

锻造缺陷一、原材料缺陷造成的锻造缺陷1. 层状断口2. 碳化物偏析:含碳量高的合金钢开坯和轧制时共晶碳化物未被打碎造成不均匀偏析。

危害:带状碳化物使工件在淬火时产生较大的变形,并沿着碳化物带状处产生裂纹。

当碳化物级别较高时,对高速钢刀具的使用寿命极为不利,级别>5级是,可造成刀具崩刃或断裂。

3. 缩管残余:钢锭冒口部分切除不净,开坯轧时将夹杂物缩松或偏析残留在钢材内部,淬火时形成裂纹。

二、落料不当造成的锻件缺陷1. 锻件端面与轴线倾斜:剪切时未压紧2. 撕裂:刀片间隙太大3. 毛刺:切料时,部分金属被带入剪刀间隙之间,产生尖锐和毛刺。

后果:造成加热时局部过烧,锻造时产生折叠和开裂。

4. 端部裂纹:剪切大断面坯料时,圆形端面变成椭圆形,材料中产生很大的内应力,引起应力裂纹。

另外,气割落料前,原材料没有预热,产生加工应力导致裂纹5. 凸芯开裂:车床下料时,棒料端面中心留有凸芯,锻造时凸芯冷却快,由于应力集中造成开裂。

三、锻造工艺不当造成的缺陷1. 过热:加热停留时间过长或加热温度过高引起材料晶粒粗大2. 过烧:过烧时,晶粒特别粗大,断口呈石状。

对碳钢,金相组织出现晶界氧化和熔化;工模具钢晶界因为熔化而出现鱼骨状莱氏体;铝合金出现晶界熔化三角区或复熔球。

3. 锻造裂纹1)加热裂纹:尺寸大的坯料快速加热造成内外温差大,热应力大造成开裂。

特征:由中心向四周辐射状扩展,多产生于高合金材料2)心部开裂:常在坯料的头部,开裂深度与加热和锻造有关,有事贯穿整个坯料。

原因:加热时保温不足,坯料未热透,外部温度高,塑性好,变形大,内部温度低变形小,内外产生不均匀变形3)材质缺陷开裂:锻造时在缩孔夹渣碳化物偏析等材料缺陷处形成锻造裂纹4. 脱碳和增碳1)脱碳:钢材表面在高温下,碳被氧化发生脱碳,使表层组织含碳量下降,硬度下降,强度下降,脱碳层的深度与钢的成分、炉内气氛、温度有关。

通常高碳钢易氧化脱碳,氧化性气氛中易脱碳。

锻件的常见缺陷及原因分析

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。

铝合金锻件的常见缺陷及对策

铝合金锻件的常见缺陷及对策

铝合金锻件的常见缺陷及对策铝合金材料因其密度较小,强度适宜,因而得到广泛的应用。

根据成分和工艺性能不同,铝合金分为变形铝合金和铸造铝合金两大类。

变形铝合金按其热处理强化能力又可分为热处理不强化铝合金和热处理强化铝合金。

变形铝合金按其使用性能及工艺性能可分为防锈铝合金(用LF表示)、硬铝合金(用LY表示),超硬铝合金(用LC 表示)和锻铝合金(用LD表示)。

影响铝合金再结晶温度的主要因素有:合金成分、压力加工前的均匀化规范、压力加工方式(应力状态)、变形温度、变形速度、变形程度和最终热处理制度等。

铝合金的晶粒尺寸对力学性能有较大影响,铝合金锻件中的粗晶显著降低强度极限和屈服极限,降低零件的使用性能和寿命。

因此,锻造铝合金时需注意控制晶粒度。

铝合金锻件的晶粒大小与变形温度、变形程度、受剪切变形的情况以及固溶处理前的组织状态等有关。

详见几种主要缺陷形成的机理和对策中的备料不当产生的缺陷及其对锻件的影响。

供锻造和模锻的铝合金原坯料,一般采用铸锭和挤庄坯料,个别情况下亦采用轧制坯料。

铸锭坯料往往具有疏松、气孔、缩孔、裂纹、成层、夹渣、氧化膜和树枝状偏析等缺陷。

挤压坯料一般具有粗晶环、成层、缩尾、夹渣、氧化膜和表皮气泡等缺陷。

铝合金坯料的上述缺陷,不仅锻造时容易开裂,而且直接影响到锻件质量,所以锻前需要按标准对坯料进行检查,合格后方能投产。

铝合金的锻造特点如下:1.塑性较低铝合金的塑性受合金成分和锻造温度的影响较大。

大多数铝合金对变形速度不十分敏感,但是随着合金中合金元素含量的增加,合金的塑性不断下降。

2.流动性差铝合金质地很软,外摩擦系数较大,所以流动性较差,模锻时难于成形。

3.锻造温度范围窄铝合金的锻造温度范围一般都在150℃以内,少数高强度铝合金的锻造温度范围甚至不到100℃,由于铝合金的锻造温度范围很窄,所以一般都采用能精确控制加热温度的带强制循环空气的箱式电阻炉或普通箱式电阻炉进行加热,温差控制在上±10℃以内。

锻件缺陷的原因及处理

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。

锻件的瑕疵原因及检验方法

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。

(完整)引发锻件缺陷的主要原因

(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。

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

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

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

锻件缺陷分析

锻件缺陷分析

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。

锻造常见缺陷及原因

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。

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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一一相变强化等。

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。

为了获得本质细晶粒钢,钢中残余铝含量需控制在一定范围内,例如Al酸0. 02%〜0. 04%(质量分数)。

含量过少,起不到控制晶粒长大的作用,常易使锻件的本质晶粒度不合格;含铝量过多,压力加工时在形成纤维组织的条件下易形成木纹状断口、撕痕状断口等。

又如,在1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢中,Ti、Si、Al、Mo的含量越多,则铁素体相越多,锻造时愈易形成带状裂纹,并使零件带有磁性。

如原材料内存在缩管残余、皮下起泡、严重碳化物偏析、粗大的非金属夹杂物(夹渣)等缺陷,锻造时易使锻件产生裂纹。

原材料内的树枝状晶、严重疏松、非金属夹杂物、白点、氧化膜、偏析带及异金属混人等缺陷,易引起锻件性能下降。

原材料的表面裂纹、折叠、结疤、粗晶环等易造成锻件的表面裂纹。

(三)锻造工艺过程对锻件质量的影响锻造工艺过程一般由以下工序组成,即下料、加热、成形、锻后冷却、酸洗及锻后热处理。

锻造过程中如果工艺不当将可能产生一系列的锻件缺陷。

加热工艺包括装炉温度、加热温度、加热速度、保温时间、炉气成分等。

如果加热不当,例如加热温度过高和加热时间过长,将会引起脱碳、过热、过烧等缺陷。

对于断面尺寸大及导热性差、塑性低的坯料,若加热速度太快,保温时间太短,往往使温度分布不均匀,引起热应力,并使坯料发生开裂。

锻造成形工艺包括变形方式、变形程度、变形温度、变形速度、应力状态、工模具的情兄和润滑条件等,如果成形工艺不当,将可能引起粗大晶粒、晶粒不均、各种裂纹、折叠。

寒流、涡流、铸态组织残留锻后冷却过程中,如果工艺不当可能引起冷却裂纹、白点、网状碳化物等。

(四)锻件组织对最终热处理后的组织和性能的影响奥氏体和铁素体耐热不锈钢、高温合金、铝合金、镁合金等在加热和冷却过程中,没有同素异构转变的材料,以及一些铜合金和钛合金等,在锻造过程中产生的组织缺陷用热处理的办法不能改善。

在加热和冷却过程中有同素异构转变的材料,如结构钢和马氏体不锈钢等,由于锻造工艺不当引起的某些组织缺陷或原材料遗留的某些缺陷,对热处理后的锻件质量有很大影响。

现举例说明如下:1)有些锻件的组织缺陷,在锻后热处理时可以得到改善,锻件最终热处理后仍可获得满意的组织和性能。

例如,在一般过热的结构钢锻件中的粗晶和魏氏组织,过共析钢和轴承钢由于冷却不当引起的轻微的网状碳化物等。

2)有些锻件的组织缺陷,用正常的热处理较难消除,需用高温正火、反复正火、低温分解、高温扩散退火等措施才能得到改善。

例如,低倍粗晶、9Cr18不锈钢的孪晶碳化物等。

3)有些锻件的组织缺陷,用一般热处理工艺不能消除,结果使最终热处理后的锻件性能下降,甚至不合格。

例如,严重的石状断口和棱面断口、过烧、不锈钢中的铁素体带、莱氏体高合金工具钢中的碳化物网和带等。

4)有些锻件的组织缺陷,在最终热处理时将会进一步发展,甚至引起开裂。

例如,合金结构钢锻件中的粗晶组织,如果锻后热处理时未得到改善,在碳、氮共渗和淬火后常引起马氏体针粗大和性能不合格;高速钢中的粗大带状碳化物,淬火时常引起开裂。

锻造过程中常见的缺陷及其产生原因在锻造过中常见的缺陷中将具体介绍。

应当指出,各种成形方法中的常见缺陷和各类材料锻件的主要缺陷都是有其规律的。

不同成形方法,由于其受力情况不同,应力应变特点不一样,因而可能产生的主要缺陷也是不一样的。

例如,坯料镦粗时的主要缺陷是侧表面产生纵向或45°方向的裂纹,锭料镦粗后上、下端常残留铸态组织等;矩形截面坯料拔长时的主要缺陷是表面的横向裂纹和角裂,内部的对角线裂纹和横向裂纹;开式模锻时的主要缺陷则是充不满、折叠和错移等。

各主要成形工序中常见的缺陷将在各主要成形工序中常见的缺陷与对策中详细介绍。

不同种类的材料,由于其成分、组织不同,在加热、锻造和冷却过程中,其组织变化和力学行为也不同,因而锻造工艺不当时,可能产生的缺陷也有其特殊性。

例如,莱氏体高合金工具钢锻件的缺陷主要是碳化物颗粒粗大、分布不均匀和裂纹,高温合金锻件的缺陷主要是粗晶和裂纹;奥氏体不锈钢锻件的缺陷主要是晶间贫铬,抗晶间腐蚀能力下降,铁素体带状组织和裂纹等;铝合金锻件的缺陷主要是粗晶、折叠、涡流、穿流等锻造工艺缺陷(1)锻造工艺不当产生的缺陷通常有以下几种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,则在撤粗、拔长、冲孔、扩孔、弯曲和挤压等工序中都可能产生裂纹。

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,6. 飞边裂纹飞边裂纹是模锻及切边时在分模面处产生的裂纹。

飞边裂纹产生的原因可能是:①在模锻操作中由于重击使金属强烈流动产生穿筋现象。

②镁合金模锻件切边温度过低;铜合金模锻件切边温度过高。

7. 分模面裂纹分模面裂纹是指沿锻件分模面产生的裂纹。

原材料非金属夹杂多,模锻时向分模面流动与集中或缩管残余在模锻时挤人飞边后常形成分模面裂纹。

8. 折叠折叠是金属变形过程中已氧化过的表层金属汇合到一起而形成的。

它可以是由两股(或多股)金属对流汇合而形成;也可以是由一股金属的急速大量流动将邻近部分的表层金属带着流动,两者汇合而形成的;也可以是由于变形金属发生弯曲、回流而形成;还可以是部分金属局部变形,被压人另一部分金属内而形成。

折叠与原材料和坯料的形状、模具的设计、成形工序的安排、润滑情况及锻造的实际操作等有关折叠不仅减少了零件的承载面积,而且工作时由于此处的应力集中往往成为疲劳源9. 穿流穿流是流线分布不当的一种形式。

在穿流区,原先成一定角度分布的流线汇合在一起形成穿流,并可能使穿流区内、外的晶粒大小相差较为悬殊。

穿流产生的原因与折叠相似,是由两股金属或一股金属带着另一股金属汇流而形成的,但穿流部分的金属仍是一整体穿流使锻件的力学性能降低,尤其当穿流带两侧晶粒相差较悬殊时,性能降低较明显。

10. 锻件流线分布不顺锻件流线分布不顺是指在锻件低倍上发生流线切断、回流、涡流等流线紊乱现象锻造工艺缺陷(2)如果模具设计不当或锻造方法选择不合理,预制毛坯流线紊乱;工人操作不当及模具磨损而使金属产生不均匀流动,都可以使锻件流线分布不顺。

流线不顺会使各种力学性能降低,因此对于重要锻件,都有流线分布的要求。

11. 铸造组织残留铸造组织残留主要出现在用铸锭作坯料的锻件中。

铸态组织主要残留在锻件的困难变形区。

锻造比不够和锻造方法不当是铸造组织残留产生的主要原因铸造组织残留会使锻件的性能下降,尤其是冲击韧度和疲劳性能等。

12. 碳化物偏析级别不符要求碳化物偏析级别不符要求主要出现于莱氏体工模具钢中。

主要是锻件中的碳化物分布不均匀,呈大块状集中分布或呈网状分布。

造成这种缺陷的主要原因是原材料碳化物偏析级别差,加之改锻时锻比不够或锻造方法不当具有这种缺陷的锻件,热处理淬火时容易局部过热和淬裂。

制成的刃具和模具使用时易崩刃等。

13. 带状组织带状组织是铁素体和珠光体、铁素体和奥氏体、铁素体和贝氏体以及铁素体和马氏体在锻件中呈带状分布的一种组织,它们多出现在亚共折钢、奥氏体钢和半马氏体钢中。

这种组织,是在两相共存的情况下锻造变形时产生的带状组织能降低材料的横向塑性指针,特别是冲击韧性。

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