锻件缺陷
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。
常见锻件缺陷
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锻件的缺陷很多种类,该类缺陷产生的原因也有许多种,有不良锻造工艺造成的,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。
本文介绍几种常见的锻件缺陷。
锻件缺陷1、缩孔:在锻造前期浇注钢铸锭时,由于钢铸锭冷却时金属凝固体积收缩,形成较大的孔洞,常见于钢锭的头部(冒口端)缩孔特征:一般位于横截面中心,且具有较大的体积和轴向延伸长度2、疏松:钢锭凝固钱金属液中气体来不及排除和金属冷却收缩,形成其内部的空穴和不致密性,在锻造时又因锻压比不足,金属组织未柔和而存在于锻件之中。
疏松特征:以钢锭中心及头部出现居多,单个尺寸较小,但往往呈区域性弥散分布。
3、夹杂物:有非金属夹杂物和金属夹杂物之分(1)非金属夹杂物:为钢中脱氧剂,合金元素灯与气体生产之反应物,一般尺寸较小,漂浮于钢锭中最后挤至凝固最晚的钢锭中心区及头部聚积;由冶炼,浇注过程中混入的耐火材料或杂质,尺寸较大,常混杂于钢锭下部。
(2)金属夹杂物:由于冶炼时外加铁合金过多或尺寸较大所致,或者浇注时金属飞溅或异型金属录入铸模未被溶解而形成的缺陷。
4、裂纹:裂纹种类甚多,形成原因不一(1)晶间裂纹,多见于奥氏体钢不锈钢锻件;(2)高合金钢的钢锭中心,裂纹沿晶间分布,呈弯曲线,尺寸大于夹杂物,且有一定的方向性(3)锻造或热处理不当,工件内外温差过大,截面尺寸变化剧烈均会产生热裂纹,常常出现于锻件心部截面变化处;(4)过热和过烧产生的组大组织和脆性开裂,多始于工件表面。
(5)锻造时将钢锭表面氧化皮或凸出部位压入钢中所形成的折叠,也是变形不当形成的裂纹之一;(6)常见合金钢的白点,本质上是由氢脆造成的微裂纹,其单个尺寸较大,分布较广,锻造截面变化大,锻后冷却快易形成白点。
(7)淬火之后若不及时回火或者回火不当,热处理残余应力仍然很大,从而易产生裂纹,严重导致自行炸裂。
锻件的常见缺陷及原因分析
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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。
锻件的常见缺陷及原因分析
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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其产生的主要原因
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锻件缺陷的主要特征及其产生的主要原因锻件缺陷的主要特征及其产生的主要原因000缺陷名称主要特征产生原因及的后果①由原材料产生的缺陷缺陷名称主要特征产生原因及的后果毛细裂纹(发裂)位于钢材表面,深约0.5-1.5mm的毛细裂纹轧制钢材时,钢锭的皮下气泡被辗长而破裂形成的。
锻前若不去掉,可能引起锻件裂纹结疤在钢材表面局部地方存在的一层易剥落的薄膜,其厚度可达1.5mm左右。
锻造时不能焊合,以结疤形态出现在锻件表面上浇注时,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,将残留锻件表面非金属夹杂物在轧材的纵断面上出现被拉长了的,或被破碎但沿纵向断续分布的非金属夹杂。
前者如硫化物,后者如氧化物、脆性硅酸盐主要是由于在熔炼时,金属与炉气、容器之间发生化反应形成的;另外,在熔炼浇注时由于耐火材料、砂子等落入钢液而引起层状断口往往出现在钢材的轴心部分。
在钢材的断口或断面上,出现一些与折断了的石板、树皮相似的形貌。
这种缺陷在合金钢,特别是铬镍钢、铬镍钨钢中出现较多,在碳钢中也有发现钢中存在非金属夹杂物,枝晶偏析、气孔、疏松等缺陷,在锻轧过程中沿纵向被拉长,使钢材断口呈片层状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缺陷名称主要特征产生原因及的后果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。
大型锻件中常见的缺陷与对策大全
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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。
锻件缺陷
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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
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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
锻件中的常见缺陷及产生的原因
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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。
常见锻造缺陷
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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。
锻件缺陷 标准
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锻件缺陷的标准根据不同的标准和分类方式有所不同。
根据ASTM E54标准,锻件缺陷主要分为10类,包括表面划痕、内凹、外凸、斑点、杂质、裂纹、孔洞、氧化皮、热损伤和其他。
其中,裂纹又可分为表面裂纹和层状断口缺陷,层状断口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,使钢材呈现出带状组织。
非金属夹杂物主要是熔炼或浇铸的钢水冷却过程中由于成分之间或金属与炉气、容器之间的化学反应形成的。
对于不同类型的锻件,也存在一些具体的缺陷标准。
例如,在折弯和卷板锻件中,存在折叠和分层缺陷。
折叠指的是金属材料在弯曲或扭转时,由于金属流动不均匀而产生的折缝。
分层指的是金属材料在弯曲或扭转时,由于金属流动不均匀而产生的层状分离。
这些缺陷的存在会影响锻件的质量和使用性能。
此外,对于碳化物偏析等缺陷,也存在一些标准。
碳化物偏析经常出现在含碳高的合金钢中,例如高速钢。
这种缺陷的存在会影响材料的力学性能和切削加工性能。
总之,对于不同类型的锻件和不同的缺陷类型,都存在一些具体的标准和分类方式。
这些标准和分类方式可以用来评估锻件的质量和使用性能,并指导生产过程中的质量控制和工艺改进。
锻造缺陷通常有以下几种
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锻造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入临界变形区,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。
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。
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。
锻件缺陷的主要特征及其产生的主要原因
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锻造件缺陷是指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。
锻件缺陷如按其表现形式来区分,可分为:外部的、内部的和性能的三种。
外部缺陷如几何尺寸和形状不符合要求。
表面裂纹、折叠、缺肉、错差、模锻不足、表面麻坑、表面气泡和橘皮状表面等。
这类缺陷显露在锻件的外表面上,比较容易发现或观察到。
内部缺陷又可分为低倍缺陷和显微缺陷两类。
前者如内裂、缩孔、疏松、白点、锻造流纹紊乱、偏析、粗晶、石状断口、异金属夹杂等;后者如脱碳、增碳、带状组织。
铸造组织残留和碳化物偏析级别不符合要求等。
内部缺陷存在于锻件的内部,原因复杂,不易辨认,常常给生产造成较大的困难。
反映在性能方面的缺陷,如室温强度、塑性、韧性或疲劳性能等不合格;或者高温瞬时强度,持久强度、持久塑性、蠕变强度不符合要求等。
性能方面的缺陷,只有在进行了性能试验之后,才能确切知道。
值得注意的是内外部和性能方面的缺陷这三者之间,常常有不可分割的联系。
例如过热和过烧表现于外部常为裂纹的形式:表现于内部则为晶粒粗大或脱碳,表现在性能方面则为塑性和韧性的降低。
因此,为了准确确定锻件缺陷的原因,除了必须辨明它们的形态和特征之外,还应注意找出它们之间的内在联系。
锻造过程产生的缺陷和热处理过程产生的缺陷。
按照锻造过程中各工序的顺序,还可将锻造过程中产生的缺陷,细分为以下几类:由下料产生的缺陷;由加热产生的缺陷:由锻造产生的缺陷:由冷却产生的缺陷和由清理产生的缺陷等。
不同工序可以产生不同形式的缺陷,但是,同一种形式的缺陷也可以来自不同的工序。
由于产生锻件缺陷的原因往往与原材料生产过程和锻后热处理有关,因此在分析锻件缺陷产生的原因时,不要孤立地来进行。
大型锻件中常见的缺陷与对策大全
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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
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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
锻造常见缺陷
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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。
锻造常见缺陷及原因
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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。
锻件腹板宽厚比大、肋底部的内圆角半径小、坯料余量过大、操作时润滑剂涂得过多和加压太快,都易造成上述缺陷。
对于此类模锻件,采用预成形或顶锻,加大顶部、根部及毛边槽桥部与模槽连接处的圆角半径,加大内外模锻斜度等措施,能有利于避免金属流动过程中急剧转弯而造成上述缺陷。
裂纹因锻造变形温度不当而引起的高温锻裂和低温锻裂,在锻件上表现为表面裂纹、内部裂纹和毛边裂纹等。
表面裂纹是因锻造温度过高或锤击速度过快,使坯料发生过烧或过热而引起的,裂口较宽,断口凹凸不平,组织粗大呈暗灰色。
低倍组织中裂纹端为锯齿形,与流线无关。
高倍观察裂纹沿晶界伸展,再结晶完全,无夹杂及其他冶金缺陷。
锻造温度过低,锤击过重时,在坯料侧表面与锤击方向呈45。
、90~或三角形裂纹,断口平齐有金属光泽。
高倍观察,裂纹穿晶并有加工硬化现象。
内部裂纹一种是在自由锻时发生的。
在圆截面坯料拔长、滚圆时,由于送进量太大,压下量太小,金属横向流动激烈而产生横向拉应力,愈接近心部拉应力愈大,引起内部纵向裂纹。
另一种内部裂纹则是由合金内部过分粗大的金属间化合物或夹杂物在锻造时阻碍着金属的规则流动,在其周围引起的微裂纹。
通常此种裂纹都要在锻件加工后才能表露出来。
前一种纵向裂纹的防止方法是在圆坯料拔长时,先打四方后打八方最后滚圆,每次压下量要大于20%。
后一种裂纹的防止方法是要对锻造毛坯严格检查,控制组织不合格的坯料进入车问。
毛边裂纹在锤上模锻铝合金时经常出现,通常在毛边切除时沿分模线(见分模面)裂开。
这是由于锻造温度过高或者锻造过程中快速连续打击时,已充满模槽的多余金属在毛边处被迫挤出来,模具表面与锻件表面金属之间存在摩擦,与模具表面紧挨着的金属流动困难处于静止状态。
真正发生流动的金属距模具表面有一定的深度。
因此,在流动与静止的金属之间,由于激烈的相对运动而产生大量的热,使这个范围内的金属过热,再加上多余的金属挤压毛边槽时,在这个部位出现很大的剪应力的作用下,毛边处过热部位产生裂纹。
此外,还有模具设计不当、肋的根部圆角半径过小、淬火加热时过烧等原因也能造成毛边裂纹。
为防止这类裂纹的出现要适当降低锻造温度和锤击速度,增大圆角半径,减小剪切应力等。
钛合金α脆化层钛合金锻件表面去掉氧化皮后还存有0.3mm以下的污染层,其硬度约为基体的两倍。
高倍组织中的α相较明显增多,甚至全为α相。
钛合金在加热时吸收炉气中α相的形成元素氧和氮,形成钛与氧、氮的间隙固溶体,表现为脆化层,其深度与锻造或热处理时加热所用炉子类型、炉气性质、加热温度及保温时间有关。
控制加热时炉气性质、加热温度及保温时间,可减小α脆化层的厚度。
可用酸洗、喷砂或切削加工等方法去掉α脆化层。
锻件的过烧坯料在锻造或热处理加热时因炉温控制失灵、炉内温度分布不均、局部炉温过高而引起的。
过烧锻件对静拉伸性能的影响不大明显,对疲劳性能则影响明显。
铝合金过烧后,表面呈暗黑色,有时表面起泡,高倍观察晶粒粗大,出现复熔球,晶界变直发毛,严重时产生三角晶界,沿晶界出现共晶体。
这些现象不一定同时出现,只要出现一个现象就说明材料已经过烧。