不同热加工方法所引起的缺陷种类及原因

目录一、铸造产生的缺陷及原因 .............................................................. １二、锻造产生的缺陷及原因 .............................................................. ３三、焊接产生的缺陷及原因 .............................................................. ６四、淬火产生的缺陷及原因 .............................................................. ８五、回火产生的缺陷及原因 .............................................................. ９六、退火和正火产生的缺陷及原因..................................................................... １０七、渗碳产生的缺陷及原因..................................................................................... １１八、渗氮产生的缺陷及原因 ............................................................ 1３不同热加工方法所引起的缺陷种类及原因热加工工艺通常包括铸造、锻造、焊接、热处理等，由于加工工艺制定、工件材料、工作环境及操作者操作熟练程度的不同，会产生许多缺陷。

一、铸造产生的缺陷及原因1.铸件化学成分不合格这类缺陷产生的原因主要为：炉料配比不正确，炉料质量差，对炉料没有正确地进行化学分析；熔炼过程中，铁水氧化严重，金属元素烧损较大等。

2.铸件性能不合格原因为：由化学成分不合格，导致物理和力学性能不合格；金属熔炼中，控制不当，金属中气体、夹杂物含量太高，破坏了组织的连续性，导致力学性能降低。

3.石墨漂浮球墨铸铁断口上有一层密集的石墨，与正常组织有一明显的分界线，这种缺陷称为石墨漂浮。

它常出现在铸件厚大断面的上表面、砂芯的下表面和铸件的死角处。

其石墨形态为菊花状或开花状，产生的原因主要为铸件的壁厚太大，冷却速度太慢，球化剂过量而引起的。

4.石墨粗大铸件加工后，在加工表面上有均匀分布并充满石墨的孔洞，称为石墨粗大。

加工表面成灰黑色，断口晶粒粗大，力学性能下降，气压试验时有渗漏现象。

产生原因为铁液中促进石墨化元素太多，碳当量太高或孕育剂使用过量，导致铁水在凝固过程中析出大量的片状石墨。

其石墨形态一般为星状，即F形石墨。

由于铸铁组织的遗传性，金属炉料中过多使用组织粗大的生铁锭，造成石墨粗大缺陷；5.偏析铸件整体或部分区域出现化学成分、金相组织不均匀的缺陷称为偏析。

其产生原因主要为合金结晶温度范围宽，而低熔点成分太多，当凝固时间太长时，使先结晶的部分含有较多的高熔点成分，后结晶部分含有较多的低熔点成分，造成偏析缺陷。

6.白口组织铸件断面出现亮白色的组织，并且很难进行机械加工，这种缺陷叫白口缺陷。

一般位于铸件的薄壁处、棱角或边沿。

其产生原因是铁水的碳当量太低，铁水凝固时析出渗碳体导致铸件产生白口缺陷；铁水氧化严重，使铁水中的促进石墨化元素大量烧损，或孕育剂太小，使实际加入量减少，导致渗碳体的析出，形成白口缺陷；铸件壁厚不均，或冷铁使用不当，造成白口组织缺陷的形成；铸型分型面不平整，使铸件产生的飞边冷速过快，导致铸件边缘产生白口缺陷。

二、锻造产生的缺陷及原因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。

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。

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。

引起龟裂的原因：①原材料含易熔元素过多。

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：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有关。

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。

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。

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。

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。

在锻造或零件工作时常易沿铁素体带或两相的交界处开裂。

14.局部充填不足局部充填不足主要发生在筋肋、凸角、转角、圆角部位，尺寸不符合图样要求。

产生的原因：①锻造温度低，金属流动性差；②设备吨位不够或锤击力不足；③制坯模设计不合理，坯料体积或截面尺寸不合格；④模膛中堆积氧化皮或焊合变形金属。

15.欠压欠压指垂直于分模面方向的尺寸普遍增大，产生的原因可能是：①锻造温度低。

②设备吨位不足，锤击力不足或锤击次数不足。

16.错移错移是锻件沿分模面的上半部相对于下半部产生位移。

产生的原因可能是：①滑块（锤头）与导轨之间的间隙过大；②锻模设计不合理，缺少消除错移力的锁口或导柱；③模具安装不良。

17.轴线弯曲锻件轴线弯曲，与平面的几何位置有误差。

产生的原因可能是：①锻件出模时不注意；②切边时受力不均；③锻件冷却时各部分降温速度不一；④清理与热处理不当。

三、焊接产生的缺陷及原因焊接过程中在焊接接头中产生的未焊透、未熔合、夹渣、气孔、咬边、焊瘤、烧穿、偏析、未填满、焊接裂纹等金属不连续、不致密或连接不良的现象1.外观质量粗糙，鱼鳞波高低、宽窄发生突变；焊缝与母材非圆滑过渡。

原因：操作不当，返修造成。

2．焊缝尺寸缺陷尺寸不符合施工图样或技术要求。

原因：施工者操作不当3.咬边原因:a焊接参数选择不对，U、I太大，焊速太慢。

b电弧拉得太长。

熔化的金属不能及时填补熔化的缺口。

4.弧坑由于收弧和断弧不当在焊道末端形成的低洼部分。

原因：焊丝或者焊条停留时间短，填充金属不够。

5.烧穿原因:a焊接电流过大；b对焊件加热过甚；c坡口对接间隙太大；6.焊瘤熔化金属流淌到焊缝以外未熔化的母材上所形成的局部未熔合。

原因：焊接参数选择不当；坡口清理不干净，电弧热损失在氧化皮上，使母材未熔化。

7.气孔原因:a电弧保护不好，弧太长。

b焊条或焊剂受潮，气体保护介质不纯。

c坡口清理不干净。

8.夹渣焊接熔渣残留在焊缝中。

易产生在坡口边缘和每层焊道之间非圆滑过渡的部位，焊道形状突变，存在深沟的部位也易产生夹渣。

原因:a熔池温度低，液态金属黏度大，焊接速度大；b运条不当，熔渣和铁水分不清；c坡口形状不规则，坡口太窄，不利于熔渣上浮；d多层焊时熔渣清理不干净。

9.未焊透当焊缝的熔透深度小于板厚时形成。

单面焊时，焊缝熔透达不到钢板底部；双面焊时，两道焊缝熔深之和小于钢板厚度时形成。

原因:a坡口角度小，间隙小，钝边太大；b电流小，速度快来不及熔化；c焊条偏离焊道中心。

10.未熔合熔焊时焊道与母材之间或焊道与焊道之间未能完全熔化结合的部分。

原因:a电流小、速度快、热量不足；b坡口或焊道有氧化皮、熔渣等，部分热量损失在熔化杂物上，剩余热量不足以熔化坡口或焊道金属。

c焊条或焊丝的摆动角度偏离正常位置，熔化金属流动而覆盖到电弧作用较弱的未熔化部分，容易产生未熔合。

11.焊接裂纹在焊接应力及其它致脆因素共同作用下，材料的原子结合遭到破坏，形成新界面而产生的缝隙称为裂纹。

四、淬火产生的缺陷及原因1.淬火畸变与淬火裂纹:淬火畸变是不可避免的现象,只有超过规定公差或产生无法矫正时才构成废品,通过适当选择材料,改进结够设计,合理选择淬火,回火方法及规范等可有效的减小与控制淬火畸变。