连铸坯缺陷.ppt

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1.2 各种裂纹的形成机理及其特征
结晶裂纹：金属凝固结晶末期，在固相线附近发生的晶间开裂现
象，称为凝固裂纹或结晶裂纹。其形成与凝固末期晶间存在的液膜 有关，断口具有沿晶间液膜分离的特征。裂纹无金属光泽，有明显 的氧化色彩。
液化裂纹：是一种沿奥氏体晶界开裂的微裂纹，一般认为是由于
热影响区金属奥氏体晶界上的低熔点共晶，在热源（火焰切割）高 温作用下发生重新熔化，使金属的塑性和强度急剧下降，在拉伸应 力作用下沿奥氏体晶界开裂而形成的。
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1.2 各种裂纹的形成机理及其特征
高温失延裂纹
在固相线以下的高温阶段，金属处于不断增长的固相收缩应力 作用之下，变形方式主要是依靠位错或空位沿着晶界的扩散、移动 进行。当沿晶界的扩散变形遇到障碍时（如三晶粒相交的顶点）， 就会因应变集中导致裂纹。
热裂纹 在高温阶段发生的开裂现象。是指在钢的凝固过程中，在
300℃以上高温下产生的裂纹为热裂纹。 热裂纹一般有在稍低于凝固温度下产生的凝固裂纹，也有少
数是在凝固温度区发生的裂纹。 它的特征是沿原奥氏体晶界开裂。
➢ 特征 表面呈氧化色、外形曲折而不规则、沿晶断裂特征。
➢种类 凝固裂纹 液化裂纹 高温失延裂纹
这类裂纹常出现在具有强烈淬硬倾向的高（中）碳钢、高强度合 金钢、工具钢的焊件中。
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1.2 各种裂纹的形成机理及其特征
低塑性脆化裂纹：
它是某些低塑性材料冷却到较低温度时，由于体积收缩所引起的 应变超过了材料本身所具有的塑性储备量时所产生的裂纹。
这种裂纹通常也无延迟现象，常发生在铸铁或硬质合金构件的成 形加工中。如灰口铸铁在400℃以下基本无塑性，焊接裂纹倾向很大。
空穴开裂理论认为晶界滑动和晶界迁移同时发生，两者共同作 用可形成晶界台阶，进而形成空穴并发展成微裂纹。
σ
A C
裂纹
B
τ
τ
σ
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1.2 各种裂纹的形成机理及其特征
冷裂纹 铸坯在室温附近出现的裂纹。
➢ 特征 穿晶断裂或晶间断裂、具有金属光泽或轻微氧化色、外形规
则，常呈光滑曲线或直线状。 ➢ 种类
珠光体耐热钢中的V元素，会使SR裂纹敏感性显著增加；
二是与加热速度和加热时间有关，不同的钢种存在不同的易产生再热
裂纹的敏感温度范围。因此，在制定加热工艺时，应尽量减少坯料在
敏感温度范围内的停留时间。前者是内在因素，后者是外在因素。
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1.3 铸坯裂纹类型与形成位置的关系
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1.3 铸坯裂纹类型与形成位置的关系
期
裂纹的深度
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1.3 铸坯裂纹类型与形成位置的关系
裂纹的断口
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1.3 铸坯裂纹类型与形成位置的关系
裂纹的脱碳
目录
第一部分 裂纹缺陷 第一章综述
1.1 裂纹分类方法 1.2 各种裂纹的形成机理及其特征 1.3 铸坯裂纹类型与形成位置的关系 1.4 连铸坯形成裂纹的必要条件 1.5 裂纹类型与微观结构和脆性温度区间的关系 1.6 钢的裂纹敏感性评价 1.7 钢中残余有害元素对性能影响 第二章 表面裂纹 2.1 网状裂纹 2.2 星形裂纹 2.3 纵裂纹 2.4 横裂纹
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第一章 综述
1.1 裂纹分类方法 1.2 各种裂纹的形成机理及其特征 1.3 铸坯裂纹类型与形成位置的关系 1.4 连铸坯形成裂纹的必要条件 1.5 裂纹类型与微观结构和脆性温度区间的关系 1.6 钢的裂纹敏感性评价 1.7 钢中残余有害元素对性能影响
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1.2 各种裂纹的形成机理及其特征
氢致裂纹的机理(应力诱导扩散理论)
缺陷
提供裂纹源
应力集中的应力区
促使位错移动或增值
氢向高应力区扩散并聚集
尖端微区的塑性应变量增加
氢浓度达到临界值
裂纹向前扩展
局部开裂
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1.2 各种裂纹的形成机理及其特征
淬硬脆化裂纹：
某些淬硬倾向大的钢种，热加工后冷却到Ms 至室温时，因发生 马氏体相变而脆化，在拘束应力作用下即可产生开裂。这种裂纹又称 为淬火裂纹，其产生与氢的关系不大，基本无延迟现象，成形加工后 常立即出现。
氢致裂纹 淬火裂纹 低塑性脆化裂纹
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1.2 各种裂纹的形成机理及其特征
氢致裂纹（延迟裂纹）：
这类裂纹是在氢、钢材淬硬组织和拘束应力的共同作用下产生的 ，形成温度一般在 Ms 以下 200℃ 至室温范围，由于氢的作用而具有 明显的延迟特征，故又称为氢致裂纹。
裂纹的产生存在着潜伏期（几小时、几天甚至更长）、缓慢扩展 期和突然开裂三个连续过程。由于能量的释放，常可听到较清晰的开 裂声音（可用声发射仪来监测），常发生在刚性较大的低碳钢、低合 金钢的焊接结构中。
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第三章 内部裂纹 1 近表裂纹 2 中间裂纹 3 中心裂纹 4 控制措施
第四章 切割裂纹
目录
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目录
第二部分 连铸坯其它缺陷 第一章 其它外表缺陷
渣沟 渣坑 粘渣 卷渣 气孔 划痕 压痕 夹痕 第二章 其它内部缺陷 气孔 缩孔
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目录
中心疏松 中心偏析 第三章 夹杂缺陷 第四章 形状缺陷 1 .椭圆 2. 弯曲 3 .鼓肚 后附： 断口分析 1. 断口分析常用定义 2. T23钢高温拉伸断口扫描电镜形貌比较 3. 连铸坯表面纵裂断口分析方法应用 4. 铸坯纵裂断口案例
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1.1 裂纹分类方法综述
裂纹的种类
➢ 出现的位置 表面裂纹和内部裂纹
➢ 按裂纹的走向 横向裂纹和纵向裂纹
➢ 按尺寸大小 宏观裂纹和微观裂纹
➢ 按出现的温度范围 热裂纹和冷裂纹
➢ 按形成机理 热裂纹、冷裂纹、再热裂纹、层状撕裂和应力腐蚀裂纹
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1.2 各种裂纹的形成机理及其特征
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1.2 各种裂纹的形成机理及其特征
再加热裂纹：
钢坯在一定温度范围内再次加热（消除应力热处理或其它加热过程）
而产生的裂纹为再热裂纹。
在消除应力热处理过程中产生的再热裂纹又称消除应力处理裂纹，
也叫SR裂纹。
再热裂纹的产生原因：
一是与钢中所含碳化物形成元素（Cr、Mo、V、Ti及B等）有关。如