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锻件缺陷的主要特征及原因

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-02-22  浏览次数:192
核心提示: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

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

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。亮条大多沿锻件纵向分布。这种缺陷主要出现在钛合金和高温合金锻件中

由于合金元素偏析造成。钛合金锻件中的亮条,多属低铝低钒偏析区;高温合金锻件上的亮条区,多属镍铬钴等元素偏高

亮条的存在使材料的塑性和韧性下降

碳化物偏析级别不合格

经常在高速钢、高铬冷变形模具钢等碳含量高的合金钢中出现,其犍点是在局部区域有较多的碳化物集聚,使碳化物偏析超过了许可的标准

由于钢中莱氏体共晶碳化物在开坯和轧制时未充分破碎、均匀分开所造成

严重的碳化物偏析容易引起锻件过热、过烧或开裂

白点

在钢坯的纵向断口上呈圆形或随圆形的银白色斑点,在横向断口上呈现细小的裂纹。白点的大小不一,长度为1-20mm或更长

白点在合金结构钢中常见,在普通碳钢中也有发现

由于钢中含氢较多和相变时组织应力大引起。大型钢坯锻轧后冷却较快时容易产生白点

白点是隐藏在内部的裂纹,降低钢的塑性和强度,白点是应力集中点,在交变载荷作用下易引疲劳裂纹

缩孔残余

在锻件低倍检查时,出现不规则的皱折状缝隙,形似裂纹,呈现深褐色或灰白色;高倍检查缩孔残余附近有大量非金属夹杂物,质脆易剥落

由于钢锭冒口部分产生的集中缩孔未切除干净,开坯和轧制时残留在钢坯内部而产生的

铝合金挤压棒材上的粗晶环

经热处理后供应的铝合金挤压棒材,在其横断面外层环形内出现粗大晶粒,称粗晶环。粗晶环的厚度,从棒材的开始挤出端至末端是逐渐增加的

主要是由于铝合金中Mn、Cr等元素以及挤压时金属与挤压筒壁之间的摩擦,使棒材表面层变形剧烈所致

具有粗晶环的坯料,锻造时容易开裂,如留在锻件上将降低零件性能

铝合金

氧化膜

在锻件低倍上氧化膜沿金属流线分布,呈现黑色短线状。在垂直于氧化膜纵向的断口上,氧化膜类似撕裂分层;在平行于氧化膜纵向的断口上,氧化膜呈片状或细小密集的点状

模锻件内的氧化膜,容易在腹板上或分模面附近见到

熔炼时铝液中没有去除的氧化物夹杂,在浇注过程中由表面卷入金属液内,在挤压、锻造等变形过程中被拉长、变薄而成为氧化膜

氧化膜对锻件纵向力学性能影响小,对横向,特点是短横向力学龄前性能的影响较大

按照锻件类别和氧化膜标标准进行比较,不合格的才报废

由下料产生的缺陷

切斜

坯料端面与坯料轴线倾斜,超过了许可的规定值

剪切时棒料未压紧造成的,切斜的坯料镦粗时容易弯曲、模锻时不好定位,易形成折叠

坯料端部弯曲并带毛刺

切料时部分金属被带入剪刀间隙之间,形成尖锐的毛刺,坯料端部有弯曲变形

由于剪刀片之间间隙太大,或刃口不锐利造成

有毛刺的坯料,锻造时容易产生折叠

坯料端部

凹陷或凸起

坯料端面中心部分金属是拉断的,因而端面上出现凸起或凹陷

刀片之间的间隙太小,坯料中心部分金属不是被剪断的而是拉断的,使部分金属被拉掉。

这样的坯料锻造时容易产生折叠和裂纹

端部裂纹

主要是在剪切大截面坯料时出现,在冷态下剪切合金钢或高碳钢时,也有这种裂纹

由于材料硬度过高、剪切时刀片上的单位压力太大而引起锻造将使端部裂纹进一步扩大

凸芯开裂

车床下料时,在坯料端面上往往留有凸芯,若未去掉,则在锻造时可能导致在凸芯周围形成开裂

由于凸世截面小、冷却快:端面面积大、冷却慢、因而导致在凸芯周围形成裂纹



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