各種缺陷的分析及產生原因

1、鍛造成形過程中的缺陷及其防止方法鍛造成形過程中的缺陷及其防止方法一、鋼錠的缺陷一、鋼錠的缺陷鋼錠有下列主要的缺陷：（1）縮孔和疏松鋼錠中縮孔和疏松是不可避免的缺陷，但它們出現(xiàn)的部位可以控制。鋼錠中頂端的保溫冒口，造成鋼液緩慢冷卻和最后凝固的條件，一方面使錠身可以得到冒口中鋼液的補縮，另一方面使縮孔和疏松集中于此處，以便鍛造時切除。（2）偏析鋼錠中各部分化學成分的不均勻性稱為偏析。偏析分為枝晶偏析和區(qū)域偏析兩種，前者可以通過鍛造以及鍛后熱

2、處理得到消除，后者只能通過鍛造來減輕其影響，使雜質分散，使顯微孔隙和疏松焊和。（3）夾雜不溶于金屬基體的非金屬化合物稱為夾雜。常見的夾雜如硫化物、氧化物、硅酸鹽等。夾雜使鋼錠鍛造性能變化，例如當晶界處低熔點夾雜過多時，鋼錠鍛造時會因熱脆而鍛裂。夾雜無法消除，但可以通過適當?shù)腻懺旃に嚰右云扑?，或使密集的夾雜分散，可以在一定程度上改善夾雜對鍛件質量的影響。（4）氣體鋼液中溶解有大量氣體，但在凝固過程中不可能完全析出，以不同形式殘存在鋼錠內部

3、。例如氧與氮以氧化物、氮化物存在，成為鋼錠中夾雜。氫是鋼中危害最大的氣體，它會引起“氫脆”，使鋼的塑性顯著下降；或在大型鍛件中造成“白點”，使鍛件報廢。（5）穿晶當鋼液澆注溫度較高，鋼錠冷卻速度較大時，鋼錠中柱狀晶會得到充分的發(fā)展，在某些情況下甚至整個截面都形成柱狀晶粒，這種組織稱為穿晶。在柱狀晶交界處（如方鋼錠橫截面對角線上），常聚集有易熔夾雜，形成“弱面”，鍛造時易于沿這些面破裂。在高合金鋼錠中容易遇到這種缺陷。（6）裂紋由于澆注工

4、藝或鋼錠模具設計不當，鋼錠表面會產生裂紋。鍛造前應將裂紋消除，否則鍛造時由于裂紋的發(fā)展導致鍛件報廢。（7）濺疤當鋼錠用上注法澆注時，鋼液沖擊鋼錠模底而飛濺到鋼錠模壁上，這些附著的濺沫最后不能和鋼錠凝固成一體，便成濺疤。濺疤鍛造前必須鏟除，否則會形成表面夾層。二、軋制或鍛制的鋼材中的缺陷二、軋制或鍛制的鋼材中的缺陷軋制或鍛制的鋼材中往往存在如下缺陷：（1）裂紋和發(fā)裂裂紋是由于鋼錠缺陷未清除，經過軋制或鍛造使之進一步發(fā)展造成的。由于軋制或鍛

5、造的工藝規(guī)范不當，在鋼材內引起很大的內應力，也會造成裂紋。斷面大、合金元素多的鋼材容易產生裂紋。發(fā)裂是深度為0.50～1.50mm的發(fā)狀裂紋，它是軋制或鍛造時由于鋼錠皮下氣泡沿變形方向被拉長或夾雜物沿變形方向伸長而形成。發(fā)裂一般需經酸洗后才能發(fā)現(xiàn)。（2）傷痕和折疊傷痕是鋼材表面上深約0.2～0.30mm的擦傷、劃傷細痕。圖17.1氧化皮形成過程示意圖由于氧化皮的膨脹系數(shù)和鋼材不同，因此較易脫落；同時氧化皮的熔點（1300～1350℃）較

6、低，高溫時易熔化。氧化皮的脫落和熔化，使新暴露的鋼料表面繼續(xù)氧化，增加金屬的損耗。2、氧化皮的危害、氧化皮的危害（1）它直接造成了金屬的損耗（稱為火耗）；（2）降低模鍛件的表面質量；（3）鍛件表面附著氧化皮，熱處理時導致鍛件組織和性能的不均勻；（4）氧化皮的硬度較高，模鍛時會加速鍛模型腔的磨損，機加工時會加速刀具的損壞；（5）氧化皮呈堿性，脫落在加熱爐的爐膛內會和酸性的耐火材料起化學反應，縮短加熱爐壽命；（6）使模鍛件增加酸洗或噴丸等清

7、理工序。3、防止和減少氧化的具體措施、防止和減少氧化的具體措施火焰爐加熱時為了防止或減少氧化皮的產生，可采取以下措施：（1）在確保金屬加熱質量的前提下，盡量采用高溫下裝爐的快速加熱方法，縮短金屬在爐內的停留時間，特別是縮短金屬在高溫下的保溫時間；（2）嚴格控制進入爐內的空氣量，在燃料完全燃燒的條件下，盡可能減少過?？諝饬浚唬?）注意消除燃料中的水分，避免水蒸氣對金屬表面的氧化作用；（4）爐膛應保持不大的正壓力，防止爐外冷空氣吸入爐內；（

8、5）操作上應做到少裝爐、勤裝爐及適時出爐；（6）采用少、無氧化火焰加熱爐。二、脫碳二、脫碳脫碳是鋼材表層的碳在高溫下與氧化性爐氣（如O2、CO2、H2O）和H2發(fā)生化學反應，生成CO和CH4等可燃氣體而被燒掉，使鋼材表層碳成分降低的現(xiàn)象。1、脫碳的危害、脫碳的危害（1）使鍛件加工后的零件表面變軟，強度和耐磨性降低；（2）使鍛件加工后的零件疲勞強度降低，零件在長期交變應力作用下易發(fā)生疲勞斷裂。但是，如果脫碳層的厚度沒有超過模鍛件的機械加工

9、余量，則脫碳層可隨切屑除去而無危害。2、防止脫碳的具體措施、防止脫碳的具體措施坯料加熱時應防止和減少脫碳，尤其對于彈簧鋼、工具鋼和軸承鋼等鍛件以及精密模鍛件更應盡可能防止脫碳。火焰爐加熱時防止和減少脫碳的措施有：（1）采用高溫下裝爐的快速加熱方法，尤其應縮短坯料在加熱爐內高溫階段的停留時間；（2）加熱前坯料表面涂刷上保護涂層，例如石墨粉與水玻璃混合劑、硼砂水浸液、玻璃粉涂料等。三、過熱三、過熱鋼材在加熱過程中的加熱溫度超過某一溫度，或在