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锻造成形过程中的缺陷及其防止方法

一、钢锭的缺陷

钢锭有下列主要的缺陷：

(

1

)缩孔和疏松

钢锭中缩孔和疏松是不可避免的缺陷，

但它们出现的部位可以控制。

钢锭中顶端的保温冒口，

造成

钢液缓慢冷却和最后凝固的条件，

一方面使锭身可以得到冒口中钢液的补缩，

另一方面使缩孔和疏松集

中于此处，以便锻造时切除。

(

2

)偏析

钢锭中各部分化学成分的不均匀性称为偏析。

偏析分为枝晶偏析和区域偏析两种，

前者可以通过锻

造以及锻后热处理得到消除，后者只能通过锻造来减轻其影响，使杂质分散，使显微孔隙和疏松焊和。

(

3

)夹杂

不溶于金属基体的非金属化合物称为夹杂。常见的夹杂如硫化物、

氧化物、

硅酸盐等。

夹杂使钢锭

锻造性能变化，

例如当晶界处低熔点夹杂过多时，

钢锭锻造时会因热脆而锻裂。夹杂无法消除，

但可以

通过适当的锻造工艺加以破碎，或使密集的夹杂分散，可以在一定程度上改善夹杂对锻件质量的影响。

(

4

)气体

钢液中溶解有大量气体，

但在凝固过程中不可能完全析出，

以不同形式残存在钢锭内部。

例如氧与

氮以氧化物、氮化物存在，成为钢锭中夹杂。氢是钢中危害最大的气体，它会引起“氢脆”

，使钢的塑

性显著下降；或在大型锻件中造成“白点”

，使锻件报废。

(

5

)穿晶

当钢液浇注温度较高，

钢锭冷却速度较大时，

钢锭中柱状晶会得到充分的发展，

在某些情况下甚至

整个截面都形成柱状晶粒，这种组织称为穿晶。在柱状晶交界处(如方钢锭横截面对角线上)

，常聚集

有易熔夹杂，形成“弱面”

，锻造时易于沿这些面破裂。在高合金钢锭中容易遇到这种缺陷。

(

6

)裂纹

由于浇注工艺或钢锭模具设计不当，

钢锭表面会产生裂纹。

锻造前应将裂纹消除，

否则锻造时由于

裂纹的发展导致锻件报废。

(

7

)溅疤

当钢锭用上注法浇注时，

钢液冲击钢锭模底而飞溅到钢锭模壁上，

这些附着的溅沫最后不能和钢锭

凝固成一体，便成溅疤。溅疤锻造前必须铲除，否则会形成表面夹层。

二、轧制或锻制的钢材中的缺陷

轧制或锻制的钢材中往往存在如下缺陷：

(

1

)裂纹和发裂

裂纹是由于钢锭缺陷未清除，

经过轧制或锻造使之进一步发展造成的。

由于轧制或锻造的工艺规范

不当，在钢材内引起很大的内应力，也会造成裂纹。断面大、合金元素多的钢材容易产生裂纹。

发裂是深度为

0.50

～

1.50mm

的发状裂纹，它是轧制或锻造时由于钢锭皮下气泡沿变形方向被拉长

或夹杂物沿变形方向伸长而形成。发裂一般需经酸洗后才能发现。

(

2

)伤痕和折叠

伤痕是钢材表面上深约

0.2

～

0.30mm

的擦伤、划伤细痕。

折叠一般由于轧制或锻造工艺不当造成。

(

3

)非金属夹杂和疏松

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