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鍛件原材料的低倍缺陷
作者:山東徐氏重工有限公司 來源:http://www.pimthai-xinghwa.com 時間:2018/10/4 10:49:43

金鋼的表面質量問題是指結疤、表面夾渣和夾雜、表面裂紋及皮下氣泡等缺陷。

鋼的低倍缺陷是通過肉眼或不大于10倍的放大鏡檢驗的。常見的低倍缺陷有氣泡、夾雜和夾渣、翻皮、裂紋、白點、縮孔、疏松、偏析等。

1.翻皮

翻皮是鋼材在澆注過程中將富集夾雜的液面結膜卷入鋼中形成的一種缺陷。它的形成原因主要與澆注速度不穩和錠模模壁不光滑有關。翻皮在橫向酸浸試件上呈灰白色或暗黑色的不規則條帶,條帶部位有肉眼可見的夾渣或夾雜物顆粒,顯微鏡下可見大量的氧化物、硅酸鹽等。翻皮是一種不允許的冶金缺陷,因為它破壞了鋼材的連續性,使鋼材局部嚴重污染,并在進一步的變形加工中導致裂紋。

2.白點

鋼經熱加工后,在一定溫度范圍冷卻較快時,過飽和的原子氫脫溶進入鋼內微孔隙中合成為分子氫,形成巨大壓力,并和冷卻時的熱應力及相變所產生的組織應力相結合,使鋼材內部產生細小裂紋。這種細小裂紋在鋼材的縱向斷口上呈圓形或橢圓形的銀白色斑點,所以稱作白點。在橫向熱酸浸宏觀試樣上則呈細小裂紋,故也稱作發裂。

白點對鋼的機械性能,尤其對塑性和韌性有影響,是許多重要用途的合金鋼不允許有的低倍缺陷。白點不是在所有合金鋼中都能發現的,主要是在鉻鎳鋼、鉻鎳鉬鋼、鎳鋼、鉬鋼、錳鋼等合金結構鋼,和屬于馬氏體、珠光體的軸承鋼和工具鋼中發現。

3.偏析

偏析是鋼中化學成分及雜質的不均勻分布現象,它是鋼在冶煉及其結晶過程中,由于某些因素的影響而形成的一種常見缺陷。偏析常對鋼的組織和性能帶來影響,所以對于偏析缺陷應采取控制使用的辦法,即在鋼材上切取試片經酸浸蝕后予以評定,并按相應標準和技術要求進行控制。

在酸浸低倍試片上,各種偏析能清晰地顯示其形態,按其形態常將偏析分為方框偏析、點狀偏析、波紋偏析、枝晶偏析等。鋼材經變形后偏析缺陷的形態會發生一定的變化。

4.縮孔

鋼錠在澆注過程中,在最后凝固部位,由于得不到鋼液補充,形成收縮孔洞,稱為縮孔。當鋼錠熱加工成材時,要切除頭部,若鋼錠切頭率不夠時,將會使部分縮孔殘留于鋼中,稱之為殘余縮孔。

殘余縮孔是鋼材中不允許的冶金缺陷。因為殘余縮孔是夾雜和氣體聚集的地方,在進一步熱加工中往往擴展成裂紋,破壞了鋼材的連續性。在澆鑄鋼錠時采取措施,使縮孔集中在鋼錠冒口部位,并且在鑄錠開坯時保證足夠的切頭率,即可避免鋼材上的殘余縮孔缺陷。

5.疏松

鑄錠內部通常是不致密的,往往存在著很多因收縮或其他原因而引起的細小孔隙,稱為疏松。疏松多位于鋼錠的上部和中部,縮孔附近常存在較多疏松。鋼材在熱加工過程中,疏松可得到很大程度的改善;但若原鋼錠的疏松較為嚴重、壓縮比不足,則在熱加工后疏松還會存在。鋼材中如存在疏松,會降低其力學性能,特別是塑性。


6.夾雜和夾渣

低倍夾雜物分為內在夾雜物與外來夾雜物兩種。內在夾雜物是鋼在冶煉及凝固過程中,由于復雜的化學反應結果生成的一些化合物,在鋼液凝固時來不及上浮而嵌于鋼中,如氧化物、硅酸鹽、硫化物、氮化物等屬于這類夾雜物。但這類夾雜物一般比較細小且彌散分布于鋼中而成為高倍夾雜物,只有在少數情況下聚集而成低倍夾雜物。因而低倍夾雜物最常見的還是外來夾雜物。外來夾雜物是冶煉或澆注設備上剝落的耐火材料或未脫凈的爐渣及摻入的其他異物,在鋼液凝固時嵌入鋼中形成的,有時也稱為夾渣。

低倍夾雜物破壞了金屬組織的連續性,使鋼的性能降低。由于它很脆且硬,故在熱加工或熱處理時往往形成裂紋,在零件使用過程中可能成為疲勞破壞的根源。所以,鋼材或鍛件標準均規定低倍酸浸試片上不允許有肉眼可見的夾雜。

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