鍛件原材料帶來的冶金缺陷

　　決定原材料質量的主要環節在于材料的熔煉、鑄錠、半成品加工。鍛件原材料帶來的冶金缺陷主要介縮孔殘余、夾雜、火渣和異金屬、成分偏析、點狀偏析、內部裂紋、殘留鑄造組織、不銹鋼中的鐵素體含量過高、粗晶環和氧化膜以及本質晶粒度粗大不均等。

　　1.縮孔殘余

　　縮孔殘余位于鍛件縱向主軸線上，有時賞穿整個鍛件，在鍛件端面表現為裂紋或孔洞，缺陷處富集大量夾雜，這是由于冶金廠未將冒口中的縮孔切除干凈所致。只要要求冶金工廠嚴格按照錠節號管理的標準規定和加強材料驗收檢驗，可以杜絕該缺陷。

　　2.夾雜、夾渣和異金屬

　　(1)夾雜沿金屬流線分布。為呈條狀分布的塑性夾雜(硫化物和硅酸鹽等)。脆性夾雜(氧化物和氮化物等)一般呈鏈狀分布;高溫合 金和不銹鋼中，過剩碳化物也屬于夾雜。

　　(2)夾渣為低倍組織上可見的熔渣和耐火材料等夾雜物。

　　(3)異金屬是熔煉過程中未完全熔化的高熔點金屬。

　　可見鍛件中的夾雜、夾渣和異金屬等缺陷都是熔煉過程帶來的缺陷，隨著技術管理的不斷加強和冶金技術的提供，這些缺陷巳逐漸減少。

　　3.成分偏析

　　合金化程度高的合金，由于各種合金元素的熔點和密度差別很大，如果烙煉溫度過低、時間不夠或攪拌不充分，或者是鑄錠橫截體積過大，都會造成和金成分偏析。成分偏析包括區域偏析和枝晶間偏析兩種。

　　(1)成分偏析鍛件的縱向低倍紺織往往表現為沿流線呈不同顏色的條帶分布(不同成分材料耐腐蝕性差異所致)在高倍組織中，常表現為帶狀組織。

　　(2)點狀偏析在鍛件橫向低倍上為暗灰色或深棕色斑點狀缺陷，在縱向低倍上呈長條形，并沿流線分布。點狀偏析主要出現在靠原鑄錠坯上，隨遠離冒口而逐漸減少。主要是鑄錠結晶過程中合金元素偏析造成的，合金中鋁含量高、鑄錠尺寸大和冷卻慢易形成點狀偏析。

　　4.內部裂紋

　　原始坯料的內部裂紋指軸心晶間裂紋或應力裂紋。這種裂紋常出現在低塑性或大截面的壞料上。如果對原始坯料的內部裂紋漏檢，常常被誤認為鍛造裂紋。

　　5.白點

　　一般認為，白點是鋼中的氫氣和組織應力共同作用形成的數量很多的微細裂紋，在鋼錠鍛軋后的冷卻過程中產生。在鍛件和大多數坯料上看到的都是變形后的白點，其形態無一定規律。含鎳、格和鉬的合金鋼鍛件對白點敏感，碳素鋼也會出現白點，但奧氏體、鐵素體和萊氏體鋼不出現白點。一般對鍛件采取緩冷或擴氫退火可防止白點。

　　6.殘留鑄造組織

　　殘留鑄造組織主要是鑄錠開坯的鍛造比過小，樹枝狀組織(鑄造結晶的枝晶組織)殘存在壞料的縱向低倍中所致。在鑄錠凝固過程中，基體元素先結晶形成枝軸，熔點較低的金屬及雜質后結晶于晶軸之間，所以樹枝狀組織實質上是一種成分偏析。

　　7.疏松

　　疏松表現為鋼坯橫截面上有集中在中心或分散在整個截面上小孔洞，集中在中心的稱“集中疏松”，分散在整個截面上的稱“一般疏松”。疏松主要是由于鑄錠開坯的鍛造比過小或開坯工藝不當造成的。

　　8.粗晶環

　　粗晶環主要出現在鋁合金、鎂合金和銅合金的擠壓棒及型材橫向低倍組織的表層，在擠壓狀態為一圈細晶層，而熱處理后為明顯的粗晶層;而熱處理后為明顯的粗晶層;通常稱為粗晶環。

　　粗晶環的厚度一般為3mm〜5mm，嚴取時可達10mm〜20mm。如果原始毛壞有粗晶環，鍛后往往在鍛件表層仍保留一層粗晶層。

　　通常認為，粗晶環是由于擠壓潤滑不好，擠壓筒壁摩擦大，致使表層金屬與心部金屬變形不均勻，因表層金屬變形程度小，而落入臨界變形區所致。

　　9.氧化膜

　　氧化膜主要存在于鋁合金中。其成分為MgO·AL2O3、MgF2·SiO2和BeO等氧化物。在鍛件上，氧化膜多出現在較大面積的腹板和分模面附近，并且沿流線分布。主要是在熔煉過程中的氧化膜卷入液體金屬內部時形成的。氧化膜明顯降低高度方向的力學性能。

　　10.鐵素體含量過多

　　奧氏體一鐵素體鋼中含有α鐵素體。在某些奧氏體鋼中(如1Cr18Ni9Ti鋼)，也會出觀。鐵素體。當不銹鋼中鐵素體過多時，會沿流線呈條帶狀或鏈狀分布，形成鐵素體帶狀組織.也可能呈粗大塊狀或網狀分布。

       α鐵素體帶狀組織的出現，將會降低鍛件的橫向力學性能，增加鍛件的缺口敏感性，還會引起過腐蝕缺陷。

　　11.本質晶粒度粗大不均

　　本質晶粒度粗大不均缺陷主要存在于合金結構鋼中，是指鋼在930℃加熱，保溫3h〜8h后奧氏體晶粒度，而非零件使用條件下的實際晶粒度。本質晶粒度粗大不均(混合晶粒)、而實際晶粒度和格的零件，疲勞性能下降;當進行化學熱處理時，將引起滲碳或氮化的組織惡化、并導致脫落。

　　本質晶粒度粗大不均與鋼中細化晶粒的元素(如鋁)被燒損有關。