引起鍛造缺陷的主要原因

1、引起鍛造缺陷的主要原因發(fā)布：2009-3-1213:51|作者：skyfskk|來源：中國機(jī)械信息網(wǎng)、原材料的主要缺陷及其引起的鍛件缺陷鍛造用的原材料為鑄錠、軋材、擠材及鍛坯。而軋材、擠材及鍛坯分別是鑄錠經(jīng)軋制、擠壓及鍛造加工成的半成品。一般情況下，鑄錠的內(nèi)部缺陷或表面缺陷的出現(xiàn)有時是不可避免的。例如，內(nèi)部的成分與組織偏析等。原材料存在的各種缺陷，不僅會影響鍛件的成形，而且將影響鍛件的最終質(zhì)量。根據(jù)不完全的統(tǒng)計，在航空工業(yè)系統(tǒng)中，導(dǎo)致航空鍛件報廢的諸多原因中，由于原材料固有缺陷引起的約占一半左右。因此，千萬不可忽視原材料的質(zhì)量控制工作。由于原材料的缺陷造成的鍛件缺陷通常有：1 .表面裂紋表面裂

2、紋多發(fā)生在軋制棒材和鍛制棒材上，一般呈直線形狀，和軋制或鍛造的主變形方向一致。造成這種缺陷的原因很多，例如鋼錠內(nèi)的皮下氣泡在軋制時一面沿變形方向伸長，一面暴露到表面上和向內(nèi)部深處發(fā)展。又如在軋制時，坯料的表面如被劃傷，冷卻時將造成應(yīng)力集中，從而可能沿劃痕開裂等等。這種裂紋若在鍛造前不去掉，鍛造時便可能擴(kuò)展引起鍛件裂紋。2 .折疊折疊形成的原因是當(dāng)金屬坯料在軋制過程中，由于軋輾上的型槽定徑不正確，或因型槽磨損面產(chǎn)生的毛刺在軋制時被卷入，形成和材料表面成一定傾角的折縫。對鋼材，折縫內(nèi)有氧化鐵夾雜，四周有脫碳。折疊若在鍛造前不去掉，可能引起鍛件折疊或開裂（見實例4）。3 .結(jié)疤結(jié)疤是在軋材表面局部區(qū)

3、域的一層可剝落的薄膜。結(jié)疤的形成是由于澆鑄時鋼液飛濺而凝結(jié)在鋼錠表面，軋制時被壓成薄膜，貼附在軋材的表面，即為結(jié)疤。鍛后鍛件經(jīng)酸洗清理，薄膜將會剝落而成為鍛件表面缺陷。4 .層狀斷口層狀斷口的特征是其斷口或斷面與折斷了的石板、樹皮很相似。層狀斷口多發(fā)生在合金鋼（銘鍥鋼、銘鍥鴇鋼等）,碳鋼中也有發(fā)現(xiàn)。這種缺陷的產(chǎn)生是由于鋼中存在的非金屬夾雜物、枝晶偏析以及氣孔疏松等缺陷，在鍛、軋過程中沿軋制方向被拉長，使鋼材呈片層狀。如果雜質(zhì)過多，鍛造就有分層破裂的危險。層狀斷口越嚴(yán)重，鋼的塑性、韌性越差，尤其是橫向力學(xué)性能很低，所以鋼材如具有明顯的層片狀缺陷是不合格的，見實例46o5 .亮線（亮區(qū)）亮線是在縱

4、向斷口上呈現(xiàn)結(jié)晶發(fā)亮的有反射能力的細(xì)條線，多數(shù)貫穿整個斷口，大多數(shù)產(chǎn)生在軸心部分。亮線主要是由于合金偏析造成的，見實例86。輕微的亮線對力學(xué)性能影響不大，嚴(yán)重的亮線將明顯降低材料的塑性和韌性。6 .非金屬夾雜非金屬夾雜物主要是熔煉或澆鑄的鋼水冷卻過程中由于成分之間或金屬與爐氣、容器之間的化學(xué)反應(yīng)形成的。另外，在金屬熔煉和澆鑄時，由于耐火材料落入鋼液中，也能形成夾雜物，這種夾雜物統(tǒng)稱夾渣。在鍛件的橫斷面上，非金屬夾雜可以呈點狀、片狀、鏈狀或團(tuán)塊狀分布。嚴(yán)重的夾雜物容易引起鍛件開裂或降低材料的使用性能，見實例47。7 .碳化物偏析碳化物偏析經(jīng)常在含碳高的合金鋼中出現(xiàn)。其特征是在局部區(qū)域有較多的碳化

5、物聚集。它主要是鋼中的萊氏體共晶碳化物和二次網(wǎng)狀碳化物，在開坯和軋制時未被打碎和均勻分布造成的。碳化物偏析將降低鋼的鍛造變形性能，易引起鍛件開裂。鍛件熱處理淬火時容易局部過熱、過燒和淬裂。制成的刀具使用時刃口易崩裂，見實例37、38。8 .鋁合金氧化膜鋁合金氧化膜一般多位于模鍛件的腹板上和分模面附近。在低倍組織上呈微細(xì)的裂口，在高倍組織上呈渦紋狀，在斷口上的特征可分兩類：其一，呈平整的片狀，顏色從銀灰色、淺黃色直至褐色、暗褐色；其二，呈細(xì)小密集而帶閃光的點狀物。鋁合金氧化膜是熔鑄過程中敞露的熔體液面與大氣中的水蒸氣或其它金屬氧化物相互作用時所形成的氧化膜在轉(zhuǎn)鑄過程中被卷人液體金屬的內(nèi)部形成的。

6、鍛件和模鍛件中的氧化膜對縱向力學(xué)性能無明顯影響，但對高度方向力學(xué)性能影響較大，它降低了高度方向強(qiáng)度性能，特別是高度方向的伸長率、沖擊韌度和高度方向抗腐蝕性能。9 .白點白點的主要特征是在鋼坯的縱向斷口上呈圓形或橢圓形的銀白色斑點，在橫向斷口上呈細(xì)小的裂紋。白點的大小不一，長度由120mmE更長。白點在鍥銘鋼、鍥銘鋁鋼等合金鋼中常見，普通碳鋼中也有發(fā)現(xiàn)，是隱藏在內(nèi)部的缺陷。白點是在氫和相變時的組織應(yīng)力以及熱應(yīng)力的共同作用下產(chǎn)生的，當(dāng)鋼中含氫量較多和熱壓力加工后冷卻（或鍛后熱處理）太快時較易產(chǎn)生。用帶有白點的鋼鍛造出來的鍛件，在熱處理時（淬火）易發(fā)生龜裂，有時甚至成塊掉下。白點降低鋼的塑性和零件的

7、強(qiáng)度，是應(yīng)力集中點，它像尖銳的切刀一樣，在交變載荷的作用下，很容易變成疲勞裂紋而導(dǎo)致疲勞破壞。所以鍛造原材料中絕對不允許有白點。關(guān)于白點的詳細(xì)介紹請見第三章第七節(jié)和實例97。10 .粗晶環(huán)粗晶環(huán)常常是鋁合金或鎂合金擠壓棒材上存在的缺陷。經(jīng)熱處理后供應(yīng)的鋁、鎂合金的擠壓棒材，在其圓斷面的外層常常有粗晶環(huán)。粗晶環(huán)的厚度，由擠壓時的始端到末端是逐漸增加的。若擠壓時的潤滑條件良好，則在熱處理后可以減小或避免粗晶環(huán)。反之，環(huán)的厚度會增加。粗晶環(huán)的產(chǎn)生原因與很多因素有關(guān)。但主要因素是由于擠壓過程中金屬與擠壓筒之間產(chǎn)生的摩擦。這種摩擦致使擠出來的棒材橫斷面的外表層晶粒要比棒材中心處晶粒的破碎程度大得多。但是

8、由于筒壁的影響，此區(qū)溫度低，擠壓時未能完全再結(jié)晶，淬火加熱時未再結(jié)晶的晶粒再結(jié)晶并長大吞并已經(jīng)再結(jié)晶的晶粒，于是在表層形成了粗晶環(huán)。有粗晶環(huán)的坯料鍛造時容易開裂，如粗晶環(huán)保留在鍛件表層，則將降低零件的性能，見實例76。有粗晶環(huán)缺陷的坯料，在鍛造前必需將粗晶環(huán)車去。11 .縮管殘余縮管殘余一般是由于鋼錠冒口部分產(chǎn)生的集中縮孔未切除干凈，開坯和軋制時殘留在鋼材內(nèi)部而產(chǎn)生的縮管殘余附近區(qū)域一般會出現(xiàn)密集的夾雜物、疏松或偏析。在橫向低倍中呈不規(guī)則的皺折的縫隙。鍛造時或熱處理時易引起鍛件開裂，見實例5。二、備料不當(dāng)產(chǎn)生的缺陷及其對鍛件的影響備料不當(dāng)產(chǎn)生的缺陷有以下幾種。12 切斜切斜是在鋸床或沖床上下料

9、時，由于未將棒料壓緊，致使坯料端面相對于縱軸線的傾斜量超過了規(guī)定的許可值。嚴(yán)重的切斜，可能在鍛造過程中形成折疊。13 坯料端部彎曲并帶毛刺在剪斷機(jī)或沖床上下料時，由于剪刀片或切斷模刃口之間的間隙過大或由于刃口不銳利，使坯料在被切斷之前已有彎曲，結(jié)果部分金屬被擠人刀片或模具的間隙中，形成端部下垂毛刺。有毛刺的坯料，加熱時易引起局部過熱、過燒，鍛造時易產(chǎn)生折疊和開裂。14 坯料端面凹陷在剪床上下料時，由于剪刀片之間的間隙太小，金屬斷面上、下裂紋不重合，產(chǎn)生二次剪切，結(jié)果部分端部金屬被拉掉，端面成凹陷狀。這樣的坯料鍛造時易產(chǎn)生折疊和開裂。15 端部裂紋在冷態(tài)剪切大斷面合金鋼和高碳鋼棒料時，常常在剪切

10、后34h發(fā)現(xiàn)端部出現(xiàn)裂紋。主要是由于刀片的單位壓力太大，使圓形斷面的坯料壓扁成橢圓形，這時材料中產(chǎn)生了很大的內(nèi)應(yīng)力。而壓扁的端面力求恢復(fù)原來的形狀，在內(nèi)應(yīng)力的作用下則常在切料后的幾小時內(nèi)出現(xiàn)裂紋。材料硬度過高、硬度不均和材料偏析較嚴(yán)重時也易產(chǎn)生剪切裂紋。有端部裂紋的坯料，鍛造時裂紋將進(jìn)一步擴(kuò)展。16 氣割裂紋氣割裂紋一般位于坯料端部，是由于氣割前原材料沒有預(yù)熱，氣割時產(chǎn)生組織應(yīng)力和熱應(yīng)力引起的。有氣割裂紋的坯料，鍛造時裂紋將進(jìn)一步擴(kuò)展。因此鍛前應(yīng)予以預(yù)先清17 凸芯開裂車床下料時，在棒料端面的中心部位往往留有凸芯。鍛造過程中，由于凸芯的斷面很小，冷卻很快，因而其塑性較低，但坯料基體部分?jǐn)嗝娲螅?/p>

11、冷卻慢,塑性高。因此，在斷面突變交接處成為應(yīng)力集中的部位，加之兩部分塑性差異較大，故在錘擊力的作用下，凸芯的周圍容易造成開裂。三、加熱工藝不當(dāng)常產(chǎn)生的缺陷加熱不當(dāng)所產(chǎn)生的缺陷可分為：由于介質(zhì)影響使坯料外層組織化學(xué)狀態(tài)變化而引起的缺陷，如氧化、脫碳、增碳和滲硫、滲銅等。由內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)的異常變化引起的缺陷，如過熱、過燒和未熱透等。由于溫度在坯料內(nèi)部分布不均，引起內(nèi)應(yīng)力（如溫度應(yīng)力、組織應(yīng)力）過大而產(chǎn)生的坯料開裂等。下面介紹其中幾種常見的缺陷，其余的可見有關(guān)的實例。1 .脫碳脫碳是指金屬在高溫下表層的碳被氧化，使得表層的含碳量較內(nèi)部有明顯降低的現(xiàn)象。脫碳層的深度與鋼的成分、爐氣的成分、溫度和在此溫度

12、下的保溫時間有關(guān)。采用氧化性氣氛加熱易發(fā)生脫碳，高碳鋼易脫碳，含硅量多的鋼也易脫碳。脫碳使零件的強(qiáng)度和疲勞性能下降，磨損抗力減弱。2 .增碳經(jīng)油爐加熱的鍛件，常常在表面或部分表面發(fā)生增碳現(xiàn)象。有時增碳層厚度達(dá)1.51.6mm增碳層的含碳量達(dá)1%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）左右，局部點含碳量甚至超過2%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），出現(xiàn)萊氏體組織。這主要是在油爐加熱的情況下，當(dāng)坯料的位置靠近油爐噴嘴或者就在兩個噴嘴交叉噴射燃油的區(qū)域內(nèi)時，由于油和空氣混合得不太好，因而燃燒不完全，結(jié)果在坯料的表面形成還原性的滲碳?xì)夥?，從而產(chǎn)生表面增碳的效果。增碳使鍛件的機(jī)械加工性能變壞，切削時易打刀。3 .過熱過熱是指金屬坯料的加熱溫度過高，或

13、在規(guī)定的鍛造與熱處理溫度范圍內(nèi)停留時間太長，或由于熱效應(yīng)使溫升過高而引起的晶粒粗大現(xiàn)象。碳鋼（亞共析或過共析鋼）過熱之后往往出現(xiàn)魏氏組織。馬氏體鋼過熱之后，往往出現(xiàn)晶內(nèi)織構(gòu)，工模具鋼往往以一次碳化物角狀化為特征判定過熱組織。鈦合金過熱后，出現(xiàn)明顯的B相晶界和平直細(xì)長的魏氏組織。合金鋼過熱后的斷口會出現(xiàn)石狀斷口或條狀斷口。過熱組織，由于晶粒粗大，將引起力學(xué)性能降低，尤其是沖擊韌度。一般過熱的結(jié)構(gòu)鋼經(jīng)過正常熱處理（正火、淬火）之后，組織可以改善，性能也隨之恢復(fù)，這種過熱常被稱之為不穩(wěn)定過熱；而合金結(jié)構(gòu)鋼的嚴(yán)重過熱經(jīng)一般的正火（包括高溫正火）、退火或淬火處理后，過熱組織不能完全消除，這種過熱常被稱之

14、為穩(wěn)定過熱。4 .過燒過燒是指金屬坯料的加熱溫度過高或在高溫加熱區(qū)停留時間過長，爐中的氧及其它氧化性氣體滲透到金屬晶粒間的空隙，并與鐵、硫、碳等氧化，形成了易熔的氧化物的共晶體，破壞了晶粒間的聯(lián)系，使材料的塑性急劇降低。過燒嚴(yán)重的金屬，撤粗時輕輕一擊就裂，拔長時將在過燒處出現(xiàn)橫向裂紋。過燒與過熱沒有嚴(yán)格的溫度界線。一般以晶粒出現(xiàn)氧化及熔化為特征來判斷過燒。對碳鋼來說，過燒時晶界熔化、嚴(yán)重氧化工模具鋼（高速鋼、Cr12型鋼等）過燒時，品界因熔化而出現(xiàn)魚骨狀萊氏體。鋁合金過燒時出現(xiàn)晶界熔化三角區(qū)和復(fù)熔球等。鍛件過燒后，往往無法挽救，只好報廢。5 .加熱裂紋在加熱截面尺寸大的大鋼錠和導(dǎo)熱性差的高合金

15、鋼和高溫合金坯料時，如果低溫階段加熱速度過快，則坯料因內(nèi)外溫差較大而產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力。加之此時坯料由于溫度低而塑性較差，若熱應(yīng)力的數(shù)值超過坯料的強(qiáng)度極限，就會產(chǎn)生由中心向四周呈輻射狀的加熱裂紋，使整個斷面裂開。6 .銅脆銅脆在鍛件表面上呈龜裂狀。高倍觀察時，有淡黃色的銅（或銅的固溶體）沿晶界分布。坯料加熱時，如爐內(nèi)殘存氧化銅屑，在高溫下氧化鋼還原為自由銅，熔融的鋼原子沿奧氏體晶界擴(kuò)展，削弱了晶粒間的聯(lián)系。另外，鋼中含銅量較高>2%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）時，如在氧化性氣氛中加熱，在氧化鐵皮下形成富銅層，也引起鋼脆。四、鍛造工藝不當(dāng)常產(chǎn)生的缺陷鍛造工藝不當(dāng)產(chǎn)生的缺陷通常有以下幾種1 .大晶粒大晶粒通常

16、是由于始鍛溫度過高和變形程度不足、或終鍛溫度過高、或變形程度落人臨界變形區(qū)引起的。鋁合金變形程度過大，形成織構(gòu)；高溫合金變形溫度過低，形成混合變形組織時也可能引起粗大晶粒晶粒粗大將使鍛件的塑性和韌性降低，疲勞性能明顯下降。2 .晶粒不均勻晶粒不均勻是指鍛件某些部位的晶粒特別粗大，某些部位卻較小。產(chǎn)生晶粒不均勻的主要原因是坯料各處的變形不均勻使晶粒破碎程度不一，或局部區(qū)域的變形程度落人臨界變形區(qū)，或高溫合金局部加工硬化，或淬火加熱時局部晶粒粗大。耐熱鋼及高溫合金對晶粒不均勻特別敏感。晶粒不均勻?qū)⑹瑰懠某志眯阅?、疲勞性能明顯下降。3 .冷硬現(xiàn)象變形時由于溫度偏低或變形速度太快，以及鍛后冷卻過快，

17、均可能使再結(jié)晶引起的軟化跟不上變形引起的強(qiáng)化（硬化），從而使熱鍛后鍛件內(nèi)部仍部分保留冷變形組織。這種組織的存在提高了鍛件的強(qiáng)度和硬度，但降低了塑性和韌性。嚴(yán)重的冷硬現(xiàn)象可能引起鍛裂。4 .裂紋裂紋通常是鍛造時存在較大的拉應(yīng)力、切應(yīng)力或附加拉應(yīng)力引起的。裂紋發(fā)生的部位通常是在坯料應(yīng)力最大、厚度最薄的部位。如果坯料表面和內(nèi)部有微裂紋、或坯料內(nèi)存在組織缺陷，或熱加工溫度不當(dāng)使材料塑性降低，或變形速度過快、變形程度過大，超過材料允許的塑性指針等，則在撤粗、拔長、沖孔、擴(kuò)孔、彎曲和擠壓等工序中都可能產(chǎn)生裂紋。5 .龜裂龜裂是在鍛件表面呈現(xiàn)較淺的龜狀裂紋。在鍛件成形中受拉應(yīng)力的表面（例如，未充滿的凸出部分

18、或受彎曲的部分）最容易產(chǎn)生這種缺陷。引起龜裂的內(nèi)因可能是多方面的：原材料合Cu>Sn等易熔元素過多。高溫長時間加熱時，鋼料表面有銅析出、表面晶粒粗大、脫碳、或經(jīng)過多次加熱的表面。燃料含硫量過高，有硫滲人鋼料表面。6 .飛邊裂紋飛邊裂紋是模鍛及切邊時在分模面處產(chǎn)生的裂紋。飛邊裂紋產(chǎn)生的原因可能是：在模鍛操作中由于重?fù)羰菇饘購?qiáng)烈流動產(chǎn)生穿筋現(xiàn)象。鎂合金模鍛件切邊溫度過低；銅合金模鍛件切邊溫度過高7 .分模面裂紋分模面裂紋是指沿鍛件分模面產(chǎn)生的裂紋。原材料非金屬夾雜多，模鍛時向分模面流動與集中或縮管殘余在模鍛時擠人飛邊后常形成分模面裂紋。8 .折疊折疊是金屬變形過程中已氧化過的表層金屬匯合到一

19、起而形成的。它可以是由兩股（或多股）金屬對流匯合而形成；也可以是由一股金屬的急速大量流動將鄰近部分的表層金屬帶著流動，兩者匯合而形成的；也可以是由于變形金屬發(fā)生彎曲、回流而形成；還可以是部分金屬局部變形，被壓人另一部分金屬內(nèi)而形成。折疊與原材料和坯料的形狀、模具的設(shè)計、成形工序的安排、潤滑情況及鍛造的實際操作等有關(guān)。折疊不僅減少了零件的承載面積，而且工作時由于此處的應(yīng)力集中往往成為疲勞源。9 .穿流穿流是流線分布不當(dāng)?shù)囊环N形式。在穿流區(qū)，原先成一定角度分布的流線匯合在一起形成穿流，并可能使穿流區(qū)內(nèi)、外的晶粒大小相差較為懸殊。穿流產(chǎn)生的原因與折疊相似，是由兩股金屬或一股金屬帶著另一股金屬匯流而形

20、成的，但穿流部分的金屬仍是一整體。穿流使鍛件的力學(xué)性能降低，尤其當(dāng)穿流帶兩側(cè)晶粒相差較懸殊時，性能降低較明顯。10. 鍛件流線分布不順鍛件流線分布不順是指在鍛件低倍上發(fā)生流線切斷、回流、渦流等流線紊亂現(xiàn)象。如果模具設(shè)計不當(dāng)或鍛造方法選擇不合理，預(yù)制毛坯流線紊亂；工人操作不當(dāng)及模具磨損而使金屬產(chǎn)生不均勻流動，都可以使鍛件流線分布不順。流線不順會使各種力學(xué)性能降低，因此對于重要鍛件，都有流線分布的要求。11 .鑄造組織殘留鑄造組織殘留主要出現(xiàn)在用鑄錠作坯料的鍛件中。鑄態(tài)組織主要?dú)埩粼阱懠睦щy變形區(qū)。鍛造比不夠和鍛造方法不當(dāng)是鑄造組織殘留產(chǎn)生的主要原因。鑄造組織殘留會使鍛件的性能下降，尤其是沖擊韌

21、度和疲勞性能等。12 .碳化物偏析級別不符要求碳化物偏析級別不符要求主要出現(xiàn)于萊氏體工模具鋼中。主要是鍛件中的碳化物分布不均勻，呈大塊狀集中分布或呈網(wǎng)狀分布。造成這種缺陷的主要原因是原材料碳化物偏析級別差，加之改鍛時鍛比不夠或鍛造方法不當(dāng)具有這種缺陷的鍛件，熱處理淬火時容易局部過熱和淬裂。制成的刃具和模具使用時易崩刃等。13 .帶狀組織帶狀組織是鐵素體和珠光體、鐵素體和奧氏體、鐵素體和貝氏體以及鐵素體和馬氏體在鍛件中呈帶狀分布的一種組織，它們多出現(xiàn)在亞共折鋼、奧氏體鋼和半馬氏體鋼中。這種組織，是在兩相共存的情況下鍛造變形時產(chǎn)生的帶狀組織能降低材料的橫向塑性指針，特別是沖擊韌性。在鍛造或零件工作

22、時常易沿鐵素體帶或兩相的交界處開裂。14 .局部充填不足局部充填不足主要發(fā)生在筋肋、凸角、轉(zhuǎn)角、圓角部位，尺寸不符合圖樣要求。產(chǎn)生的原因可能是：鍛造溫度低，金屬流動性差；設(shè)備噸位不夠或錘擊力不足；制坯模設(shè)計不合理，坯料體積或截面尺寸不合格；模膛中堆積氧化皮或焊合變形金屬。15 .欠壓欠壓指垂直于分模面方向的尺寸普遍增大，產(chǎn)生的原因可能是：鍛造溫度低。設(shè)備噸位不足，錘擊力不足或錘擊次數(shù)不足。16 .錯移錯移是鍛件沿分模面的上半部相對于下半部產(chǎn)生位移。產(chǎn)生的原因可能是：滑塊（錘頭）與導(dǎo)軌之間的間隙過大；鍛模設(shè)計不合理，缺少消除錯移力的鎖口或?qū)е?；模具安裝不良。17 .軸線彎曲鍛件軸線彎曲，與平面的

23、幾何位置有誤差。產(chǎn)生的原因可能是：鍛件出模時不注意；切邊時受力不均；鍛件冷卻時各部分降溫速度不一；消理與熱處理不當(dāng)。五、鍛后冷卻工藝不當(dāng)常產(chǎn)生的缺陷fficeOffice"/>鍛后冷卻不當(dāng)產(chǎn)生的缺陷通常有以下幾種。1 .冷卻裂紋鍛后冷卻過程中，鍛件內(nèi)部會由于冷卻速度過快而產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力，也可能由于組織轉(zhuǎn)變引起較大的組織應(yīng)力如果這些應(yīng)力超過鍛件的強(qiáng)度極限，則使鍛件產(chǎn)生光滑細(xì)長的冷卻裂紋。2 .網(wǎng)狀碳化物在鍛造合碳量高的鋼時，如果停鍛溫度高，冷卻速度過慢，則會造成碳化物沿晶界呈網(wǎng)狀析出。例如，軸承鋼在870770c緩冷，則碳化物沿晶界析出，。網(wǎng)狀碳化物在熱處理時易引起淬火裂紋。另

24、外，它還使零件的使用性能變壞。六、鍛后熱處理工藝不當(dāng)常產(chǎn)生的缺陷鍛后熱處理工藝不當(dāng)產(chǎn)生的缺陷通常有：1 .硬度過高或硬度不夠由于鍛后熱處理工藝不當(dāng)而造成的鍛件硬度不夠的原因是：淬火溫度太低；淬火加熱時間太短；回火溫度太高；多次加熱引起鍛件表面嚴(yán)重脫碳；鋼的化學(xué)成分不合格等。由于鍛后熱處理工藝不當(dāng)而造成的鍛件硬度過高的原因是：正火后冷卻太快；正火或回火加熱時間太短；鋼的化學(xué)成分不合格等。2 .硬度不均造成硬度不均的主要原因是熱處理工藝規(guī)定不當(dāng)，例如一次裝爐量過多或保溫時間太短；或加熱引起鍛件局部脫碳等。七、鍛件清理工藝不當(dāng)常產(chǎn)生的缺陷鍛件清理時產(chǎn)生的缺陷通常有以下幾種。1 .酸洗過度酸洗過度會使

25、鍛件表面呈疏松多孔狀。這種缺陷主要是由于酸的深度過高和鍛件在酸洗槽中停留時間太長，或由于鍛件表面清洗不凈，酸液殘留在鍛件表面上引起的。2 .腐蝕裂紋馬氏體不銹鋼鍛件鍛后如果存在較大的殘余應(yīng)力，酸洗時則很容易在鍛件表面產(chǎn)生細(xì)小網(wǎng)狀的腐蝕裂紋。若組織粗大將更加速裂紋的形成。文章摘要：通過對黃銅件的材料、零件結(jié)構(gòu)和電鍍工藝分析，查清了薄壁黃銅開裂原因，并針對這些原因采取了相應(yīng)措施。（共2頁）文章關(guān)鍵詞：故障分析線簧孔汞齊化脫鋅腐蝕應(yīng)力腐蝕開裂電鍍鍍銀孔壁開裂文章快照：以下文章快照為自動識別，可能存在文字識別錯誤，請下載原文濕的雨季里，又稱為季裂黃銅構(gòu)件腐蝕開裂后的形狀如圖3。黃銅的應(yīng)力腐蝕開裂往往是

26、和脫鋅腐蝕聯(lián)系在一起的。尤其是（a+0）兩相黃銅，在含有微量氨、二氧化硫、鏤鹽、汞鹽、硝酸、硫酸、水蒸氣等潮濕的腐蝕環(huán)境中，構(gòu)件較易先發(fā)生脫鋅腐蝕，應(yīng)力的存在，則使擇優(yōu)腐蝕的薄弱區(qū)域首先開裂尉3H62黃銅管lx）j說明且有較大殘余應(yīng)力的控制管.用掘氣法驗后產(chǎn)生不同程度的破裂2.2零件結(jié)構(gòu)分析對零件結(jié)構(gòu)分析，從材料力學(xué)講.就是壁厚與孔徑比大的零件，其強(qiáng)度也大；相反.其強(qiáng)度則小。因此.在不影響產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和零件裝配壓接的前提下，可以適當(dāng)增加后套零件的壁厚但是，有的零件因為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)尺寸的限制，則只能維持現(xiàn)有尺寸。23電鍍工藝分析從電鍍工藝分析，根據(jù)我廠的生產(chǎn)特點，目前光澤腐蝕不能改變，且不論是強(qiáng)酸光亮腐

27、蝕還是弱酸腐蝕，總是要進(jìn)行腐蝕的。重要的是汞齊化，從試驗結(jié)果來看，汞齊化層對零件開裂影響很大。我們對不同批次、不同種類的零件在光澤腐蝕后用光面塞規(guī)進(jìn)行測量，均不產(chǎn)生開裂，但是在汞齊化后進(jìn)行測量，則孔壁與孔徑尺寸之比偏小的零件均產(chǎn)生裂紋孔壁與尺寸之比偏大的則不裂。但是繼續(xù)對在汞齊化后產(chǎn)生裂紋批次的其他零件進(jìn)行鍍銀，鍍銀后繼續(xù)進(jìn)行測量，卻發(fā)現(xiàn)大部分批次材料的零件又不裂了，裂的仍然是本文前面提到的批次的零件。對這種現(xiàn)象，尚沒有權(quán)威性解釋，我們認(rèn)為，造成這種現(xiàn)象的原因是零件剛汞齊化后，汞齊層特有的穿晶作用以及沿晶界缺陷滲透非常強(qiáng)這時如果薄壁零件本身就存在殘余應(yīng)力.則外界對其輕微施加力，薄壁處就開裂。而

28、在鍍銀后，因為滾鍍過程會對零件產(chǎn)生一個滾動時效，100120C烘干本身也是低溫時效，這兩個過程可以對零件材料殘余應(yīng)力產(chǎn)生一定的釋放。另外，還有個可能原因是銅、汞、銀相互擴(kuò)散，汞對黃銅組織的作用減弱，這時只有材料本身存在較大殘余應(yīng)力的零件才會開裂，而材料本身殘余應(yīng)力小的零件就不至于開裂了。在上述因素中，黃銅本身的殘余應(yīng)力無疑是最重要的，汞齊化的影響其次，零件壁厚的影響最小。3故障排除對黃銅材料應(yīng)力腐蝕傾向的大小的檢測，各國都有。比如我國的GB/T10567.2-1997銅及銅合金加工材殘余應(yīng)力檢驗方法氨熏試驗法，還有美國材料檢測協(xié)會的ASrrMB15482,ASTMBI5482是銅及銅合金殘余應(yīng)

29、力的硝酸亞汞檢測方法。該方法等同于我國的GB/TIG56711997，比較起來，硝酸亞汞法更容易實施，簡單地講就是取1524mm長的完整截面的產(chǎn)品，徹底除去油污、氧化皮，洗凈，吹干。浸入到含10ml/L濃硝酸(d=1.42g/cm)和】0g/I_硝酸亞汞的水溶液中溶液的配制過程為：將10ml濃硝酸先溶解到40ml蒸播水中，再將11.4gHgNO3'2HzO(或】0.7gHgNO3'H20)溶解至H上述含有HNO的蒸播水中，最后再用蒸播水稀釋到1000mlo645mHF的試樣表面至少要浸漬到10mtHgNo3水溶液中，溫度保持在20。C30c,浸漬30mm后取出，流動水洗凈，立刻

30、用肉眼觀察試樣表面有無裂紋的跡象存在。如果有，就說明材料存在比較大的殘余應(yīng)力，不能使用。對于已經(jīng)加工的零件，可以用低溫退火(250C、24h)進(jìn)行消除。鍍銀前的汞齊化因為工藝穩(wěn)定、操作簡單、效果較好而在早期得到了廣泛的應(yīng)用。但是，它同時也存在毒性大，容易誘發(fā)黃銅零件應(yīng)力腐蝕開裂的弊端。因此，已經(jīng)逐步被預(yù)繩銀、預(yù)鍍銀替代，因為預(yù)浸銀、預(yù)鍍鐐等都是成熟工藝參考文獻(xiàn)1朱祖芳有色金屬的耐腐蝕性及其應(yīng)用M北京：化學(xué)工業(yè)出瞌社.19992銅及銅臺盒相圖譜M北京冶金工業(yè)出版牡.1983駐藕日期：2000.26罐式退火銅線變色的原因及改進(jìn)發(fā)布時間：2008-5-5不少中小電線電纜廠采用罐式退火工藝，銅線表面常

31、發(fā)生變色、發(fā)黑，影響產(chǎn)品質(zhì)量，需要分析解決。1、銅線表面發(fā)黑的原因某廠采用罐式退火工藝流程為：j升艮火諭至二:福H巴爐闞一研而檢漏后開始升溫，升溫至150C左右，先抽真空，再充入保護(hù)氣，然后繼續(xù)升溫至退火溫度，保溫13ho整個工藝過程加熱時間達(dá)48h,出爐空冷4h,然后水冷。而夏天出爐冷卻至產(chǎn)品表面溫度50C以下出罐，則需耗時30h左右。在罐式退火工藝條件下，造成銅電線在罐內(nèi)和出罐后表面變色、發(fā)黑的常見原因如表1所示。表1退火銅線表面變色、發(fā)黑的原因<DIValign=center>問題影響因素原因變色發(fā)黑操作者手或臟手套接觸產(chǎn)品高于50C出罐裝料碰觸罐壁未按規(guī)程操作工藝退火制度不

32、合理規(guī)定抽氣時間不足未洗爐環(huán)境潮濕結(jié)露煙塵濃度大SO2含量圖設(shè)備真空泵故障真空泵油漏入罐內(nèi)退火罐污染退火罐密封不嚴(yán)原材料銅中雜質(zhì)含量大保護(hù)氣體不純銅線表面殘留軋制油</DIV><DIValign=left>銅線退火后立即出現(xiàn)或經(jīng)一段時間后出現(xiàn)表面變色、發(fā)黑的現(xiàn)象，可以認(rèn)為是一種腐蝕過程。根據(jù)金屬的腐蝕理論，金屬腐蝕是金屬表面或界面上進(jìn)行的化學(xué)或電化學(xué)多相反應(yīng)，使金屬轉(zhuǎn)入了氧化狀態(tài)。由腐蝕過程的特點看，可把金屬腐蝕分為化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕和物理腐蝕。銅線退火過程中出現(xiàn)的表面變色、發(fā)黑的現(xiàn)象，可以認(rèn)為是化學(xué)腐蝕為始，繼而發(fā)生電化學(xué)腐蝕。退火產(chǎn)品降溫出罐后，其表面出現(xiàn)的腐蝕現(xiàn)

33、象以繼續(xù)進(jìn)行的電化學(xué)腐蝕為主。金屬的腐蝕是十分復(fù)雜的過程。環(huán)境介質(zhì)的組成、性質(zhì)、溫度、金屬的表面狀態(tài)、化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)、應(yīng)力狀態(tài)都可對腐蝕造成很大的影響。銅在空氣中的氧化，常溫下就可以進(jìn)行，在銅表面生成一層很薄的氧化膜。在退火罐內(nèi)，高溫下最易引起銅化學(xué)腐蝕的原因是罐內(nèi)含有一定濃度的氧，如罐內(nèi)未抽凈的空氣、保護(hù)氣中含有的氧氣、冷卻過程中罐內(nèi)保護(hù)氣壓低于大氣壓時因密封不嚴(yán)而滲入的空氣等。退火罐內(nèi)的氧在450500C的條件下與銅發(fā)生如下反應(yīng)：-.-.在式、式（2）中，氧化物的平衡氧壓分別是10-12Pa和5X10-16Pa。為了驗證退火罐內(nèi)氧對銅線的腐蝕作用，我們在試驗室中利用真空爐模擬實際的退火

34、工藝（但不通保護(hù)氣）對紫銅試樣進(jìn)行試馬結(jié)果如表2所示。表2真空度對銅線表面狀態(tài)的影響真空度/Pa試樣表面狀態(tài)0.75表面光亮200表面發(fā)暗，無光澤從試驗結(jié)果看，在真空度較低的情況下，退火罐內(nèi)存在著明顯的化學(xué)腐蝕作用。但在實際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)嚴(yán)格控制退火罐內(nèi)氣氛的純度（氧濃度很低）后，退火銅線出罐后若干時間（一般是幾十分鐘至幾小時），銅線表面仍然出現(xiàn)變色、發(fā)黑的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象主要是由殘留在銅線表面的拉絲潤滑油對銅線表面的腐蝕引起的。為了驗證潤滑油對銅線的腐蝕作用，在真空爐內(nèi)模擬實際的退火工藝對表面涂覆拉絲滑油的紫銅試樣進(jìn)行了試驗，結(jié)果如表3所示，從試驗結(jié)果可見，潤滑油的存在會引起銅線表面嚴(yán)重的腐蝕。表3軋制潤滑油對銅線表面