失效分析資料學(xué)習(xí)教案

1、失效分析失效分析(fnx)資料資料第一頁(yè)，共73頁(yè)。近十年部分近十年部分(b fen)失效案例統(tǒng)計(jì)失效案例統(tǒng)計(jì) 第1頁(yè)/共73頁(yè)第二頁(yè)，共73頁(yè)。7.1.17.1.1常見(jiàn)鑄造加工缺陷常見(jiàn)鑄造加工缺陷(quxin)(quxin)及形貌及形貌 1 1、冷隔、冷隔 冷隔是存在于鑄件表面或表皮下的不連續(xù)組織，冷隔是存在于鑄件表面或表皮下的不連續(xù)組織，是由兩股未能相互是由兩股未能相互(xingh)(xingh)融合的金屬液流匯合所融合的金屬液流匯合所形成的不規(guī)則線性缺陷。形成的不規(guī)則線性缺陷。 冷隔多呈裂紋狀或具有光滑邊緣的水紋外貌。其顯微特冷隔多呈裂紋狀或具有光滑邊緣的水紋外貌。其顯微特征是金相組織比

2、基體組織粗大，樹枝狀結(jié)晶明顯，周圍常被征是金相組織比基體組織粗大，樹枝狀結(jié)晶明顯，周圍常被氧化皮所包圍，因而與基體組織有明顯界線，冷隔缺陷一般氧化皮所包圍，因而與基體組織有明顯界線，冷隔缺陷一般出現(xiàn)在鑄件頂壁上，薄的水平面和垂直面上，厚薄轉(zhuǎn)接處及出現(xiàn)在鑄件頂壁上，薄的水平面和垂直面上，厚薄轉(zhuǎn)接處及薄肋處等部位。薄肋處等部位。 第2頁(yè)/共73頁(yè)第三頁(yè)，共73頁(yè)。7.1.17.1.1常見(jiàn)常見(jiàn)(chn jin)(chn jin)鑄造加工鑄造加工缺陷及形貌缺陷及形貌 2 2、氣孔、氣孔(qkng) (qkng) 金屬在熔融狀態(tài)溶解大量氣體，在冷凝過(guò)程中，絕大部金屬在熔融狀態(tài)溶解大量氣體，在冷凝過(guò)程中，

3、絕大部分氣體逸出，殘余的少量氣體則在金屬構(gòu)件內(nèi)部形成氣孔或分氣體逸出，殘余的少量氣體則在金屬構(gòu)件內(nèi)部形成氣孔或稱為氣泡。在砂型鑄造時(shí)，砂中的水分與液態(tài)金屬發(fā)生作用，稱為氣泡。在砂型鑄造時(shí)，砂中的水分與液態(tài)金屬發(fā)生作用，也可能形成氣泡。此外，液態(tài)金屬在澆注和在鑄型腔內(nèi)流動(dòng)也可能形成氣泡。此外，液態(tài)金屬在澆注和在鑄型腔內(nèi)流動(dòng)的過(guò)程中，空氣或鑄型內(nèi)的特殊氣氛可能被機(jī)械地卷入而引的過(guò)程中，空氣或鑄型內(nèi)的特殊氣氛可能被機(jī)械地卷入而引起氣泡。起氣泡。 第3頁(yè)/共73頁(yè)第四頁(yè)，共73頁(yè)。7.1.17.1.1常見(jiàn)鑄造加工常見(jiàn)鑄造加工(ji gng)(ji gng)缺陷缺陷及形貌及形貌 氣孔常呈大小不等的圓形、

4、橢圓形及少數(shù)不規(guī)則形氣孔常呈大小不等的圓形、橢圓形及少數(shù)不規(guī)則形狀（如喇叭形），產(chǎn)生于鋼錠邊緣一帶的氣泡常垂直狀（如喇叭形），產(chǎn)生于鋼錠邊緣一帶的氣泡常垂直于型壁?？變?nèi)一般無(wú)氧化和夾雜，氣孔的斷口形貌特于型壁?？變?nèi)一般無(wú)氧化和夾雜，氣孔的斷口形貌特征為光滑、干凈征為光滑、干凈(gnjng)(gnjng)的內(nèi)壁。但因空氣卷入而引的內(nèi)壁。但因空氣卷入而引起的氣泡，則常因氧化而呈現(xiàn)暗藍(lán)色或褐黑色。起的氣泡，則常因氧化而呈現(xiàn)暗藍(lán)色或褐黑色。 氣孔常出現(xiàn)在鑄件最后凝固的厚大處或厚薄截面的交氣孔常出現(xiàn)在鑄件最后凝固的厚大處或厚薄截面的交接處。接處。 第4頁(yè)/共73頁(yè)第五頁(yè)，共73頁(yè)。7.1.17.1.1常

5、見(jiàn)常見(jiàn)(chn jin)(chn jin)鑄造加工缺鑄造加工缺陷及形貌陷及形貌 3 3、針孔、針孔 溶解于合金液中的氣體在凝固溶解于合金液中的氣體在凝固(nngg)(nngg)過(guò)程中析出時(shí)，過(guò)程中析出時(shí)，因某種原因而殘留在鑄件中形成的針狀孔洞，是小于或等于因某種原因而殘留在鑄件中形成的針狀孔洞，是小于或等于1 1毫米的小氣孔。針孔在鑄件中呈狹長(zhǎng)形，方向與表面垂直、毫米的小氣孔。針孔在鑄件中呈狹長(zhǎng)形，方向與表面垂直、有一定深度，孔內(nèi)表面光滑，一般在表面處孔徑較小，向內(nèi)有一定深度，孔內(nèi)表面光滑，一般在表面處孔徑較小，向內(nèi)逐漸增大。逐漸增大。 通常，針孔無(wú)規(guī)則地分布在鑄件的各個(gè)部位，特別是通常，針孔

6、無(wú)規(guī)則地分布在鑄件的各個(gè)部位，特別是厚大截面處，內(nèi)轉(zhuǎn)角及冷卻速度緩慢的部位。但在有色金厚大截面處，內(nèi)轉(zhuǎn)角及冷卻速度緩慢的部位。但在有色金屬內(nèi)有時(shí)也在晶粒內(nèi)呈規(guī)則的排列。屬內(nèi)有時(shí)也在晶粒內(nèi)呈規(guī)則的排列。第5頁(yè)/共73頁(yè)第六頁(yè)，共73頁(yè)。7.1.17.1.1常見(jiàn)鑄造常見(jiàn)鑄造(zhzo)(zhzo)加工缺陷及加工缺陷及形貌形貌 4 4、縮孔、縮孔 由于金屬?gòu)囊簯B(tài)至固態(tài)的凝固期間，產(chǎn)生的由于金屬?gòu)囊簯B(tài)至固態(tài)的凝固期間，產(chǎn)生的收縮得不到充分補(bǔ)縮，使鑄件收縮得不到充分補(bǔ)縮，使鑄件(zhjin)(zhjin)在最后在最后凝固部位形成具有粗糙的或粗晶粒表面的孔洞，凝固部位形成具有粗糙的或粗晶粒表面的孔洞，一般

7、呈倒錐形。一般呈倒錐形。 第6頁(yè)/共73頁(yè)第七頁(yè)，共73頁(yè)。7.1.17.1.1常見(jiàn)鑄造常見(jiàn)鑄造(zhzo)(zhzo)加工缺陷加工缺陷及形貌及形貌 5 5、疏松、疏松 鑄件組織不致密，存在著細(xì)小且分散的孔穴稱為鑄件組織不致密，存在著細(xì)小且分散的孔穴稱為疏松（或縮松）。疏松產(chǎn)生的基本原因與縮孔相似。在有色疏松（或縮松）。疏松產(chǎn)生的基本原因與縮孔相似。在有色金屬鑄件內(nèi)，有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)金屬鑄件內(nèi)，有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)(fxin)(fxin)沿晶界分布的疏松，也稱沿晶界分布的疏松，也稱為晶間疏松，黑色金屬中很少見(jiàn)。通常，疏松細(xì)小而分散，為晶間疏松，黑色金屬中很少見(jiàn)。通常，疏松細(xì)小而分散，表面或內(nèi)壁不光滑，常可見(jiàn)到

8、明顯的較粗大的樹枝狀結(jié)晶，表面或內(nèi)壁不光滑，?？梢?jiàn)到明顯的較粗大的樹枝狀結(jié)晶，嚴(yán)重時(shí)可產(chǎn)生裂紋。一般情況下，疏松區(qū)域的夾雜也比較集嚴(yán)重時(shí)可產(chǎn)生裂紋。一般情況下，疏松區(qū)域的夾雜也比較集中。中。第7頁(yè)/共73頁(yè)第八頁(yè)，共73頁(yè)。7.1.17.1.1常見(jiàn)鑄造常見(jiàn)鑄造(zhzo)(zhzo)加工缺陷及加工缺陷及形貌形貌 6 6、夾雜物、夾雜物 固態(tài)金屬基體內(nèi)的非金屬物質(zhì)。鑄件中常見(jiàn)的夾雜物固態(tài)金屬基體內(nèi)的非金屬物質(zhì)。鑄件中常見(jiàn)的夾雜物包括耐火材料、熔渣、熔劑、脫氧產(chǎn)物及鑄造金屬氧化物包括耐火材料、熔渣、熔劑、脫氧產(chǎn)物及鑄造金屬氧化物等的顆粒，一般等的顆粒，一般(ybn)(ybn)又可分為硫化物、氧化物

9、、氮化又可分為硫化物、氧化物、氮化物和硅酸鹽等。絕大多數(shù)非金屬夾雜物沒(méi)有金屬光澤；不物和硅酸鹽等。絕大多數(shù)非金屬夾雜物沒(méi)有金屬光澤；不同的夾雜物具有不同的色澤與形狀，其熔點(diǎn)和性質(zhì)亦各不同的夾雜物具有不同的色澤與形狀，其熔點(diǎn)和性質(zhì)亦各不相同。非金屬夾雜物在反射光下的色澤，隨顯微鏡觀察時(shí)相同。非金屬夾雜物在反射光下的色澤，隨顯微鏡觀察時(shí)所用的光源的性質(zhì)不同而有改變；只有在暗場(chǎng)或偏振光下所用的光源的性質(zhì)不同而有改變；只有在暗場(chǎng)或偏振光下才能看到夾雜物的固有色彩。才能看到夾雜物的固有色彩。 第8頁(yè)/共73頁(yè)第九頁(yè)，共73頁(yè)。7.1.17.1.1常見(jiàn)鑄造加工缺陷常見(jiàn)鑄造加工缺陷(quxin)(quxin

10、)及及形貌形貌 鑒別夾雜鑒別夾雜(jiz)物的方法有宏觀的和微觀的兩大類：物的方法有宏觀的和微觀的兩大類： 宏觀鑒別法：宏觀鑒別法：較為常用的有斷口鑒別法、硫印、酸較為常用的有斷口鑒別法、硫印、酸浸和熱蝕、超聲波鑒定法等；浸和熱蝕、超聲波鑒定法等； 微觀鑒別法：微觀鑒別法：常用的有化學(xué)分析法、巖相法、金相常用的有化學(xué)分析法、巖相法、金相法、法、X-RayX-Ray衍射和電子顯微鏡觀察等，可以確定夾雜衍射和電子顯微鏡觀察等，可以確定夾雜物的種類、形狀、性質(zhì)和分布，其中金相法的使用物的種類、形狀、性質(zhì)和分布，其中金相法的使用最為廣泛。最為廣泛。第9頁(yè)/共73頁(yè)第十頁(yè)，共73頁(yè)。 MnS與FeS固溶

11、體型夾雜物，球狀或共晶狀 ，良好的塑性，拋光時(shí)不易(b y)剝落 ，明場(chǎng)中FeS為淡黃色，MnS呈藍(lán)灰色。隨MnS含量的增加由帶淺藍(lán)的灰色變?yōu)樯罨疑缓笤僮兊蒙晕⑼该鞫哂悬S綠色；暗場(chǎng)下不透明；偏光下各向異性，不透明。易受10%鉻酸、堿性苦味酸鈉和20%氫氟酸溶液的侵蝕。 硫化物硫化物第10頁(yè)/共73頁(yè)第十一頁(yè)，共73頁(yè)。硫化物硫化物MnS或或FeS固溶體型夾雜固溶體型夾雜(jiz)FeO夾雜夾雜(jiz)物物第11頁(yè)/共73頁(yè)第十二頁(yè)，共73頁(yè)。SiO2SiO2夾雜夾雜(jiz)(jiz)物物 石英（六方晶系）、磷石英（六方晶系）、磷石英（斜方晶系）、方石英石英（斜方晶系）、方石英（屬立方

12、晶系，屬立方晶系，屬四方屬四方晶系）。非晶體晶系）。非晶體SiO2 SiO2 ，大小，大小不同的典型小球不同的典型小球 ，明場(chǎng)中呈，明場(chǎng)中呈深灰色，常隨其中所含的雜深灰色，常隨其中所含的雜質(zhì)不同而具有不同的色彩，質(zhì)不同而具有不同的色彩，中心有亮點(diǎn)，邊緣有亮環(huán)；中心有亮點(diǎn)，邊緣有亮環(huán)；暗場(chǎng)中無(wú)色透明暗場(chǎng)中無(wú)色透明(tumng)(tumng)，鮮明地發(fā)亮；偏光下透明鮮明地發(fā)亮；偏光下透明(tumng)(tumng)并有暗十字。并有暗十字。 SiO2夾雜物夾雜物第12頁(yè)/共73頁(yè)第十三頁(yè)，共73頁(yè)。Al2O3夾雜(jiz)物 無(wú)確定形狀。硬脆，不易磨光，易剝落無(wú)確定形狀。硬脆，不易磨光，易剝落，常在

13、磨光面上留下，常在磨光面上留下(li xi)曳尾。曳尾。 明場(chǎng)中呈深灰?guī)ё仙?；暗?chǎng)中透明，呈明場(chǎng)中呈深灰?guī)ё仙话祱?chǎng)中透明，呈亮黃色；偏光下各向異性，但顆粒小時(shí)各向亮黃色；偏光下各向異性，但顆粒小時(shí)各向異性不明顯。異性不明顯。第13頁(yè)/共73頁(yè)第十四頁(yè)，共73頁(yè)。Al2O3夾雜(jiz)物 第14頁(yè)/共73頁(yè)第十五頁(yè)，共73頁(yè)。Al2O3夾雜(jiz)物 Al2O3夾雜夾雜(jiz)物，熱軋物，熱軋Al2O3夾雜物，鍛造夾雜物，鍛造第15頁(yè)/共73頁(yè)第十六頁(yè)，共73頁(yè)。TiNTiN夾雜夾雜(jiz)(jiz)物物 立方晶系。呈有規(guī)則的幾何形狀立方晶系。呈有規(guī)則的幾何形狀(xngzhun)(xn

14、gzhun)，如正方形或長(zhǎng)方形等如正方形或長(zhǎng)方形等 。無(wú)可塑性，易剝落。受煮。無(wú)可塑性，易剝落。受煮沸的沸的20%20%氫氟酸溶液侵蝕。明場(chǎng)中呈淡黃色；隨基氫氟酸溶液侵蝕。明場(chǎng)中呈淡黃色；隨基體中含碳量的增加，其色彩依淡黃體中含碳量的增加，其色彩依淡黃粉紅粉紅紫紅而紫紅而變動(dòng)。暗場(chǎng)中不透明，周界為光亮的線條所圍繞；變動(dòng)。暗場(chǎng)中不透明，周界為光亮的線條所圍繞；偏光下各向同性，不透明。偏光下各向同性，不透明。 第16頁(yè)/共73頁(yè)第十七頁(yè)，共73頁(yè)。TiNTiN夾雜夾雜(jiz)(jiz)物物 第17頁(yè)/共73頁(yè)第十八頁(yè)，共73頁(yè)。氧化鉻與硅酸鹽復(fù)合氧化鉻與硅酸鹽復(fù)合(fh)夾雜物夾雜物第18頁(yè)/共

15、73頁(yè)第十九頁(yè)，共73頁(yè)。鉻鐵礦夾雜鉻鐵礦夾雜(jiz)物物第19頁(yè)/共73頁(yè)第二十頁(yè)，共73頁(yè)。FeO.Al2O3夾雜夾雜(jiz)物物第20頁(yè)/共73頁(yè)第二十一頁(yè)，共73頁(yè)。鐵錳硅酸鹽夾雜鐵錳硅酸鹽夾雜(jiz)物物第21頁(yè)/共73頁(yè)第二十二頁(yè)，共73頁(yè)。鋁硅酸鹽夾雜鋁硅酸鹽夾雜(jiz)物物第22頁(yè)/共73頁(yè)第二十三頁(yè)，共73頁(yè)。鐵硅酸鹽夾雜鐵硅酸鹽夾雜(jiz)物物第23頁(yè)/共73頁(yè)第二十四頁(yè)，共73頁(yè)。Al2S3與與FeS夾雜夾雜(jiz)物，鑄造物，鑄造AlN夾雜夾雜(jiz)物，巖相物，巖相第24頁(yè)/共73頁(yè)第二十五頁(yè)，共73頁(yè)。V2O3夾雜夾雜(jiz)物，鑄造物，鑄造FeS.

16、V2O3夾雜夾雜(jiz)物，鑄造物，鑄造第25頁(yè)/共73頁(yè)第二十六頁(yè)，共73頁(yè)。 -Ti2O3夾雜夾雜(jiz)物，鑄造物，鑄造第26頁(yè)/共73頁(yè)第二十七頁(yè)，共73頁(yè)。7.1.17.1.1常見(jiàn)常見(jiàn)(chn jin)(chn jin)鑄造加工缺鑄造加工缺陷及形貌陷及形貌 7 7、偏析、偏析 合金在冷凝過(guò)程中，由于某些因素導(dǎo)致的化學(xué)成分不一致合金在冷凝過(guò)程中，由于某些因素導(dǎo)致的化學(xué)成分不一致(yzh)(yzh)稱為偏析。稱為偏析。 （1 1）區(qū)域偏析）區(qū)域偏析（2 2）重力偏析）重力偏析（3 3）枝晶偏析）枝晶偏析 第27頁(yè)/共73頁(yè)第二十八頁(yè)，共73頁(yè)。7.1.17.1.1常見(jiàn)鑄造常見(jiàn)鑄造(z

17、hzo)(zhzo)加工缺加工缺陷及形貌陷及形貌 8 8、熱裂紋、熱裂紋 熱裂紋發(fā)生在金屬完全凝固之前，在固相線附近的液熱裂紋發(fā)生在金屬完全凝固之前，在固相線附近的液固共存區(qū)，由于收縮受阻而形成的裂紋。該裂紋常常延伸固共存區(qū)，由于收縮受阻而形成的裂紋。該裂紋常常延伸到鑄件表面，暴露于大氣之中，受到嚴(yán)重氧化和脫碳或發(fā)到鑄件表面，暴露于大氣之中，受到嚴(yán)重氧化和脫碳或發(fā)生其它生其它(qt)(qt)大氣反應(yīng)。大氣反應(yīng)。 顯微形貌特征為呈連續(xù)或斷續(xù)分布，有時(shí)呈網(wǎng)狀或顯微形貌特征為呈連續(xù)或斷續(xù)分布，有時(shí)呈網(wǎng)狀或半網(wǎng)狀，半網(wǎng)狀，裂紋短而寬，無(wú)尖尾，裂紋短而寬，無(wú)尖尾，形狀曲折，無(wú)金屬光澤形狀曲折，無(wú)金屬光澤

18、( (呈氧化色呈氧化色) )。微觀上為沿晶斷裂，伴有嚴(yán)重的氧化脫。微觀上為沿晶斷裂，伴有嚴(yán)重的氧化脫碳，有時(shí)有明顯的偏析、疏松、雜質(zhì)和孔洞等。碳，有時(shí)有明顯的偏析、疏松、雜質(zhì)和孔洞等。第28頁(yè)/共73頁(yè)第二十九頁(yè)，共73頁(yè)。7.1.17.1.1常見(jiàn)常見(jiàn)(chn jin)(chn jin)鑄造加鑄造加工缺陷及形貌工缺陷及形貌 9 9、冷裂紋、冷裂紋 冷裂紋發(fā)生在金屬凝固之后，由于冷卻時(shí)所形成的熱應(yīng)力、冷裂紋發(fā)生在金屬凝固之后，由于冷卻時(shí)所形成的熱應(yīng)力、組織應(yīng)力及搬運(yùn)、清理、校正時(shí)的熱振作用而產(chǎn)生。冷裂紋組織應(yīng)力及搬運(yùn)、清理、校正時(shí)的熱振作用而產(chǎn)生。冷裂紋不如熱裂紋明顯，裂紋細(xì)小，呈連續(xù)直線狀。微

19、觀不如熱裂紋明顯，裂紋細(xì)小，呈連續(xù)直線狀。微觀(wigun)(wigun)上為穿晶擴(kuò)展，基本上無(wú)氧化脫碳，兩側(cè)組織和基體相差不上為穿晶擴(kuò)展，基本上無(wú)氧化脫碳，兩側(cè)組織和基體相差不大。大。 冷裂紋大多出現(xiàn)在鑄件的最后凝固的部位，特別是在應(yīng)力冷裂紋大多出現(xiàn)在鑄件的最后凝固的部位，特別是在應(yīng)力集中的內(nèi)尖角、縮孔、夾雜部位及結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鑄件上。集中的內(nèi)尖角、縮孔、夾雜部位及結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鑄件上。第29頁(yè)/共73頁(yè)第三十頁(yè)，共73頁(yè)。7.1.17.1.1常見(jiàn)鑄造加工缺陷常見(jiàn)鑄造加工缺陷(quxin)(quxin)及形貌及形貌 白點(diǎn)，發(fā)紋白點(diǎn)，發(fā)紋白點(diǎn)、缺肉、鐵豆、砂眼、白口白點(diǎn)、缺肉、鐵豆、砂眼、白口(bik

20、u)、脫碳、粘砂等等。、脫碳、粘砂等等。第30頁(yè)/共73頁(yè)第三十一頁(yè)，共73頁(yè)。7.2.1 7.2.1 常見(jiàn)鍛造常見(jiàn)鍛造(dunzo)(dunzo)加工缺陷加工缺陷及形貌及形貌 1 1、折疊、折疊 鍛件一部分表面金屬折入鍛件內(nèi)部鍛件一部分表面金屬折入鍛件內(nèi)部(nib)(nib)、使金屬形、使金屬形成重疊層缺陷，稱為折疊。成重疊層缺陷，稱為折疊。 折疊是金屬在鍛軋過(guò)程中，變形流動(dòng)金屬與已氧化折疊是金屬在鍛軋過(guò)程中，變形流動(dòng)金屬與已氧化的金屬匯合在一起而形成。軋鍛時(shí)產(chǎn)生的尖角，耳子一的金屬匯合在一起而形成。軋鍛時(shí)產(chǎn)生的尖角，耳子一般均較薄，冷卻速度較基體快，易氧化而形成一層氧化般均較薄，冷卻速度較

21、基體快，易氧化而形成一層氧化皮，因而不能再與基體金屬互相焊合而產(chǎn)生折疊。在鍛皮，因而不能再與基體金屬互相焊合而產(chǎn)生折疊。在鍛件的截面突變出、枝杈結(jié)構(gòu)處，由于金屬的多向流動(dòng)易件的截面突變出、枝杈結(jié)構(gòu)處，由于金屬的多向流動(dòng)易于形成折疊。于形成折疊。 第31頁(yè)/共73頁(yè)第三十二頁(yè)，共73頁(yè)。 常見(jiàn)的有：存在于軋件一側(cè)的貫穿常見(jiàn)的有：存在于軋件一側(cè)的貫穿(gunchun)全長(zhǎng)全長(zhǎng)的折疊；在軋件兩邊相對(duì)稱的側(cè)面上貫穿的折疊；在軋件兩邊相對(duì)稱的側(cè)面上貫穿(gunchun)全全長(zhǎng)的折疊；或存在于鍛、軋件全長(zhǎng)上斷續(xù)狀的分散折疊長(zhǎng)的折疊；或存在于鍛、軋件全長(zhǎng)上斷續(xù)狀的分散折疊（模鍛件或軋件上的分散折疊石具有周期

22、性分布的）；拔（模鍛件或軋件上的分散折疊石具有周期性分布的）；拔長(zhǎng)件橫斷面上的橫向折疊；線材、管材上的橫向全長(zhǎng)折疊長(zhǎng)件橫斷面上的橫向折疊；線材、管材上的橫向全長(zhǎng)折疊或局部折疊等?；蚓植空郫B等。 形成折疊的主要原因有：鑄錠或坯料表面存在形成折疊的主要原因有：鑄錠或坯料表面存在(cnzi)(cnzi)缺陷（疤痕和不平整、粗大的刮傷、軋輥表面缺陷（疤痕和不平整、粗大的刮傷、軋輥表面有磨損或剝落；模具表面缺陷）；鍛、軋前金屬加熱不有磨損或剝落；模具表面缺陷）；鍛、軋前金屬加熱不良；鍛模、軋槽設(shè)計(jì)不合理；鍛、軋工藝或操作不當(dāng)；良；鍛模、軋槽設(shè)計(jì)不合理；鍛、軋工藝或操作不當(dāng)；冷拔工藝不當(dāng)?shù)取＠浒喂に嚥划?dāng)?shù)?/p>

23、。 第32頁(yè)/共73頁(yè)第三十三頁(yè)，共73頁(yè)。 鍛、軋件表面鍛、軋件表面(biomin)上存在的折疊，在很多情況上存在的折疊，在很多情況下與裂紋等缺陷難以區(qū)別，因此正確地判斷與區(qū)分這些缺下與裂紋等缺陷難以區(qū)別，因此正確地判斷與區(qū)分這些缺陷的性質(zhì)，對(duì)失效件的分析和以后采取相應(yīng)得工藝和措施陷的性質(zhì)，對(duì)失效件的分析和以后采取相應(yīng)得工藝和措施以防止其產(chǎn)生，是極其重要的。以防止其產(chǎn)生，是極其重要的。 折疊從表面折疊從表面(biomin)開始，其高倍特征是開口開始，其高倍特征是開口較大，兩側(cè)較平滑，有程度不同的氧化脫碳現(xiàn)象，較大，兩側(cè)較平滑，有程度不同的氧化脫碳現(xiàn)象，尾端圓禿，內(nèi)存氧化物夾雜，一般與金屬表面

24、尾端圓禿，內(nèi)存氧化物夾雜，一般與金屬表面(biomin)呈銳角，或與金屬流線方向一致。呈銳角，或與金屬流線方向一致。 對(duì)有色金屬型材上的折疊進(jìn)行微觀分析對(duì)有色金屬型材上的折疊進(jìn)行微觀分析(fnx)(fnx)時(shí)，在折疊縫內(nèi)及其兩側(cè)，通常見(jiàn)不到氧化物夾雜，時(shí)，在折疊縫內(nèi)及其兩側(cè)，通常見(jiàn)不到氧化物夾雜，兩側(cè)無(wú)脫碳組織。兩側(cè)無(wú)脫碳組織。第33頁(yè)/共73頁(yè)第三十四頁(yè)，共73頁(yè)。 2、分層、分層 鍛件金屬局部不連續(xù)而分隔鍛件金屬局部不連續(xù)而分隔(fng)為兩層或多層稱為兩層或多層稱為分層。為分層。 缺陷產(chǎn)生的主要原因是金屬中存在未焊合的裂紋，非缺陷產(chǎn)生的主要原因是金屬中存在未焊合的裂紋，非金屬夾雜物、縮孔

25、、氣孔等缺陷，在鍛造后使金屬局部不金屬夾雜物、縮孔、氣孔等缺陷，在鍛造后使金屬局部不連續(xù)而分隔連續(xù)而分隔(fng)為兩層或多層。為兩層或多層。第34頁(yè)/共73頁(yè)第三十五頁(yè)，共73頁(yè)。 3、鍛入的氧化皮、鍛入的氧化皮 一般情況下，金屬表面極易氧化，尤其在鍛造加熱過(guò)程一般情況下，金屬表面極易氧化，尤其在鍛造加熱過(guò)程中，極易形成表面氧化皮，如中，極易形成表面氧化皮，如Fe、Si和和Mn的氧化物，鋁的氧化物，鋁合金則形成合金則形成Al2O3氧化膜。這些氧化皮氧化膜。這些氧化皮(氧化膜氧化膜)是在合金是在合金熔煉，澆注或前道軋鍛工序中形成的，并且在鍛壓之前或熔煉，澆注或前道軋鍛工序中形成的，并且在鍛壓之

26、前或之中都不能消除，它的作用如同非金屬夾雜物，其顯微特之中都不能消除，它的作用如同非金屬夾雜物，其顯微特征為沿金屬流線呈點(diǎn)狀或線狀征為沿金屬流線呈點(diǎn)狀或線狀(條狀條狀(tio zhun)分布。分布。 第35頁(yè)/共73頁(yè)第三十六頁(yè)，共73頁(yè)。 4、流線不順、流線不順 鍛件流線不沿零件主要鍛件流線不沿零件主要(zhyo)輪廓外形分布，嚴(yán)輪廓外形分布，嚴(yán)重時(shí)會(huì)形成渦流，穿流或紊流流線。重時(shí)會(huì)形成渦流，穿流或紊流流線。 渦流即鍛件流線呈旋渦狀或樹木年輪狀。渦流即鍛件流線呈旋渦狀或樹木年輪狀。 穿流即在鍛件肋條或凸臺(tái)根部金屬流線被穿斷，破穿流即在鍛件肋條或凸臺(tái)根部金屬流線被穿斷，破壞了金屬流線的連續(xù)性。

27、壞了金屬流線的連續(xù)性。 紊流則呈不規(guī)則而紊亂的流線。紊流則呈不規(guī)則而紊亂的流線。第36頁(yè)/共73頁(yè)第三十七頁(yè)，共73頁(yè)。 5、裂紋、裂紋 鍛件內(nèi)部鍛件內(nèi)部(nib)的裂紋有兩種類型：內(nèi)部的裂紋有兩種類型：內(nèi)部(nib)縱向裂紋和內(nèi)部縱向裂紋和內(nèi)部(nib)橫向裂紋。橫向裂紋。 （1）內(nèi)部縱向裂紋）內(nèi)部縱向裂紋 在鍛坯橫斷面上呈十字型（所以也稱為十字裂紋）在鍛坯橫斷面上呈十字型（所以也稱為十字裂紋）或條狀，有的甚至穿透鍛坯中心延伸至表面與空氣接觸或條狀，有的甚至穿透鍛坯中心延伸至表面與空氣接觸而被氧化。有的裂紋沒(méi)有而被氧化。有的裂紋沒(méi)有(mi yu)暴露在鍛坯端部，暴露在鍛坯端部，因此不與大氣相

28、通，開裂面未被氧化。由于在鍛造過(guò)程因此不與大氣相通，開裂面未被氧化。由于在鍛造過(guò)程中開裂面之間存在摩擦，當(dāng)剖開時(shí)可以觀察到開裂面有中開裂面之間存在摩擦，當(dāng)剖開時(shí)可以觀察到開裂面有磨光和發(fā)亮的情況。磨光和發(fā)亮的情況。第37頁(yè)/共73頁(yè)第三十八頁(yè)，共73頁(yè)。 十字形裂紋形成的原因是鍛造溫度低，鍛坯拔長(zhǎng)時(shí)，十字形裂紋形成的原因是鍛造溫度低，鍛坯拔長(zhǎng)時(shí)，沿著切應(yīng)力最大的對(duì)角線上產(chǎn)生的交變應(yīng)力引起。當(dāng)沿著切應(yīng)力最大的對(duì)角線上產(chǎn)生的交變應(yīng)力引起。當(dāng)鍛坯中保留著粗大柱狀晶時(shí)易導(dǎo)致裂紋形成。高速鋼鍛坯中保留著粗大柱狀晶時(shí)易導(dǎo)致裂紋形成。高速鋼由于內(nèi)部組織中存在著萊氏體共晶由于內(nèi)部組織中存在著萊氏體共晶(n j

29、n)、網(wǎng)狀、網(wǎng)狀及塊狀碳化物或疏松等缺陷，在鍛造過(guò)程中易出現(xiàn)此及塊狀碳化物或疏松等缺陷，在鍛造過(guò)程中易出現(xiàn)此種裂紋。種裂紋。第38頁(yè)/共73頁(yè)第三十九頁(yè)，共73頁(yè)。 （2）內(nèi)部）內(nèi)部(nib)橫向裂紋橫向裂紋 主要位于鍛坯中心部位：裂紋斷面呈粗糙狀，屬沿晶主要位于鍛坯中心部位：裂紋斷面呈粗糙狀，屬沿晶斷裂性質(zhì)。斷裂性質(zhì)。 內(nèi)部橫向裂紋產(chǎn)生內(nèi)部橫向裂紋產(chǎn)生(chnshng)的主要原因是的主要原因是毛坯在加熱或鍛毛坯在加熱或鍛造過(guò)程中，由于加熱不均或工藝參數(shù)不當(dāng)，其表層造過(guò)程中，由于加熱不均或工藝參數(shù)不當(dāng)，其表層金屬的變形金屬的變形(如伸長(zhǎng)如伸長(zhǎng))大于心部金屬的變形，而導(dǎo)致大于心部金屬的變形，而導(dǎo)

30、致心部受拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)材料自身的抗拉強(qiáng)度心部受拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)材料自身的抗拉強(qiáng)度時(shí)，心部將出現(xiàn)橫向裂紋。時(shí)，心部將出現(xiàn)橫向裂紋。第39頁(yè)/共73頁(yè)第四十頁(yè)，共73頁(yè)。 （3）龜裂）龜裂 鍛件表面呈龜殼網(wǎng)絡(luò)狀的裂紋稱龜裂或網(wǎng)狀裂紋。鍛件表面呈龜殼網(wǎng)絡(luò)狀的裂紋稱龜裂或網(wǎng)狀裂紋。其形成的主要原因其形成的主要原因(yunyn)是過(guò)熱、過(guò)燒、滲硫、是過(guò)熱、過(guò)燒、滲硫、滲銅等。滲銅等。 鍛件加熱鍛件加熱(ji r)溫度過(guò)高，引起晶粒粗大或過(guò)燒，溫度過(guò)高，引起晶粒粗大或過(guò)燒，氧沿晶滲入生成氧化物，削弱了晶粒間結(jié)合力，降低了氧沿晶滲入生成氧化物，削弱了晶粒間結(jié)合力，降低了塑性變形能力，或熱疲勞使鍛件

31、局部強(qiáng)度降低，應(yīng)力增塑性變形能力，或熱疲勞使鍛件局部強(qiáng)度降低，應(yīng)力增大，以致在鍛造加工時(shí)沿晶界出現(xiàn)表面龜裂。大，以致在鍛造加工時(shí)沿晶界出現(xiàn)表面龜裂。第40頁(yè)/共73頁(yè)第四十一頁(yè)，共73頁(yè)。 鋼材或燃料中含硫量過(guò)高，引起金屬晶界滲硫，在晶鋼材或燃料中含硫量過(guò)高，引起金屬晶界滲硫，在晶界上形成界上形成(xngchng)低熔點(diǎn)的硫化亞鐵和低熔點(diǎn)的硫化亞鐵和Fe的共晶體，的共晶體，其共晶溫度低于其共晶溫度低于1000，在正常的鍛造溫度下，晶界即，在正常的鍛造溫度下，晶界即被熔化，經(jīng)鍛造后形成被熔化，經(jīng)鍛造后形成(xngchng)龜裂龜裂(稱熱脆稱熱脆)。 鍛件含銅量過(guò)高鍛件含銅量過(guò)高(0.2%)(0.

32、2%)，并在氧化氣氛中加熱，在鋼，并在氧化氣氛中加熱，在鋼的表面的表面(biomin)(biomin)氧化皮下，富集一層熔點(diǎn)低于氧化皮下，富集一層熔點(diǎn)低于11001100的的富銅合金，在鍛造加熱溫度下即熔化，并浸蝕表面富銅合金，在鍛造加熱溫度下即熔化，并浸蝕表面(biomin)(biomin)層的晶界，鍛造時(shí)形成龜裂稱為銅脆。在層的晶界，鍛造時(shí)形成龜裂稱為銅脆。在加熱爐中含有殘存的銅雜質(zhì)時(shí)，也會(huì)因融熔的銅沿晶界滲加熱爐中含有殘存的銅雜質(zhì)時(shí)，也會(huì)因融熔的銅沿晶界滲入而引起龜裂。入而引起龜裂。 第41頁(yè)/共73頁(yè)第四十二頁(yè)，共73頁(yè)。 6、過(guò)熱與過(guò)燒、過(guò)熱與過(guò)燒 金屬金屬(jnsh)坯加熱溫度超過(guò)

33、始鍛溫度，或在高溫下長(zhǎng)時(shí)間坯加熱溫度超過(guò)始鍛溫度，或在高溫下長(zhǎng)時(shí)間保溫，致使奧氏體晶粒迅速長(zhǎng)大，或終鍛溫度過(guò)高而剩余變保溫，致使奧氏體晶粒迅速長(zhǎng)大，或終鍛溫度過(guò)高而剩余變形量形量(剩余鍛造比剩余鍛造比)又小，這時(shí)高溫引起的晶粒長(zhǎng)大，不能由又小，這時(shí)高溫引起的晶粒長(zhǎng)大，不能由剩余變形量對(duì)晶粒的破碎作用所抵消，因而形成粗晶粒組織剩余變形量對(duì)晶粒的破碎作用所抵消，因而形成粗晶粒組織的現(xiàn)象，稱為過(guò)熱。的現(xiàn)象，稱為過(guò)熱。 過(guò)熱鋼鍛件，斷面粗糙灰暗過(guò)熱鋼鍛件，斷面粗糙灰暗(hu n)(hu n)，屬沿晶斷裂，高，屬沿晶斷裂，高速鋼鍛件，斷口晶粒粗大，有金屬光澤，屬穿晶斷裂。速鋼鍛件，斷口晶粒粗大，有金屬光

34、澤，屬穿晶斷裂。 第42頁(yè)/共73頁(yè)第四十三頁(yè)，共73頁(yè)。 鍛件加熱溫度接近熔點(diǎn)溫度，或長(zhǎng)時(shí)間在氧化性氣鍛件加熱溫度接近熔點(diǎn)溫度，或長(zhǎng)時(shí)間在氧化性氣氛的高溫爐中保溫，不僅使奧氏體晶粒極為粗大，而氛的高溫爐中保溫，不僅使奧氏體晶粒極為粗大，而且爐中的氧以原子形式滲入晶界處，使且爐中的氧以原子形式滲入晶界處，使FeFe，S S等元素氧等元素氧化，形成低熔點(diǎn)的氧化物或共晶體，造成晶界早期化，形成低熔點(diǎn)的氧化物或共晶體，造成晶界早期(zoq)(zoq)熔化，破壞了晶粒間的聯(lián)系，這種現(xiàn)象稱為過(guò)熔化，破壞了晶粒間的聯(lián)系，這種現(xiàn)象稱為過(guò)燒或燒毀。燒或燒毀。 過(guò)燒的鋼在鍛造過(guò)燒的鋼在鍛造(dunzo)(dun

35、zo)時(shí)一觸即裂，裂口寬大，裂時(shí)一觸即裂，裂口寬大，裂紋沿晶擴(kuò)展，兩側(cè)嚴(yán)重氧化脫碳，沿晶界形成網(wǎng)狀氧化物紋沿晶擴(kuò)展，兩側(cè)嚴(yán)重氧化脫碳，沿晶界形成網(wǎng)狀氧化物夾雜及脫碳組織。夾雜及脫碳組織。 第43頁(yè)/共73頁(yè)第四十四頁(yè)，共73頁(yè)。 1、焊接裂紋、焊接裂紋 焊接裂紋是指焊件在焊接或焊后的退火、存放、裝配，焊接裂紋是指焊件在焊接或焊后的退火、存放、裝配，使用過(guò)程中產(chǎn)生的各種裂紋，它是焊接缺陷和焊接應(yīng)力使用過(guò)程中產(chǎn)生的各種裂紋，它是焊接缺陷和焊接應(yīng)力(yngl)共同作用的結(jié)果。共同作用的結(jié)果。 焊接裂紋按其性質(zhì)焊接裂紋按其性質(zhì)(xngzh)(xngzh)可分為熱裂紋、冷裂紋和可分為熱裂紋、冷裂紋和延遲

36、裂紋三種。延遲裂紋三種。 第44頁(yè)/共73頁(yè)第四十五頁(yè)，共73頁(yè)。 （1）熱裂紋）熱裂紋 熱裂紋大部分是在結(jié)晶過(guò)程中產(chǎn)生的裂紋，所以又叫結(jié)熱裂紋大部分是在結(jié)晶過(guò)程中產(chǎn)生的裂紋，所以又叫結(jié)晶裂紋或高溫裂紋。根據(jù)所焊材料不同，產(chǎn)生熱裂紋的形晶裂紋或高溫裂紋。根據(jù)所焊材料不同，產(chǎn)生熱裂紋的形態(tài)、溫度區(qū)間和主要原因也各有不同，因此態(tài)、溫度區(qū)間和主要原因也各有不同，因此(ync)又把熱又把熱裂紋分為結(jié)晶裂紋、液化裂紋和多邊化裂紋三種。裂紋分為結(jié)晶裂紋、液化裂紋和多邊化裂紋三種。 形貌形貌 焊接焊接(hnji)(hnji)熱裂紋必然是沿晶裂紋，呈光熱裂紋必然是沿晶裂紋，呈光滑的鋸齒形邊緣，連續(xù)或不連續(xù)地沿

37、著晶界或枝晶滑的鋸齒形邊緣，連續(xù)或不連續(xù)地沿著晶界或枝晶邊界分布于焊縫下面，有時(shí)呈蟹腳狀或網(wǎng)狀。焊縫邊界分布于焊縫下面，有時(shí)呈蟹腳狀或網(wǎng)狀。焊縫內(nèi)腔及附近晶界或多或少地存在有硫化物、磷化物、內(nèi)腔及附近晶界或多或少地存在有硫化物、磷化物、碳化物、氧化物、硼化物夾雜，其斷口具有明顯的碳化物、氧化物、硼化物夾雜，其斷口具有明顯的氧化色特征。氧化色特征。第45頁(yè)/共73頁(yè)第四十六頁(yè)，共73頁(yè)。 結(jié)晶結(jié)晶(jijng)(jijng)裂紋主要產(chǎn)生在含雜質(zhì)較多的碳裂紋主要產(chǎn)生在含雜質(zhì)較多的碳鋼、低合金鋼、鎳基合金以及某些鋁合金的焊縫中。鋼、低合金鋼、鎳基合金以及某些鋁合金的焊縫中。個(gè)別情況下，結(jié)晶個(gè)別情況下

38、，結(jié)晶(jijng)(jijng)裂紋也在熱影響區(qū)產(chǎn)生。裂紋也在熱影響區(qū)產(chǎn)生。 液化裂紋主要發(fā)生在含有鉻鎳的高強(qiáng)鋼、奧氏體液化裂紋主要發(fā)生在含有鉻鎳的高強(qiáng)鋼、奧氏體鋼以及某些鎳基合金的近縫區(qū)或多層焊層間部位。鋼以及某些鎳基合金的近縫區(qū)或多層焊層間部位。母材和焊絲中的硫、磷、硅、碳偏高時(shí)，液化裂紋母材和焊絲中的硫、磷、硅、碳偏高時(shí)，液化裂紋的傾向的傾向(qngxing)將顯著增加。將顯著增加。 多邊化裂紋多發(fā)生在純金屬或單相奧氏體合金多邊化裂紋多發(fā)生在純金屬或單相奧氏體合金(hjn)的焊的焊縫中或近縫區(qū)?？p中或近縫區(qū)。第46頁(yè)/共73頁(yè)第四十七頁(yè)，共73頁(yè)。 （2）冷裂紋）冷裂紋 冷裂紋是在金屬

39、焊后冷卻過(guò)程中形成的裂紋，又叫低冷裂紋是在金屬焊后冷卻過(guò)程中形成的裂紋，又叫低溫溫(dwn)裂紋。是焊接生產(chǎn)中較為普遍的一種裂紋，裂紋。是焊接生產(chǎn)中較為普遍的一種裂紋，焊后立即發(fā)生，沒(méi)有延遲現(xiàn)象，通常出現(xiàn)在熱影響區(qū)，焊后立即發(fā)生，沒(méi)有延遲現(xiàn)象，通常出現(xiàn)在熱影響區(qū)，有時(shí)出現(xiàn)在焊縫上。有時(shí)出現(xiàn)在焊縫上。 冷裂紋是焊接熱應(yīng)力、淬硬組織應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力冷裂紋是焊接熱應(yīng)力、淬硬組織應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力共同作用的結(jié)果。鋼在冷卻過(guò)程中，過(guò)冷奧氏體如共同作用的結(jié)果。鋼在冷卻過(guò)程中，過(guò)冷奧氏體如果發(fā)生馬氏體相變，形成硬而脆的淬硬層組織，在果發(fā)生馬氏體相變，形成硬而脆的淬硬層組織，在焊接應(yīng)力作用下，即可能焊接應(yīng)力作用下，

40、即可能(knng)產(chǎn)生焊接冷裂紋。產(chǎn)生焊接冷裂紋。第47頁(yè)/共73頁(yè)第四十八頁(yè)，共73頁(yè)。 有些塑性較低的材料焊接有些塑性較低的材料焊接(hnji)時(shí)，冷卻時(shí)由時(shí)，冷卻時(shí)由于收縮力引起的應(yīng)變超過(guò)了材料自身的塑性極限或于收縮力引起的應(yīng)變超過(guò)了材料自身的塑性極限或材質(zhì)變脆而產(chǎn)生裂紋，也是焊接材質(zhì)變脆而產(chǎn)生裂紋，也是焊接(hnji)冷裂紋，又冷裂紋，又稱為低塑性脆化裂紋。稱為低塑性脆化裂紋。 形貌形貌(xn mo) (xn mo) 熔焊冷裂紋具有鋸齒形凹凸不平，深熔焊冷裂紋具有鋸齒形凹凸不平，深淺不一，尾端細(xì)而尖銳，與淬火裂紋相似。在淬硬性高的淺不一，尾端細(xì)而尖銳，與淬火裂紋相似。在淬硬性高的鋼中，

41、一般屬沿晶裂紋，在淬硬性低的鋼中，通常為穿晶鋼中，一般屬沿晶裂紋，在淬硬性低的鋼中，通常為穿晶裂紋，有時(shí)也有混晶特征。斷口的氧化色不明顯，沒(méi)有明裂紋，有時(shí)也有混晶特征。斷口的氧化色不明顯，沒(méi)有明顯夾雜，大部分屬于解理斷裂。顯夾雜，大部分屬于解理斷裂。第48頁(yè)/共73頁(yè)第四十九頁(yè)，共73頁(yè)。 （3）延遲裂紋）延遲裂紋 實(shí)質(zhì)上也是由焊接應(yīng)力為主要原因的冷裂紋，而且使焊接實(shí)質(zhì)上也是由焊接應(yīng)力為主要原因的冷裂紋，而且使焊接冷裂紋的中一種冷裂紋的中一種(y zhn)普遍形態(tài)。它是在焊后幾分鐘、普遍形態(tài)。它是在焊后幾分鐘、幾十分鐘乃至幾天以后產(chǎn)生的裂紋，即具有延遲性質(zhì)。幾十分鐘乃至幾天以后產(chǎn)生的裂紋，即具

42、有延遲性質(zhì)。 延遲裂紋的產(chǎn)生，是由于高溫延遲裂紋的產(chǎn)生，是由于高溫(gown)(gown)下奧氏體中固下奧氏體中固溶了較多的氫，主要取決于鋼種的淬硬傾向、焊接接頭溶了較多的氫，主要取決于鋼種的淬硬傾向、焊接接頭的應(yīng)力狀態(tài)和熔敷金屬中的擴(kuò)散氫含量。的應(yīng)力狀態(tài)和熔敷金屬中的擴(kuò)散氫含量。 斷口斷口(dunku)(dunku)形貌形貌 呈亮晶狀結(jié)晶斷口呈亮晶狀結(jié)晶斷口(dunku)(dunku)，無(wú)氧，無(wú)氧化色，微觀形態(tài)以馬氏體的解理斷裂為主，并混有沿晶斷裂化色，微觀形態(tài)以馬氏體的解理斷裂為主，并混有沿晶斷裂的混合型斷裂。的混合型斷裂。 第49頁(yè)/共73頁(yè)第五十頁(yè)，共73頁(yè)。 （4）再熱裂紋）再熱裂紋

43、 對(duì)于某些含有沉淀強(qiáng)化元素對(duì)于某些含有沉淀強(qiáng)化元素(yun s)的鋼種和高溫合的鋼種和高溫合金（包括低合金高強(qiáng)鋼、珠光體耐熱鋼、沉淀強(qiáng)化高溫合金（包括低合金高強(qiáng)鋼、珠光體耐熱鋼、沉淀強(qiáng)化高溫合金，以及某些奧氏體不銹鋼等）在焊后并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)裂紋，金，以及某些奧氏體不銹鋼等）在焊后并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)裂紋，而是在回火熱處理或在高溫下使用過(guò)程中產(chǎn)生的裂紋，稱而是在回火熱處理或在高溫下使用過(guò)程中產(chǎn)生的裂紋，稱為再熱裂紋。為再熱裂紋。 再熱裂紋都是產(chǎn)生在焊接熱影響區(qū)的過(guò)熱粗晶部位，并且再熱裂紋都是產(chǎn)生在焊接熱影響區(qū)的過(guò)熱粗晶部位，并且具有晶間開裂具有晶間開裂(ki li)(ki li)的特征。在母材、焊縫合熱影響區(qū)

44、的的特征。在母材、焊縫合熱影響區(qū)的細(xì)晶區(qū)均不產(chǎn)生再熱裂紋。裂紋的走向是沿熔合線附近的粗細(xì)晶區(qū)均不產(chǎn)生再熱裂紋。裂紋的走向是沿熔合線附近的粗大晶粒晶界擴(kuò)展，有時(shí)裂紋并不連續(xù)，而是斷續(xù)的，遇到細(xì)大晶粒晶界擴(kuò)展，有時(shí)裂紋并不連續(xù)，而是斷續(xù)的，遇到細(xì)晶組織就停止擴(kuò)展。晶組織就停止擴(kuò)展。 第50頁(yè)/共73頁(yè)第五十一頁(yè)，共73頁(yè)。 回 火 之 前 焊 接 區(qū) 存 在 較 大 的 殘 余 應(yīng) 力 并 有 程 度回 火 之 前 焊 接 區(qū) 存 在 較 大 的 殘 余 應(yīng) 力 并 有 程 度(chngd)不同的壓力集中，二者必須同時(shí)存在，否則不不同的壓力集中，二者必須同時(shí)存在，否則不會(huì)產(chǎn)生再熱裂紋。會(huì)產(chǎn)生再熱裂

45、紋。 再 熱 裂 紋 的 產(chǎn) 生 與 再 熱 溫 度 和 時(shí) 間 有 關(guān)再 熱 裂 紋 的 產(chǎn) 生 與 再 熱 溫 度 和 時(shí) 間 有 關(guān)(yugun)，存在一個(gè)敏感溫度區(qū)，對(duì)于一般低合金，存在一個(gè)敏感溫度區(qū)，對(duì)于一般低合金鋼，約在鋼，約在500700C。 含有含有(hn yu)一定沉淀強(qiáng)化元素的金屬材料才具有產(chǎn)一定沉淀強(qiáng)化元素的金屬材料才具有產(chǎn)生再熱裂紋的敏感性，普通碳素鋼和固熔強(qiáng)化的金屬材料，生再熱裂紋的敏感性，普通碳素鋼和固熔強(qiáng)化的金屬材料，一般不產(chǎn)生再熱裂紋。一般不產(chǎn)生再熱裂紋。第51頁(yè)/共73頁(yè)第五十二頁(yè)，共73頁(yè)。 （5）層狀撕裂）層狀撕裂 大型厚壁結(jié)構(gòu)，在焊接過(guò)程中常在鋼板的厚度

46、方向大型厚壁結(jié)構(gòu)，在焊接過(guò)程中常在鋼板的厚度方向承受較大的拉伸應(yīng)力，于是沿鋼板軋制承受較大的拉伸應(yīng)力，于是沿鋼板軋制(zh zh)方向方向出現(xiàn)一種臺(tái)階狀的裂紋，一般稱為層狀撕裂。出現(xiàn)一種臺(tái)階狀的裂紋，一般稱為層狀撕裂。 層狀撕裂是一種內(nèi)部的低溫開裂，一般在表面難以發(fā)層狀撕裂是一種內(nèi)部的低溫開裂，一般在表面難以發(fā)現(xiàn)。其主要特征現(xiàn)。其主要特征(tzhng)就是呈現(xiàn)階梯狀開裂，這是其就是呈現(xiàn)階梯狀開裂，這是其他裂紋所沒(méi)有的。層狀撕裂的全貌基本是平行于軋制表面他裂紋所沒(méi)有的。層狀撕裂的全貌基本是平行于軋制表面的平臺(tái)與大致垂直于平臺(tái)的剪切壁所組成。在撕裂的平臺(tái)的平臺(tái)與大致垂直于平臺(tái)的剪切壁所組成。在撕裂

47、的平臺(tái)部位常可發(fā)現(xiàn)不同類型的非金屬夾雜物（如部位?？砂l(fā)現(xiàn)不同類型的非金屬夾雜物（如MnS、硅酸鹽、硅酸鹽和鋁酸鹽等）。和鋁酸鹽等）。第52頁(yè)/共73頁(yè)第五十三頁(yè)，共73頁(yè)。 層狀撕裂場(chǎng)出現(xiàn)在層狀撕裂場(chǎng)出現(xiàn)在T型接頭、角接頭和十字接頭中，型接頭、角接頭和十字接頭中，一般一般(ybn)在對(duì)接接頭很少發(fā)現(xiàn)，但在焊趾和焊根處在對(duì)接接頭很少發(fā)現(xiàn)，但在焊趾和焊根處由于冷裂紋的誘發(fā)也會(huì)出現(xiàn)層狀撕裂。由于冷裂紋的誘發(fā)也會(huì)出現(xiàn)層狀撕裂。 層狀撕裂的產(chǎn)生與鋼種強(qiáng)度級(jí)別無(wú)關(guān)，主要與鋼中層狀撕裂的產(chǎn)生與鋼種強(qiáng)度級(jí)別無(wú)關(guān)，主要與鋼中夾雜物量與分布夾雜物量與分布(fnb)形態(tài)有關(guān)。當(dāng)沿軋制方向上以形態(tài)有關(guān)。當(dāng)沿軋制方向上

48、以片狀的片狀的MnS夾雜為主時(shí)，層狀撕裂具有清晰的階梯狀；夾雜為主時(shí)，層狀撕裂具有清晰的階梯狀；當(dāng)以硅酸鹽夾雜為主時(shí)呈直線狀，以當(dāng)以硅酸鹽夾雜為主時(shí)呈直線狀，以Al2O3為主時(shí)則呈為主時(shí)則呈不規(guī)則的階梯狀。不規(guī)則的階梯狀。第53頁(yè)/共73頁(yè)第五十四頁(yè)，共73頁(yè)。 2、氣孔、氣孔 溶入熔池焊縫金屬溶入熔池焊縫金屬(jnsh)中的氣體中的氣體(CO2、H2、N2、水蒸汽等水蒸汽等)，在金屬，在金屬(jnsh)凝固前未來(lái)得及逸出，而在焊凝固前未來(lái)得及逸出，而在焊縫金屬縫金屬(jnsh)表面或內(nèi)部形成的孔穴稱氣孔。表面或內(nèi)部形成的孔穴稱氣孔。 形貌形貌 CO2 CO2形成的氣孔，其外形形成的氣孔，其外

49、形(wi xn)(wi xn)主要呈條蟲主要呈條蟲狀，是圓形氣孔的連續(xù)；由狀，是圓形氣孔的連續(xù)；由H2H2形成的氣孔，其外形形成的氣孔，其外形(wi (wi xn)xn)主要有針孔形（似針孔的微小氣孔）和圓型；由主要有針孔形（似針孔的微小氣孔）和圓型；由N2N2形成的氣孔，其外形形成的氣孔，其外形(wi xn)(wi xn)多呈表面開口的氣孔。根多呈表面開口的氣孔。根據(jù)起因不同，氣孔可分為孤立的、線狀排列的和群集的三據(jù)起因不同，氣孔可分為孤立的、線狀排列的和群集的三類。類。第54頁(yè)/共73頁(yè)第五十五頁(yè)，共73頁(yè)。 3、夾渣、夾渣 夾渣是指焊后殘留在焊縫金屬內(nèi)部或熔合線上的夾渣是指焊后殘留在焊縫

50、金屬內(nèi)部或熔合線上的熔渣或非金屬夾雜熔渣或非金屬夾雜(jiz)物。例如：殘留在手工電物。例如：殘留在手工電弧焊、埋弧焊焊縫中的融渣弧焊、埋弧焊焊縫中的融渣,CO2氣體保護(hù)焊焊縫中氣體保護(hù)焊焊縫中的氧化物夾雜的氧化物夾雜(jiz)，鎢極保護(hù)焊焊縫中的鎢電極，鎢極保護(hù)焊焊縫中的鎢電極夾雜夾雜(jiz)等。等。 第55頁(yè)/共73頁(yè)第五十六頁(yè)，共73頁(yè)。 4、焊縫、焊縫(hn fn)成形不良成形不良 不良的焊縫不良的焊縫(hn fn)外形包括有焊瘤、咬邊和焊縫外形包括有焊瘤、咬邊和焊縫(hn fn)外形尺寸不符合要求等。外形尺寸不符合要求等。 焊瘤是熔融金屬流到焊縫根部之外而后凝固所形成的金屬焊瘤是熔

51、融金屬流到焊縫根部之外而后凝固所形成的金屬瘤；咬邊是母材和焊縫交界處，在母材表面形成的溝槽或凹瘤；咬邊是母材和焊縫交界處，在母材表面形成的溝槽或凹陷，在熔融金屬深度達(dá)到母材高度時(shí)，則形成燒穿或穿孔；陷，在熔融金屬深度達(dá)到母材高度時(shí)，則形成燒穿或穿孔；焊縫外形尺寸不符合耍求，是指焊縫隆起焊縫外形尺寸不符合耍求，是指焊縫隆起(ln q)(ln q)面過(guò)高過(guò)面過(guò)高過(guò)陡，高低不平，寬度不等，焊波粗劣等現(xiàn)象。陡，高低不平，寬度不等，焊波粗劣等現(xiàn)象。第56頁(yè)/共73頁(yè)第五十七頁(yè)，共73頁(yè)。 5、未填滿、未填滿 焊縫金屬不足，沿焊縫長(zhǎng)度方向在焊縫表面形成焊縫金屬不足，沿焊縫長(zhǎng)度方向在焊縫表面形成(xngch

52、ng)的連續(xù)或斷續(xù)溝槽。的連續(xù)或斷續(xù)溝槽。 6、未焊透、未焊透 未焊透是指母材與母材，熔敷金屬與熔敷金屬，未焊透是指母材與母材，熔敷金屬與熔敷金屬，母材與熔敷金屬之間局部母材與熔敷金屬之間局部(jb)未熔化的現(xiàn)象。此缺未熔化的現(xiàn)象。此缺陷一般出現(xiàn)在焊縫的根部或基體金屬與熔化金屬未陷一般出現(xiàn)在焊縫的根部或基體金屬與熔化金屬未熔合熔合(對(duì)接或角接時(shí)對(duì)接或角接時(shí))，焊縫金屬向基體金屬中熔透不，焊縫金屬向基體金屬中熔透不足的部位。足的部位。 7 7、過(guò)燒、過(guò)燒 特征特征(tzhng)(tzhng)：金屬?gòu)?qiáng)烈氧化，在電極周圍有金屬熔化：金屬?gòu)?qiáng)烈氧化，在電極周圍有金屬熔化的痕跡，有蜂窩孔和較大的外部飛濺。

53、的痕跡，有蜂窩孔和較大的外部飛濺。第57頁(yè)/共73頁(yè)第五十八頁(yè)，共73頁(yè)。咬邊咬邊氣孔氣孔(qkng)第58頁(yè)/共73頁(yè)第五十九頁(yè)，共73頁(yè)。未焊透未焊透夾渣夾渣第59頁(yè)/共73頁(yè)第六十頁(yè)，共73頁(yè)。第60頁(yè)/共73頁(yè)第六十一頁(yè)，共73頁(yè)。第61頁(yè)/共73頁(yè)第六十二頁(yè)，共73頁(yè)。第62頁(yè)/共73頁(yè)第六十三頁(yè)，共73頁(yè)。第63頁(yè)/共73頁(yè)第六十四頁(yè)，共73頁(yè)。7.4.1 7.4.1 常見(jiàn)常見(jiàn)(chn jin)(chn jin)的熱處理缺陷及的熱處理缺陷及形貌形貌1 1、氧化、脫碳、氧化、脫碳 所謂氧化是材料中的金屬元素在加熱過(guò)程中與所謂氧化是材料中的金屬元素在加熱過(guò)程中與氧化性氣氛氧化性氣氛(

54、(氧、二氧化碳、水蒸氣等氧、二氧化碳、水蒸氣等) )發(fā)生發(fā)生(fshng)(fshng)作用，形成金屬氧化物層（氧化皮）的一種現(xiàn)象。作用，形成金屬氧化物層（氧化皮）的一種現(xiàn)象。 所謂脫碳是鋼鐵材料在加熱過(guò)程中表層的碳與所謂脫碳是鋼鐵材料在加熱過(guò)程中表層的碳與加熱介質(zhì)中的脫碳?xì)怏w（氧、氫、二氧化、水蒸汽等）加熱介質(zhì)中的脫碳?xì)怏w（氧、氫、二氧化、水蒸汽等）相互作用而燒損的一種現(xiàn)象。脫碳也是材料的氧化過(guò)相互作用而燒損的一種現(xiàn)象。脫碳也是材料的氧化過(guò)程。根據(jù)脫碳程度可分為全脫碳層和半脫碳層兩類，程。根據(jù)脫碳程度可分為全脫碳層和半脫碳層兩類，全脫碳層的顯微組織為全部鐵素體。全脫碳層的顯微組織為全部鐵素體

55、。 第64頁(yè)/共73頁(yè)第六十五頁(yè)，共73頁(yè)。1 1、氧化、氧化(ynghu)(ynghu)、脫碳、脫碳第65頁(yè)/共73頁(yè)第六十六頁(yè)，共73頁(yè)。 2、內(nèi)氧化、內(nèi)氧化 內(nèi)氧化是合金內(nèi)部沿晶界形成氧化物相或脫碳區(qū)內(nèi)氧化是合金內(nèi)部沿晶界形成氧化物相或脫碳區(qū)的現(xiàn)象。其深度可達(dá)十幾個(gè)的現(xiàn)象。其深度可達(dá)十幾個(gè)m。金屬材料形成內(nèi)氧。金屬材料形成內(nèi)氧化的傾向與合金中的組元和氧的親合力的大小有關(guān)，化的傾向與合金中的組元和氧的親合力的大小有關(guān)，如在銅合金中含有比銅更活潑易氧化的元素如在銅合金中含有比銅更活潑易氧化的元素Zn、Si、Mn、Ti等，在鋼中含有比鐵更活潑的易氧化元素等，在鋼中含有比鐵更活潑的易氧化元素Cr

56、、 Mn、 Si、 Mo等，極易發(fā)生內(nèi)氧化。在鋼材的氣體滲等，極易發(fā)生內(nèi)氧化。在鋼材的氣體滲碳碳(shn tn)和碳氮共滲層中常常出現(xiàn)由于內(nèi)氧化形成和碳氮共滲層中常常出現(xiàn)由于內(nèi)氧化形成的組織缺陷。在熱處理介質(zhì)中，若含有不純物質(zhì)如硅的組織缺陷。在熱處理介質(zhì)中，若含有不純物質(zhì)如硅酸鹽等時(shí)，也易引起材料內(nèi)氧化。酸鹽等時(shí)，也易引起材料內(nèi)氧化。 發(fā)生內(nèi)氧化的構(gòu)件，其斷口呈粗糙狀，或者沿晶形發(fā)生內(nèi)氧化的構(gòu)件，其斷口呈粗糙狀，或者沿晶形成黑色的氧化物狀。成黑色的氧化物狀。第66頁(yè)/共73頁(yè)第六十七頁(yè)，共73頁(yè)。淬火淬火(cu hu)(cu hu)裂紋裂紋 淬火直裂淬火直裂 細(xì)長(zhǎng)零件在心部完全淬透情況下，由于細(xì)長(zhǎng)零件在心部完全淬透情況下，由于組織應(yīng)力作用而產(chǎn)生縱向直線淬火裂紋。裂紋為穿晶擴(kuò)組織應(yīng)力作用而產(chǎn)生縱向直線淬火裂紋。裂紋為穿晶擴(kuò)展，一般起源于應(yīng)力集中展，一般起源于應(yīng)力集中(jzhng)(jzhng)或夾雜處，裂紋尾或夾雜處，裂紋尾端尖細(xì)。端尖細(xì)。 淬火龜裂淬火龜裂 表面脫碳的高碳鋼零件，在淬火時(shí)，表面脫碳的高碳鋼零件，在淬火時(shí)，因表面層金屬的比容比中心小，在拉應(yīng)力作用下產(chǎn)因表面層金屬的比容比中心小，在拉應(yīng)力作用下產(chǎn)生龜裂。裂紋為沿晶擴(kuò)展，一般較淺，很少氧化生