鍛造用材料及質(zhì)量控制

鍛造用原材料

及質(zhì)量控制鍛造用材料及質(zhì)量控制共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!鍛造生產(chǎn)有用原材料及分類鋼錠、軋材、擠壓棒材、鍛材。大型鍛件主要使用鋼錠鍛制，大型鍛件質(zhì)量高，與鋼錠的質(zhì)量密切相關(guān)。中小型鍛件用軋材和棒材生產(chǎn)。鋼的種類繁多，為了便于生產(chǎn)、使用和研究，可以按照化學(xué)成分、冶金質(zhì)量和用途對鋼進(jìn)行分類。1、按化學(xué)成分分類

按鋼材的化學(xué)成分可分為碳素鋼和合金鋼兩大類。

碳素鋼按含碳量多少可分為低碳鋼（C%≤0.25%）、中碳鋼（C%=0.25%～0.60%）和高碳鋼（C%>0.6%）三類。

合金鋼按合金元素的含量又可分為低合金鋼（合金元素總量<5%）、中合金鋼（合金元素總量為5～10%）和高合金鋼（合金元素總量>10%）三類。合金鋼按合金元素的種類可分為錳鋼、鉻鋼、硼鋼、鉻鎳鋼、硅錳鋼等。2、按冶金質(zhì)量分類

按鋼中所含有害雜質(zhì)硫、磷的多少，可分為普通鋼（S%≤0.055%，P%≤0.045%）、優(yōu)質(zhì)鋼（S%、P%≤0.040%）和高級優(yōu)質(zhì)鋼（S%≤0.030%，P%≤0.035%）三類。

此外，按冶煉時脫氧程度，可將鋼分為沸騰鋼（脫氧不完全）、鎮(zhèn)靜鋼（脫氧較完全）和半鎮(zhèn)靜鋼三類。鍛造用材料及質(zhì)量控制共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!3、按用途分類

按鋼的用途可分為結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、特殊鋼三大類。

結(jié)構(gòu)鋼又分為工程構(gòu)件用鋼和機器零件用鋼兩部分。工程構(gòu)件用鋼包括建筑工程用鋼、橋梁工程用鋼、船舶工程用鋼、車輛工程用鋼。機器用鋼包括調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼、滾動軸承鋼、滲碳和滲氮鋼、耐磨鋼等。這類鋼一般屬于低、中碳鋼和低、中合金鋼。

工具鋼分為刃具鋼、量具鋼、模具鋼。主要用于制造各種刃具、模具和量具，這類鋼一般屬于高碳、高合金鋼。

特殊性能鋼分為不銹鋼、耐熱鋼等。這類鋼主要用于各種特殊要求的場合，如化學(xué)工業(yè)用的不銹耐酸鋼、核電站用的耐熱鋼等。4、按金相組織分類

按鋼退火態(tài)的金相組織可分為亞共析鋼、共析鋼、過共析鋼三種。

按鋼正火態(tài)的金相組織可分為珠光體鋼、貝氏體鋼、馬氏體鋼、奧氏體鋼等四種。在給鋼的產(chǎn)品命名時，往往把成分、質(zhì)量和用途幾種分類方法結(jié)合起來。如碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼、高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼、高速工具鋼等鍛造用材料及質(zhì)量控制共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!3、碳素工具鋼

碳素工具鋼的牌號以“T＋數(shù)字＋字母”表示。鋼號前面的“碳”或“T”表示碳素工具鋼，其后的數(shù)字表示含碳量的千分之幾。如平均含碳量為0.8%的碳素工具鋼，其鋼號為“碳8”或“T8”。

含錳量較高者，在鋼號后標(biāo)以“錳”或“Mn”,如“碳8錳”或“T8Mn”。如為高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼，則在其鋼號后加“高”或“A”，如“碳10高”或“T10A”。4、合金工具鋼與特殊性能鋼

合金工具鋼的牌號以“一位數(shù)字（或沒有數(shù)字）＋元素＋數(shù)字＋…”表示。其編號方法與合金結(jié)構(gòu)鋼大體相同，區(qū)別在于含碳量的表示方法，當(dāng)碳含量≥1.0%時，則不予標(biāo)出。如平均含碳量<1.0%時，則在鋼號前以千分之幾表示它的平均含碳量，如9CrSi鋼，平均含碳量為0.90%，主要合金元素為鉻、硅，含量都小于1.5%。又如Cr12MoV鋼，含碳量為1.45～1.70%(大于1.0%)，主要合金元素為11.5～12.5%的鉻,0.40～0.60%的鉬和0.15～0.30%的釩。而對于含鉻量低的鋼，其含鉻量以千分之幾表示，并在數(shù)字前加“0”，以示區(qū)別。如平均Cr＝0.6%的低鉻工具鋼的鋼號為“Cr06”。

在高速鋼的鋼號中，一般不標(biāo)出含碳量，只標(biāo)出合金元素含量平均值的百分之幾。如“鎢18鉻4礬”（W18Cr4V，簡稱18-4-1），“鎢6鉬5鉻4礬2”（W6Mo5Cr4V2，簡稱6-5-4-2）等。

特殊性能鋼的牌號和合金工具鋼的表示相同，如不銹鋼2Cr13表示含碳量為0.20%，含鉻量為12.5～13.5%。5、專用鋼

這類鋼是指某些用于專門用途的鋼種。它是以其用途名稱的漢語拼音個字母表明該鋼的類型，以數(shù)字表明其含碳量；化學(xué)元素符號表明鋼中含有的合金元素，其后的數(shù)字標(biāo)明合金元素的大致含量。

例如滾珠軸承鋼在編號前標(biāo)以“G”字，其后為鉻（Cr）+數(shù)字，數(shù)字表示鉻含量平均值的千分之幾，如“滾鉻15”（GCr15）。這里應(yīng)注意牌號中鉻元素后面的數(shù)字是表示含鉻量為1.5%,其他元素仍按百分之幾表示，如GCr15SiMn表示含鉻為1.5%，Si、Mn均小于1.5%的滾動軸承鋼。鍛造用材料及質(zhì)量控制共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!鋼中的常存元素、隱存元素及合金元素對鋼性能的影響通常所指的鋼鐵材料是鋼和鑄鐵的總稱，指所有的鐵碳合金。

在工業(yè)用鋼中除鐵、碳之外，還含有其它元素。分常存元素；偶存元素；隱存元素和合金元素。常存元素有錳、硅、硫、磷。偶存元素是由于礦石產(chǎn)地不同（有與鐵共存的共生礦混入）及以廢鋼為原料，在冶煉及工藝操作時帶入鋼中，如銅、鈦、釩、稀土元素等。隱存元素是指原子半徑較小的非金屬元素，如氧、氫等。合金元素是指為改變成分特別添加的元素，如鉻、鎳、鎢、鉬、釩等。

碳素鋼（簡稱碳鋼）是含碳量大于0.0218%而小于2.11%的鐵碳合金。由于碳鋼具有較好的機械性能和工藝性能，并且產(chǎn)量大、價格較低，因此它是機械工程上應(yīng)用十分廣泛的金屬材料。但碳鋼也有某些不足之處，如淬透性較低、回火抗力較差、屈強比低。碳鋼的強度潛力雖經(jīng)熱處理仍不能充分的發(fā)揮。合金鋼是在碳鋼的基礎(chǔ)上，添加某些合金元素，用以保證一定的生產(chǎn)和加工工藝以及所要求的組織與性能的鐵基合金。合金鋼用量雖少，但卻非常重要。合金鋼有較好的性能，但也有不少缺點。最主要的是由于含有合金元素，其生產(chǎn)和加工工藝比碳鋼差，也比較復(fù)雜，價格也較昂貴。因此，在應(yīng)用碳鋼能夠滿足要求時，一般不使用合金鋼。鍛造用材料及質(zhì)量控制共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!碳鋼和合金鋼中的化學(xué)成分元素對塑性和變形抗力的影響分析如下：⑴、碳素鋼中，F(xiàn)e和C是基本元素；碳對碳素鋼性能影響最大；碳能夠固溶于鐵形成鐵素體和奧氏體，它們具有良好的塑性和很低的變形抗力，但當(dāng)碳含量超過鐵的溶碳能力時，多余的碳便與鐵形成化合物Fe3C。Fe3C很硬，塑性幾乎為零，阻礙基體的塑性變形，降低碳鋼的塑性。碳的含量增加，強度和硬度會提高，塑性、韌性會降低，但增加太多時，反而使強度降低。⑵、合金鋼中合金元素的影響①、合金元素溶入固溶體（α-Fe或γ-Fe）中，使鐵原子晶格發(fā)生不同程度的畸變，鋼的變形抗力增高，塑性降低。②、合金元素與鋼中的碳形成硬而脆的碳化物如：（Cr，F(xiàn)e）23C6、（Cr，F(xiàn)e）7C3、Mo2C、W2C、Fe4Mo2C、MoC、WC、VC、TiC等，使鋼的變形抗力增高，塑性降低。碳化物對力學(xué)性能影響程度還與其形狀、大小和分布情況有密切關(guān)系。Mo、Ti、V等元素形成的碳化物在鋼中形成高度分散的細(xì)小顆粒，起著彌散強化的作用，在提高變形抗力的同時，塑性降低不多，而高合金鎢鉬鋼（高速鋼），由于晶界上含有大量的魚骨狀共晶碳化物，塑性很差。在熱態(tài)下，大量碳化物溶入奧氏體，減弱了碳化物對鋼的強化作用。但是，對那些含有大量W、Mo、V、Cr和C的高合金鋼（如高速鋼），在熱成型溫度范圍內(nèi)，并非全部碳化物都能溶入奧氏體中，同時加入大量合金元素溶入奧氏體會引起的固溶強化作用，使其高溫抗力要比同碳量的碳高得多，塑性也差得多。鍛造用材料及質(zhì)量控制共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!⑶、雜質(zhì)元素的影響P、S、N、H、O等元素在鋼的存在，會降低鋼液的純度，不同程度影響鋼的塑性和變形抗力。①、磷（P）能溶于鐵素體中，其固溶強化能力很強。磷溶于鐵素體后，使鋼的強度、硬度顯著提高，塑性、韌性顯著降低。由于磷在α鐵中的溶解度隨溫度而改變，導(dǎo)致脆性轉(zhuǎn)變溫度提高，發(fā)生冷脆。所以磷的含量限制在0.085%以下。此外，磷具有極大的偏析傾向，并促使奧氏體晶粒的長大。②、硫（S）在鋼中的溶解度很小，鋼錠凝聚過程中，硫聚集于最后凝固的部位，形成硫化物夾雜，嚴(yán)重影響鋼的塑性。當(dāng)硫以FeS形式存在時，F(xiàn)eS與Fe形成易熔共晶體，其熔點為985℃，分布于晶界。當(dāng)鋼在800～1200℃鍛造時，由于晶界處的硫化鐵共晶體塑性低或發(fā)生熔化，而導(dǎo)致鍛件開裂，這種現(xiàn)象稱為熱脆性。這種鋼必須在1000℃以上長時間退火擴散，才能鍛造。若鋼中含有足夠數(shù)量的錳，可以消除硫的有害作用，硫的含量限制在0.07%以下。鍛造用材料及質(zhì)量控制共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!⑷、組織的影響相同的化學(xué)成分，組織不同，塑性和變形抗力也會有很大的區(qū)別。①、單相組織（純金屬或固熔體）比多相組織塑性好、抗力低。多相組織由于各相性能不同，使得變形不均勻，同時由于兩相機體間的機械分割，使塑性降低，變形抗力增高。若金屬內(nèi)兩相的變形性能相近，則金屬的塑性為兩相平均值。當(dāng)兩相性能差別較大時，如一相塑性好，而一相硬而脆，則變形主要在塑性好的相內(nèi)進(jìn)行，另一相對變形起阻礙作用。②、晶粒細(xì)化有利于提高塑性，但也提高了變形抗力，因為細(xì)晶粒金屬的變形不均勻性和由此引起的應(yīng)力集中均較小，故開裂的機會也較小，斷裂前所能承受的塑性變形量較大。③、鑄造組織由于具有粗大的柱狀晶和偏析、夾雜、氣泡、疏松等缺陷，會降低金屬的塑性，因此采用合理的冶金工藝和澆注方法，獲得優(yōu)質(zhì)鋼錠，對順利鍛造大型鍛件是十分重要的。鋼液真空處理、真空脫氧、電渣重熔、保護(hù)澆注等新工藝。④、鋼錠經(jīng)熱變形后，打碎了粗大的柱狀晶粒，并通過再結(jié)晶獲得較細(xì)的等軸晶粒，鍛造了鋼錠內(nèi)部的孔隙，從而提高了金屬的致密度。同時，破碎了碳化物及非金屬夾雜物并改善了其在金屬中的分布，因而大大提高了金屬的塑性和強度。鍛造用材料及質(zhì)量控制共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!鋼錠的內(nèi)部結(jié)構(gòu)鋼錠內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，取決于澆注時鋼液在鋼錠模內(nèi)的結(jié)晶條件，即結(jié)晶熱力學(xué)與動力學(xué)條件。鋼液由模壁向錠心和底部向冒口逐漸冷凝選擇結(jié)晶，從而造成鋼錠的結(jié)晶組織、化學(xué)成分及夾雜分布不均勻。10噸標(biāo)準(zhǔn)鋼錠的尺寸規(guī)格和結(jié)晶分層特征圖如下：鍛造用材料及質(zhì)量控制共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!鍛造用材料及質(zhì)量控制共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!鋼的冶煉缺陷（冶金缺陷）冶金缺陷通常是指冶煉過程中和澆注鋼錠過程中產(chǎn)生的缺陷，它們存在于鋼錠中，很容易被帶入后續(xù)加工（例如鍛造、軋制、擠壓等）的產(chǎn)品中，成為危及產(chǎn)品使用性能的隱患。鋼錠中常見的缺陷有：①、夾渣－主要是冶煉爐爐膛中的耐火材料襯墻崩落、剝落或甚至坍塌而卷入鋼液中，或者爐料中帶入的非金屬雜質(zhì)以及熔煉過程中生成的熔渣未清除干凈而留在鋼液中等，以至帶入鋼錠體內(nèi)。②、異金屬夾雜－冶煉爐料中混入了非該冶煉金屬成分的金屬元素材料，或者雖然是該金屬成分元素但未能完全熔化而單獨殘留下來，或者冶煉時的脫氧劑（例如錳鐵、硅鐵、鋁塊等）未完全熔化而殘留下來等等，它們在鋼錠就稱為異金屬夾雜。③、非金屬夾雜物－這主要是指冶煉時氧化與脫氧過程中化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物，例如氧化物、硫化物、磷化物、氮化物以及硅酸鹽等，它們未隨熔渣排掉而殘留在鋼錠內(nèi)。鍛造用材料及質(zhì)量控制共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!⑦、疏松－金屬液體在錠模中冷卻凝固的過程中，由許多雜質(zhì)和氣體聚集形成的顯微孔隙，這是金屬組織不致密的表現(xiàn)，多出現(xiàn)在錠體的中心或中、上部（最后凝固的部位）。視其分布的特點，可以分為一般疏松（分布在錠體的幾乎整個縱截面上，通?？梢酝ㄟ^后續(xù)的鍛造加工彌合消除），中心疏松（集中在錠體縱截面的中心部位，即錠體最后結(jié)晶的粗大等軸晶區(qū)域）。鍛造變形程度、鍛透消除。⑧、裂紋－金屬液體冷卻凝固結(jié)晶過程中，由于各部分的冷卻速度不同而產(chǎn)生的冷卻收縮應(yīng)力不均衡，有可能形成錠體開裂或者內(nèi)部裂紋，特別是錠體的軸心晶間裂紋（顯微裂紋）。⑨、雜質(zhì)成分的影響－對于鋼而言，鋼錠中含有的有害雜質(zhì)成分會影響鋼的性能，例如硫含量高了容易導(dǎo)致鋼的熱脆性，在后續(xù)的熱加工過程中容易發(fā)生熱裂現(xiàn)象，在冶煉過程中硫容易與氧結(jié)合生成二氧化硫氣體，導(dǎo)致氣孔和疏松的產(chǎn)生。又例如磷含量高了容易導(dǎo)致鋼的冷脆性，在鋼錠冷卻凝固過程中，或者后續(xù)熱加工后的冷卻過程中產(chǎn)生冷裂。此外，氧、氫、氮等的存在則容易造成金屬的塑性降低、產(chǎn)生脆性等等。鍛造用材料及質(zhì)量控制共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!4.1供方的評價及選擇條件4.1供方的評價及選擇條件4.1.1對采購、委外產(chǎn)品的供方，物資、經(jīng)營部主管組織相關(guān)部門及有關(guān)人員進(jìn)行調(diào)查、評價以防止盲目采購；調(diào)查和評價內(nèi)容包括生產(chǎn)規(guī)模、設(shè)備條件、人員素質(zhì)和產(chǎn)品質(zhì)量水平及財務(wù)狀況等。調(diào)查時填寫《供方調(diào)查表》。4.1.2合格供方應(yīng)具有：a、足夠的質(zhì)量保證能力。b、能滿足數(shù)量和交貨期的要求。C、價格合理，服務(wù)良好。4.1.3確定供方是否有足夠的質(zhì)量保證能力，可采用以下方法。其中A類物料應(yīng)具備兩種或兩種以上的方法。B類物料只需一種方法。a)對產(chǎn)品樣品的質(zhì)量進(jìn)行評估。鍛造用材料及質(zhì)量控制共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!4.3供方的控制4.3.1對供方的資格評審應(yīng)定期進(jìn)行。周期不超過一年，每年底，對下一年度合格供方進(jìn)行評審，評審結(jié)果不合格應(yīng)取消其合格供方資格。根據(jù)業(yè)績檔案也可增加。4.3.2物資部建立物料供應(yīng)能力和業(yè)績擋案.4.3.3經(jīng)營部建立外協(xié)件、外包工程供方能力和業(yè)績擋案。5．附錄《供方調(diào)查表》GZS/QR7402-01《供方評價表》GZS/QR7402-02《合格供方名錄》GZS/QR7402-03鍛造用材料及質(zhì)量控制共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!我國的鋼材編號為了管理和使用的方便，每一種合金鋼都應(yīng)該有一個簡明的編號。世界各國鋼的編號方法不一樣。鋼編號的原則主要有兩條：（1）根據(jù)編號可以大致看出該鋼的成分。（2）根據(jù)編號可大致看出該鋼的用途。

我國的鋼材編號是采用國際化學(xué)元素符號和漢語拼音字母并用的原則。即鋼號中的化學(xué)元素采用國際化學(xué)元素符號表示。如Si、Mn、Cr、W、……等。其中只有稀土元素，由于其含量不多，種類不少，不易一一分析出來，因此用“Re”表示其總含量。而產(chǎn)品名稱、用途和澆鑄方法等則采用漢語拼音字母表示。具體的編號方法如下1、普通碳素結(jié)構(gòu)鋼

普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號以“Q＋數(shù)字＋字母＋字母”表示。其中，“Q”字是鋼材的屈服強度“屈”字的漢語拼音字首，緊跟后面的是屈服強度值，再其后分別是質(zhì)量等級符號和脫氧方法。例如：Q235AF即表示屈服強度值為235MPa的A級沸騰鋼。

牌號中規(guī)定了A、B、C、D四種質(zhì)量等級，A級質(zhì)量最差，D級質(zhì)量最好。

按脫氧制度，沸騰鋼在鋼號后加“F”，半鎮(zhèn)靜鋼在鋼號后加“b”，鎮(zhèn)靜鋼則不加任何字母。2、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼與合金結(jié)構(gòu)鋼

優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼與合金結(jié)構(gòu)鋼編號的方法是相同的，都是以“兩位數(shù)字＋元素＋數(shù)字＋…”的方法表示。鋼號的前兩位數(shù)字表示平均含碳量的萬分之幾，沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼以及專門用途的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，應(yīng)在鋼號后特別標(biāo)出。合金元素以化學(xué)元素符號表示，合金元素后面的數(shù)字則表示該元素的含量，一般以百分之幾表示。凡合金元素的平均含量小于1.5%時，鋼號中一般只標(biāo)明元素符號而不標(biāo)明其含量。如果平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%、……時,則相應(yīng)地在元素符號后面標(biāo)以2、3、4……。如為高級優(yōu)質(zhì)鋼，則在其鋼號后加“高”或“A”。鋼中的V、Ti、Al、B、RE等合金元素，雖然它們的含量很低，但在鋼中能起相當(dāng)重要的作用，故仍應(yīng)在鋼號中標(biāo)出。如45鋼表示平均含碳量為0.45%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼；20CrMnTi表示平均含碳量為0.20%，主要合金元素Cr、Mn含量均低于1.5%，并含有微量Ti的合金結(jié)構(gòu)鋼；60Si2Mn表示平均含碳量為0.60%，主要合金元素Mn含量低于1.5%，Si含量為1.5～2.5%的合金結(jié)構(gòu)鋼。鍛造用材料及質(zhì)量控制共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!鍛造用材料及質(zhì)量控制共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!鍛造用原材料的化學(xué)成分分析鍛造用原材料的化學(xué)成分一般以熔煉分析為準(zhǔn)，分析結(jié)果表示同一爐或同一罐鋼液的化學(xué)成分。由于鋼中元素偏析，成品分析的值可能超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的成分范圍。金屬材料化學(xué)成分和組織對塑性和變形抗力的影響非常明顯而復(fù)雜。鍛件塑性和變形抗力是決定塑性變形過程的一對基本矛盾；塑性反映金屬塑性變形的能力，變形抗力反映金屬塑性變形難易程度，塑性不好不一定變形抗力低，變形抗力低不一定塑性不好。鍛造用材料及質(zhì)量控制共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!③、合金元素改變鋼中相的組成，造成組織的多相性，從而使鋼的塑性降低，變形抗力增高。如：鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼均為單相組織，在高溫時具有良好的塑性，但如成分調(diào)配不當(dāng)，則會在鐵素體中出現(xiàn)γ相，或在奧氏體鋼中出現(xiàn)α相。由于兩相的高溫性能和它們的再結(jié)晶速度差別很大，會引起鍛造時的不均勻變形，從而降低鋼的塑性。④、合金元素在鋼中的氧、硫形成氧化物或硫化物夾雜，造成鋼的熱脆性，給熱鍛帶來困難。⑤、合金元素影響鋼的鑄態(tài)組織和加熱時晶粒長大的傾向影響鋼的塑性。如：Si、Ni、Cr等元素會促使鋼錠中柱狀晶的成長，從而降低鋼的塑性，給開坯鍛、軋帶來困難。V能細(xì)化鑄造組織，提高鋼的塑性。Ti、V、W等元素，對鋼材加熱時晶粒長大的傾向有強列的阻止作用，使晶粒細(xì)化，提高了高溫塑性和抗力，而Si、Mn、Mo等元素，會促使奧氏體晶粒長大，使鋼材加熱時易于過熱而降低塑性。⑥、合金元素一般使鋼的結(jié)晶溫度提高，再結(jié)晶溫度降低，因而使鋼的硬化傾向增加。⑦、若鋼中含有低溶元素（如Pb、As、Bi、Sb等）時，這些元素都不溶于基體金屬，而以純金屬相存在于晶界，造成鋼的熱脆性。鍛造用材料及質(zhì)量控制共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!③、氮(N)在590℃時，溶解于鐵素體中的量約為0.1%，但在室溫時，則降致0.001%以下。當(dāng)?shù)枯^高的鋼自高溫較快的冷卻時，鐵素體中的氮呈過飽和狀態(tài)，隨后在室溫或稍高溫度下，氮將以Fe4N形式析出，使鋼的強度、硬度增高，塑性、韌性顯著降低，發(fā)生時效脆性。④、氫在鋼中的溶解度隨溫度的降低而下滑。當(dāng)氫含量較高的鋼錠經(jīng)鍛、軋后較快冷卻時，從固溶體中析出的氫原子來不及向鋼坯表面擴散，而集中在鋼內(nèi)缺陷處形成H2，產(chǎn)生相當(dāng)大的壓力。這種壓力在組織應(yīng)力和溫度應(yīng)力的共同作用下，引起氫脆，出現(xiàn)細(xì)微裂紋，即白點，使鋼的塑性大大降低。⑤、氧在鐵素體中的溶解度很小，主要以Fe3O4、FeO、MoO、Mn3O4、SiO2、Al2O3等夾雜物形式存在于鋼中，氧化物熔點高、硬而脆，通常分布于晶粒邊界，會嚴(yán)重影響鋼的塑性，降低疲勞強度。氧化鐵還會與其它夾雜物(如FeS)形成易熔共晶體，分布于晶界，造成鋼的熱脆性。鍛造用材料及質(zhì)量控制共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!10噸鋼錠采用堿性電弧爐冶煉，保證鋼液的化學(xué)成分符合鋼種要求，提高了鋼液純凈度，最大限度的減少硫、磷、非金屬夾雜物及氣體的含量鍛造用材料及質(zhì)量控制共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!①、細(xì)晶粒層（激冷層）由于鋼液接觸模壁冷凝速度快，產(chǎn)生大量晶核，表面首先凝固成細(xì)小的等軸晶粒層。②、柱狀晶區(qū)表面細(xì)晶粒層形成后，錠模溫度上升，散熱速度減慢，晶粒開始沿著與模壁垂直方向發(fā)展，從而形成柱狀晶區(qū)。由于選擇結(jié)晶的緣故，易熔成分?jǐn)D向中心，柱狀晶區(qū)的夾雜及缺陷較少。③、傾斜樹枝晶區(qū)隨著柱狀晶區(qū)的不斷發(fā)展，錠模溫度繼續(xù)上升，散熱速度更加減慢，加以雜質(zhì)和氣體的上浮的運動作用，形成晶軸偏離柱狀晶體方向的傾斜樹枝晶區(qū)，并且∧形偏析區(qū)也在這一區(qū)間形成。鍛造用材料及質(zhì)量控制共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!④、粗大等軸晶區(qū)傾斜樹枝晶區(qū)長大到一定階段后，由于外層收縮脫離錠模產(chǎn)生間隙，散熱速度更加減慢，中心區(qū)的鋼液有可能達(dá)到同一過冷度而同時凝固，最終形成粗大等軸晶區(qū)。在此區(qū)間的上部出現(xiàn)V形偏析，下部出現(xiàn)負(fù)偏析，夾雜與疏松等缺陷較多。⑤、沉積錐底部的鋼液凝固快，形成較厚的細(xì)晶粒層。此外由于上部鋼液中最初形成的晶體因比重大而下沉，并將碰斷的樹枝狀晶分枝一起向下堆積，在此過程中，由于周圍鋼液形將凝固，并且鋼液補縮能力較小，所以沉積錐的組織疏松，氧化物夾雜多，在化學(xué)成分上構(gòu)成負(fù)偏析區(qū)。⑥、冒口區(qū)因為選擇結(jié)晶的關(guān)系，鋼錠內(nèi)首先凝固的部分純度高，最后凝固的區(qū)雜質(zhì)多，特別是熔點低的硫化物和磷化物。冒口區(qū)的鋼液比重小，在凝固過程中得不到補縮，因而最終形成大縮孔，其周圍存在大量的疏松。鋼錠底部和冒口占鋼錠重量的5～7％和18～25％。鍛造用材料及質(zhì)量控制共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!④、偏析－這是金屬冶煉或澆注時形成的成分不均或組織不勻的表現(xiàn)，按其形態(tài)可分為樹枝狀偏析、區(qū)域偏析等類型。樹枝狀偏析通過