鍛件質(zhì)量檢驗(yàn)的內(nèi)容和方法

鍛件質(zhì)量檢查的內(nèi)容和措施（一）鍛件質(zhì)量檢查的內(nèi)容

鍛件缺陷的存在，有的會(huì)影響后續(xù)工序處理質(zhì)量或加工質(zhì)量，有的則嚴(yán)重影響鍛件的性能及使用，甚至極大地減少所制成品件的使用壽命，危及安全。因此為了保證或提高鍛件的質(zhì)量，除在工藝上加強(qiáng)質(zhì)量控制，采用對(duì)應(yīng)措施杜絕鍛件缺陷的產(chǎn)生外，還應(yīng)進(jìn)行必要的質(zhì)量檢查，防止帶有對(duì)后續(xù)工序（如熱處理、表面處理、冷加工）及使用性能有惡劣影響的缺陷的鍛件流人后續(xù)工序。經(jīng)質(zhì)量檢查后，還可以根據(jù)缺陷的性質(zhì)及影響使用的程度對(duì)已制鍛件采用補(bǔ)救措施，使之符合技術(shù)原則或使用的規(guī)定。

因此，鍛件質(zhì)量檢查從某種意義上講，首先是對(duì)已制鍛件的質(zhì)量把關(guān)，另首先則是給鑄造工藝指出改善方向，從而保證鍛件質(zhì)量符合鍛件技術(shù)原則的規(guī)定，并滿足設(shè)計(jì)、加工、使用上的規(guī)定。

鍛件質(zhì)量的檢查包括外觀質(zhì)量及內(nèi)部質(zhì)量的檢查。外觀質(zhì)量檢查重要指鍛件的幾何尺寸、形狀、表面狀況等項(xiàng)目的檢查；內(nèi)部質(zhì)量的檢查則重要是指鍛件化學(xué)成分、宏觀組織、顯微組織及力學(xué)性能等各項(xiàng)目的檢查。

詳細(xì)說來，鍛件的外觀質(zhì)量檢查也就是檢查鍛件的形狀、幾何尺寸與否符合圖樣的規(guī)定，鍛件的表面與否有缺陷，是什么性質(zhì)的缺陷，它們的形態(tài)特性是什么。表面狀態(tài)的檢查內(nèi)容一般是檢查鍛件表面與否有表面裂紋、折疊、折皺、壓坑、桔皮、起泡、斑疤、腐蝕坑、碰傷、外來物、未充斥、凹坑、缺肉、劃痕等缺陷。而內(nèi)部質(zhì)量的檢查就是檢查鍛件自身的內(nèi)在質(zhì)量，是外觀質(zhì)量檢查無法發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量狀況，它既包括檢查鍛件的內(nèi)部缺陷，也包括檢查鍛件的力學(xué)性能，而對(duì)重要件、關(guān)鍵件或大型鍛件還應(yīng)進(jìn)行化學(xué)成分分析。對(duì)于內(nèi)部缺陷我們將通過低倍檢查、斷口檢查、高倍檢查的措施來檢查鍛件與否存在諸如內(nèi)裂、縮孔、疏松、粗晶、白點(diǎn)、樹枝狀結(jié)晶、流線不符合外形、流線紊亂、穿流、粗晶環(huán)、氧化膜、分層、過熱、過燒組織等缺陷。而對(duì)于力學(xué)性能重要是檢查常溫抗拉強(qiáng)度、塑性、韌性、硬度、疲勞強(qiáng)度、高溫瞬時(shí)斷裂強(qiáng)度、高溫持久強(qiáng)度、持久塑性及高溫蠕變強(qiáng)度等。

由于鍛件制成零件后，在使用過程中其受力狀況、重要程度、工作條件不一樣，其所用材料和冶金工藝也不一樣，因此不一樣的部位根據(jù)上述狀況并按照本部門的規(guī)定將鍛件分出類別，不一樣的部門，不一樣的原則對(duì)鍛件的分類也是不一樣的。但不管怎么，對(duì)于鍛件質(zhì)量檢查的整體來說都離不開兩大類檢查，即外觀質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量的檢查，只不過鍛件的類別不一樣，其詳細(xì)的檢查項(xiàng)目、檢查數(shù)量和檢查規(guī)定不一樣罷了。例如，有的工業(yè)部門將構(gòu)造鋼、不銹鋼、耐熱鋼鍛件提成Ⅳ類進(jìn)行檢查，有的部門將鋁合金鍛件與模鍛件按其使用狀況提成Ⅲ類進(jìn)行檢查，尚有的部門將鋁合金、銅合金鍛件提成Ⅳ類進(jìn)行檢查。表1-1是構(gòu)造鋼、不銹鋼、耐熱鋼鍛件提成Ⅳ類的檢查規(guī)定，表1-2是鋁合金鍛件和模鍛件質(zhì)量檢查規(guī)定。表1-1構(gòu)造鋼、不銹鋼及耐熱鋼鍛件質(zhì)量檢查規(guī)定類別熱

處

理

狀

態(tài)檢驗(yàn)項(xiàng)目和數(shù)量材料牌號(hào)表面質(zhì)量和幾何尺寸硬度力學(xué)性能低倍斷口晶粒度Ⅰ預(yù)備100%檢查100%，當(dāng)能保證質(zhì)量時(shí)，模鍛件的幾何尺寸容許抽檢每熱處理爐抽檢10%，但不少于3件每熔批抽檢1件每熔批抽檢1件每熔批抽1件在本體上檢查，其他100%在專用余料上檢查每熔批抽檢1件最終100%每熔批抽1件在本體上檢查，其他100%在專用余料上檢查Ⅱ預(yù)備每熱處理爐抽檢10%，但不少于3件每熔批抽檢1件每熔批抽檢1件按需要每熔批抽檢1件需化學(xué)熱處理的零件有需要的其他件，每熔批抽檢1件最終100%每驗(yàn)收批抽檢1件或在試料上檢查Ⅲ預(yù)備每熱處理爐抽檢5%~10%，但不少于3件不檢查首批生產(chǎn)或變化主導(dǎo)工藝時(shí)抽1件檢查金屬流線和工藝缺陷不檢查按需要最終100%Ⅳ預(yù)備每熱處理爐抽檢5%~10%，但不少于3件不檢查不檢查不檢查不檢查最終每熱處理爐抽檢10%，但不少于3件，若有一件不合格，則100%檢查注：1各類鍛件，無論與否有檢查斷口的規(guī)定，當(dāng)懷疑鍛件過熱時(shí)，應(yīng)增長(zhǎng)斷口檢查，奧氏體鋼鍛件不檢查斷口。

2.如另有檢查規(guī)定，可在專用技術(shù)文獻(xiàn)中規(guī)定進(jìn)行檢查。

由表1-1、表1-2可以看出，鍛件質(zhì)量的檢查除個(gè)別類別的個(gè)別項(xiàng)目外均具有抽檢性質(zhì)，抽檢合格，表達(dá)整個(gè)驗(yàn)收批的鍛件合乎規(guī)定。對(duì)于有的類別的鍛件規(guī)定了不檢查項(xiàng)目，不能認(rèn)為對(duì)該類鍛件的這些項(xiàng)目不進(jìn)行控制，而是由于在生產(chǎn)中都采用了對(duì)應(yīng)的質(zhì)量保證措施，如原材料復(fù)驗(yàn)制度、鍛件定形制度、定期檢查制度、工藝紀(jì)律檢查制度及合理組批等措施，從而在保證鍛件質(zhì)量的前提下簡(jiǎn)化檢查工序，并保證使用規(guī)定。

總之，鍛件質(zhì)量檢查的內(nèi)容波及的范圍很廣，項(xiàng)目也諸多，在實(shí)際工作中應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)對(duì)產(chǎn)品的規(guī)定及技術(shù)材料所規(guī)定的項(xiàng)目進(jìn)行鍛件質(zhì)量的檢查。表1-2鋁合金鍛件及模鍛件質(zhì)量檢查規(guī)定類別檢驗(yàn)項(xiàng)目和數(shù)量表面質(zhì)量和幾何尺寸化學(xué)成分力學(xué)性能顯微組織斷口低倍超聲波探傷抗拉性能硬度Ⅰ100%每熔次抽檢一件余料部位100%和每批（爐）抽檢一件不檢查每批（爐）抽檢一件需方有規(guī)定期批抽檢一件每批抽檢一件需方有規(guī)定期，每批100%Ⅱ100%每批（爐）抽檢一件100%Ⅲ100%不檢查100%不檢查首批或工藝變化時(shí)抽檢一件注：1.化學(xué)成分可由原材料保證。

2.在保證質(zhì)量的前提下，Ⅲ類件的硬度每批可抽檢5%且不少于5件。

3.低倍和斷口組織檢查不容許反復(fù)試驗(yàn)。

（二）鍛件質(zhì)運(yùn)檢查的措施

當(dāng)今時(shí)代，人們對(duì)產(chǎn)品的使用規(guī)定更高了，對(duì)應(yīng)對(duì)制造產(chǎn)品的鍛件也提出了更高的規(guī)定。而鍛件質(zhì)量問題的體現(xiàn)形式又多而雜，某些類型的鍛件缺陷又將嚴(yán)重地減少鍛件的性能，威脅使用的安全性、可靠性，縮短了使用壽命，此類缺陷的存在其后果是嚴(yán)重的。因此對(duì)鍛件質(zhì)量的檢查也提出了更高的規(guī)定，即絕不能將帶有缺陷的鍛件放過去，尤其是不能放過那些嚴(yán)重影響使用性能的帶有缺陷的鍛件。要做到這一點(diǎn)，就要在進(jìn)行鍛件質(zhì)量的檢查和控制時(shí)，除充足地沿用常規(guī)的檢測(cè)措施及手段外，也要采用反應(yīng)現(xiàn)代水平的更迅速更精確的檢測(cè)手段和措施，使之對(duì)鍛件質(zhì)量的評(píng)估、鍛件缺陷性質(zhì)的判斷、產(chǎn)生原因的判斷及形成機(jī)理的分析更精確，更符合實(shí)際，從而保證不放過缺陷鍛件，并能采獲得當(dāng)?shù)奶幚泶胧﹣砀纳坪吞岣咤懠|(zhì)量。

如前所述，鍛件質(zhì)量的檢查分為外觀質(zhì)量的檢查和內(nèi)部質(zhì)量的檢查。外觀質(zhì)量的檢查一般來講是屬于非破壞性的檢查，一般用肉眼或低倍放大鏡進(jìn)行檢查，必要時(shí)也采用無損探傷的措施。而內(nèi)部質(zhì)量的檢查，由于其檢查內(nèi)容的規(guī)定，有些必須采用破壞性檢查，也就是一般所講的解剖試驗(yàn)，如低倍檢查、斷口檢查、高倍組織檢查、化學(xué)成分分析和力學(xué)性能測(cè)試等，有些則也可以采用無損檢測(cè)的措施，而為了更精確地評(píng)價(jià)鍛件質(zhì)量，應(yīng)將破壞性試驗(yàn)措施與無損檢測(cè)措施互相結(jié)合起來進(jìn)行使用。而為了從深層次上分析鍛件質(zhì)量問題，進(jìn)行機(jī)理性的研究工作還要籍助于透射型或掃描型的電子顯微鏡、電子探針等。

一般鍛件內(nèi)部質(zhì)量的檢查措施可歸結(jié)為：宏觀組織檢查法、微觀組織檢查法、力學(xué)性能檢查、化學(xué)成分分析法及無損檢測(cè)法。

宏觀組織檢查就是采用目視或者低倍放大鏡（一般倍數(shù)在30×如下）來觀測(cè)分析鍛的低倍組織特性的一種檢查。對(duì)于鍛件的宏觀組織檢查常用的措施有低倍腐蝕法（包括熱蝕法、冷蝕法及電解腐蝕法）、斷口試驗(yàn)法和硫印法。

低倍腐蝕法用以檢查構(gòu)造鋼、不銹鋼、高溫合金、鋁及鋁合金、鎂及鎂合金、銅合金、鈦合金等材料鍛件的裂紋、折疊、縮孔、氣孔偏析、白點(diǎn)、疏松、非金屬夾雜、偏析集聚、流線的分布形式、晶粒大小及分布等。只不過對(duì)于不一樣的材料顯現(xiàn)低倍組織時(shí)采用的浸蝕劑和浸蝕的規(guī)范不一樣。

斷口試驗(yàn)法用以檢查構(gòu)造鋼、不銹鋼（奧氏體型除外）的白點(diǎn)、層狀、內(nèi)裂等缺陷、檢查彈簧鋼鍛件的石墨碳及上述各鋼種的過熱、過燒等，對(duì)于鋁、鎂、銅等合金用來檢查其晶粒與否細(xì)致均勻，與否有氧化膜、氧化物夾雜等缺陷。

而硫印法重要應(yīng)用于某些構(gòu)造鋼的大型鍛件，用以檢查其硫的分布與否均勻及硫含量的多少。

除構(gòu)造鋼、不銹鋼鍛件用于低倍檢查的試片不進(jìn)行最終熱處理外，其他材料的鍛件一般都通過最終熱處理后才進(jìn)行低倍檢查。

斷口試樣一般都進(jìn)行規(guī)定的熱處理。

微觀組織檢查法則是運(yùn)用光學(xué)顯微鏡來檢查多種材料牌號(hào)鍛件的顯微組織。檢查的項(xiàng)目一般有本質(zhì)晶粒度，或者是在規(guī)定溫度下的晶粒度，即實(shí)際晶粒度，非金屬夾雜物，顯微組織如脫碳層、共晶碳化物不均勻度，過熱、過燒組織及其他規(guī)定的顯微組織等。

力學(xué)性能和工藝性能的檢查則是對(duì)已通過規(guī)定的最終熱處理的鍛件和試片加工成規(guī)定試樣后運(yùn)用拉力試驗(yàn)機(jī)、沖擊試驗(yàn)機(jī)、持久試驗(yàn)機(jī)、疲勞試驗(yàn)機(jī)、硬度計(jì)等儀器來進(jìn)行力學(xué)性能及工藝性能數(shù)值的測(cè)定。

化學(xué)成分的測(cè)試一般是采用化學(xué)分析法或光譜分析法對(duì)鍛件的成分進(jìn)行分析測(cè)試，伴隨科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，無論是化學(xué)分析還是光譜分析其分析的手段均有了進(jìn)步。對(duì)于光譜分析法而言，目前已不單純采用看譜法和攝譜法來進(jìn)行成分分析，新出現(xiàn)的光電光譜儀不僅分析速度快，并且精確性也大大地提高了，而等離子光電光譜儀的出現(xiàn)更大大地提高了分析精度，其分析精度可達(dá)10－6級(jí)，這對(duì)于分析高溫合金鍛件中的微量有害雜質(zhì)如Pb、As、Sn、Sb、Bi等是非常行之有效的措施。

以上所說的措施，無論是宏觀組織檢查法，還是微觀組織檢查法或性能及成分測(cè)定法，均屬于破壞性的試驗(yàn)措施，對(duì)于某些重要的、大型的鍛件破壞性的措施已不能完全適應(yīng)質(zhì)量檢查的規(guī)定，這首先是由于太不經(jīng)濟(jì)，另首先重要是為了防止破壞性檢查的片面性。無損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展為鍛件質(zhì)量檢查提供了更先進(jìn)更完善的手段。

對(duì)于鍛件的質(zhì)量檢查所采用的無損檢測(cè)措施一般有：磁粉檢查法、滲透檢查法、渦流檢查法、超聲波檢查法等。

磁粉檢查法廣泛地用于檢查鐵磁性金屬或合金鍛件的表面或近表面的缺陷，如裂紋、發(fā)紋、白點(diǎn)、非金屬夾雜、分層、折疊、碳化物或鐵素體帶等。

該措施僅合用于鐵磁性材料鍛件的檢查，對(duì)于奧氏體鋼制成的鍛件不適于采用該措施。

滲透檢查法除能檢查磁性材料鍛件外，還能檢查非鐵磁性材料鍛件的表面缺陷，如裂紋、疏松、折疊等，一般只用于檢查非鐵磁性材料鍛件的表面缺陷，不能發(fā)現(xiàn)隱在表面如下的缺陷。

渦流檢查法用以檢查導(dǎo)電材料的表面或近表面的缺陷。

超聲波檢查法用以檢查鍛件內(nèi)部缺陷如縮孔、白點(diǎn)、心部裂紋、夾渣等，該措施雖然操作以便、快且經(jīng)濟(jì)，但對(duì)缺陷的性質(zhì)難以精確地進(jìn)行鑒定。

伴隨無損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，目前又出現(xiàn)了諸如聲振法，聲發(fā)射法、激光全息攝影法、CT法等新的無損檢測(cè)措施，這些新措施的出現(xiàn)及在鍛件檢查中的應(yīng)用，必將使鍛件質(zhì)量檢查的水平得以大大地提高。

值得提出的是鍛件質(zhì)量檢查成果的精確性，雖然有賴于對(duì)的的試驗(yàn)措施和測(cè)試技術(shù)，但也有賴于對(duì)的的分析和判斷。只有對(duì)的的試驗(yàn)措施，而沒有精確的分析判斷，也不會(huì)得出恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)論。因此，鍛件質(zhì)量的分析實(shí)際上是多種測(cè)試措施的綜合應(yīng)用及各個(gè)測(cè)試成果的綜合分析，對(duì)于大型復(fù)雜的鍛件所出現(xiàn)問題不能單純地依賴于某一種措施，從這一點(diǎn)上可以說多種試驗(yàn)措施在分析過程中是相輔相成的，多種試驗(yàn)措施的有機(jī)配合，并對(duì)各自試驗(yàn)成果進(jìn)行綜合分析，才能得出對(duì)的的結(jié)論。同步就鍛件質(zhì)量分析的目的而言，除了對(duì)的的檢查外，還應(yīng)進(jìn)行必要的工藝試驗(yàn)從而找出產(chǎn)生質(zhì)量問題的真正原因并提出圓滿的改善措施及防止對(duì)策。

當(dāng)然，在實(shí)際工作中究竟選用那些檢測(cè)措施，運(yùn)用何種檢測(cè)手段應(yīng)根據(jù)鍛件的類別和規(guī)定的檢測(cè)項(xiàng)目來進(jìn)行。在選擇試驗(yàn)措施和測(cè)試手段時(shí)，既要考慮到先進(jìn)性，又要考慮到實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性，不能單純地追求先進(jìn)性，能用一種手段處理問題就不要用二種或更多種，測(cè)試手段的選擇應(yīng)精確地鑒定缺陷的性質(zhì)和確切找出缺陷產(chǎn)生的原由于出發(fā)點(diǎn)，有時(shí)測(cè)試手段選擇得過于先進(jìn)反而會(huì)導(dǎo)致不必要的后果以致導(dǎo)致不應(yīng)有的損失。

還應(yīng)指出，對(duì)于檢查而言，無論那種檢查或試驗(yàn)均有應(yīng)規(guī)定的原則試驗(yàn)措施，我們必須根據(jù)規(guī)定的試驗(yàn)措施進(jìn)行試驗(yàn)或檢查，表1-3給出了部分試驗(yàn)措施原則。表1-3部分試驗(yàn)措施原則檢查項(xiàng)目措施原則代號(hào)檢查項(xiàng)目措施原則代號(hào)化學(xué)成分

拉力試驗(yàn)

沖擊試驗(yàn)

高溫持久

高溫拉伸

高溫蠕變

旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞

布氏硬度

洛氏硬度

低倍組織

斷口試驗(yàn)

晶粒度

脫碳層

非金屬夾雜GB223

GB228

GB229

GB6395

GB