制造過程中產(chǎn)生的缺陷

1、鑄件

鑄件中常見的缺陷有：殘縮缺陷（縮孔、縮松和疏松）、氣孔、夾雜物、裂紋、冷隔等。

縮孔、縮松和疏松：鑄件在冷卻和凝固過程中，因液態(tài)冷卻收縮補充不良或固態(tài)收縮時形成的孔洞，在某些部位出現(xiàn)大而集中的孔洞稱為縮孔，細小而分散的孔洞稱為縮松。縮孔形狀不規(guī)則，孔壁粗糙，常伴有粗大樹枝晶、夾雜物、氣孔、裂紋、偏析等缺陷；縮孔上方或附近的鑄件表面有時會出現(xiàn)縮陷；縮松的宏觀斷口形貌呈海綿狀，有時肉眼不能發(fā)現(xiàn)?？s松鑄件密封性能較差，進行液壓或氣壓試驗時易滲漏，縮松嚴重的鑄件在凝固冷卻或熱處理過程中容易產(chǎn)生裂紋。疏松又稱為顯微縮松，是鑄件凝固緩慢的區(qū)域因微觀補縮通道堵塞而在枝晶間及枝晶的晶臂間形成的很細小孔洞，其宏觀斷口形貌表現(xiàn)為分布在晶界和晶壁間、伴有粗大樹枝晶的顯微孔穴。

氣孔：鑄件凝固時，溶液中的氣體未能逸出，在鑄件中形成的氣體孔洞，常與夾渣物或縮松同在。按照氣孔產(chǎn)生的原因，可分為卷入氣孔、浸入氣孔、反應(yīng)氣孔和析出氣孔。

卷入氣孔：在澆注、充型過程中因氣體卷入金屬液中而在鑄件內(nèi)形成的氣孔，卷入氣孔一般為孤立存在的大氣孔，形狀通常為圓形或橢圓形，位置不定，一般偏在鑄件中上部。

侵入氣孔：由澆注、充型過程，高溫溶液與型、芯、涂料、芯撐、冷鐵等溫差較大產(chǎn)生的氣體侵入鑄件而形成的氣孔。侵入氣孔多呈梨形或橢圓形，位于鑄件表層或近表層，尺寸較大，孔壁光滑，表面常有氧化色。

反應(yīng)氣孔：由金屬液與型、芯在界面上，或由金屬液內(nèi)部某些成分之間發(fā)生化學反應(yīng)而形成的成群分布的氣孔。反應(yīng)氣孔通常表現(xiàn)為針孔，位于鑄件表層的反應(yīng)氣孔稱為表面針孔或皮下針孔，形狀呈針頭形或細長腰圓形，由金屬液與型、芯涂料中的成分發(fā)生界面反應(yīng)而引起；分散成群分布在鑄件整個斷面上或某個局部區(qū)域的反應(yīng)氣孔，形狀呈針頭形，由金屬液內(nèi)成分之間發(fā)生化學反應(yīng)所引起，位于鑄件上部的反應(yīng)氣孔常伴有夾渣。

析出氣孔：由溶解在金屬液中的氣體在鑄件成形過程中析出而形成的氣孔。析出氣孔多呈細小圓形、橢圓形或針頭形，成群分布在鑄件整個斷面上或某個局部區(qū)域內(nèi)，孔壁光亮。

夾雜物：鑄件中常會混入的氧化物、硫化物、氮化物、硅酸鹽等非金屬夾雜物形成夾雜。按照夾雜物產(chǎn)生的原因，可分為金屬夾雜物、夾渣、沙眼（夾砂）。

金屬夾雜物：異種金屬塊混雜在金屬溶液中，并凝固在鑄件中。

夾渣：熔煉過程中金屬溶液內(nèi)部反應(yīng)形成和分離出來浮渣、熔劑殘渣、脫落的鑄型材料等，凝固在鑄件中。

沙眼：型砂受到?jīng)_刷，致使型砂脫落或其他原因使型砂殘留在鑄件中形成的缺陷。

裂紋：在鑄件凝固末期時由熱應(yīng)力作用形成的裂紋稱為熱裂紋。熱裂紋斷口嚴重氧化，無金屬光澤，裂紋在晶界萌生并沿晶界擴展，呈粗細不均、曲折而不規(guī)則的曲線。外裂紋表面寬內(nèi)部窄，呈撕裂狀；內(nèi)裂紋一般發(fā)生在鑄件內(nèi)部最后凝固的部位，斷面常伴有樹枝晶。

在鑄件凝固冷卻時，殘余鑄造應(yīng)力超過極限強度時形成的裂紋稱為冷裂紋，冷裂往往穿晶擴展到表面，呈寬度均勻的細長直線，斷口有金屬光澤或輕微的氧化色澤。

冷隔：在同一鑄件中一次澆鑄或兩次澆鑄時由于溫度偏低，金屬液體沒有充分熔和在一起，其邊界形成帶有氧化層的隔層。

2、鍛件

鍛件中常見的缺陷有：裂紋、白點、折疊、夾雜、氧化、脫碳、過熱等。

裂紋：鍛造或鍛后熱處理工藝操作不當，如加熱過快、終鍛溫度太低、應(yīng)變太快、太大或坯料原有缺陷，引起鍛件局部破裂而形成裂紋。鍛件裂紋多見于鍛件表面。

白點：鍛件在鍛后快速冷卻時，過量的氫來不及逸出，產(chǎn)生很大的應(yīng)力，引起金屬破裂，形成白點。熱處理時，相變應(yīng)力和熱應(yīng)力會加速白點的形成。鍛件白點常位于鍛件大截面的中心部位，成群出現(xiàn)，屬于密集性缺陷，危害大。多見于鎳鋼、鎳鉻鋼、鉻鋼、錳鋼中。

折疊：鍛造時操作不當，鍛件表面凸出部位或氧化皮被擠壓在鍛件中形成折疊。折疊位于鍛件表面或近表面，又稱重皮。

夾雜：冶煉、澆鑄時，殘留在金屬中的難熔金屬或非金屬雜質(zhì)經(jīng)鍛造形成片狀夾雜。

氧化、脫碳：金屬在高溫下表面氧化，形成脫碳層，降低了強度和抗疲勞性。

過熱：加熱溫度過高，晶粒顯著張大。若溫度再高，產(chǎn)生晶界熔化，稱過燒。

3、板材

板材中常見缺陷有：分層、折疊、白點和裂紋等。

分層：板坯中縮孔、夾渣等在軋制過程中未焊合而形成的分離層。

折疊：鋼板表面局部形成的互相疊合的雙層金屬。鋼板中的分層、折疊一般平行于板面。

白點：鋼板在軋制后的冷卻過程中氫原子來不及擴散而形成的微小裂紋，其裂面呈白色，常見于厚度大于40mm的鋼板中。

裂紋：由于軋制變形量過大和溫度不當而形成的破裂，常見于鋼板的棱角處。

鋼板中最危險的缺陷是裂紋和白點。壓力容器用鋼板中不允許存在裂紋和白點。

4、管材

無縫鋼管中常見缺陷有：折疊、夾雜、夾層和裂紋等。

焊接管中常見缺陷與焊縫類似，一般為氣孔、夾渣、未焊透和裂紋等。

厚壁大口徑管常由鋼錠經(jīng)鍛造、軋制等工藝加工而成。常見缺陷與鍛件相同，一般為白點、重皮和裂紋等。

5、熱處理

熱處理過程中常見的缺陷有：變形與開裂、氧化和脫碳、硬度不足與軟點、過熱和過燒等。

變形與開裂：淬火時產(chǎn)生熱應(yīng)力和組織應(yīng)力，當淬火應(yīng)力超過鋼的屈服強度時，引起變形；當淬火應(yīng)力超過極限強度時，會引起開裂。

氧化和脫碳：鋼件加熱時，表面被氧化生成氧化鐵皮，造成氧化。同時，鋼表層中的碳被氧化，生成二氧化碳，即造成脫碳。

硬度不足與軟點：淬火時如果加熱溫度不夠或保溫時間不足或局部冷卻速度不足造成硬度不足與軟點。

過熱和過燒：由于加熱溫度過高或保溫時間過長而造成奧氏體晶粒粗大的缺陷叫過熱，過熱組織可通過重新淬火予以消除。由于加熱溫度過高而造成奧氏體晶界局部熔化或氧化的現(xiàn)象稱過燒，工件一旦過燒就只能報廢。

6、壓力加工

金屬冷塑性變形后，晶粒變形或破碎，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，金屬的強度、硬度逐漸升高，塑性、韌性逐漸下降，產(chǎn)生了加工硬化。

經(jīng)加工硬化的金屬，加熱到一定溫度時，晶粒不變，通過原子一定距離的移動，使晶格扭曲降低，內(nèi)應(yīng)力大部分消失，強度稍降，塑性稍升，被稱為回復。

加熱溫度更高時，破碎拉長的晶粒又結(jié)成完整的等軸晶，強度、蘇醒恢復到加工硬化前的水平，稱為再結(jié)晶。因此鍛造和軋制都有細化晶粒的作用。

冷變形的壓力加工只產(chǎn)生加工硬化。一定溫度的壓力加工加工硬化和再結(jié)晶同時存在。