锻造工艺|锻造技术知识的大全汇总( 五 )

粗晶环
粗晶环常常是铝合金或镁合金挤压棒材上存在的缺陷。
经热处理后供应的铝、镁合金的挤压棒材，在其圆断面的外层常常有粗晶环。粗晶环的厚度，由挤压时的始端到末端是逐渐增加的。若挤压时的润滑条件良好，则在热处理后可以减小或避免粗晶环。反之，环的厚度会增加。
粗晶环的产生原因与很多因素有关。但主要因素是由于挤压过程中金属与挤压筒之间产生的摩擦。这种摩擦致使挤出来的棒材横断面的外表层晶粒要比棒材中心处晶粒的破碎程度大得多。但是由于筒壁的影响，此区温度低，挤压时未能完全再结晶，淬火加热时未再结晶的晶粒再结晶并长大吞并已经再结晶的晶粒，于是在表层形成了粗晶环。
有粗晶环的坯料锻造时容易开裂，如粗晶环保留在锻件表层，则将降低零件的性能。

缩管残余
缩管残余一般是由于钢锭冒口部分产生的集中缩孔未切除干净，开坯和轧制时残留在钢材内部而产生的。
缩管残余附近区域一般会出现密集的夹杂物、疏松或偏析。在横向低倍中呈不规则的皱折的缝隙。锻造时或热处理时易引起锻件开裂。

2. 备料不当产生的缺陷及其对锻件的影响
备料不当产生的缺陷有以下几种。

切斜
切斜是在锯床或冲床上下料时，由于未将棒料压紧，致使坯料端面相对于纵轴线的倾斜量超过了规定的许可值。严重的切斜，可能在百思特网锻造过程中形成折叠。

坯料端部弯曲并带毛刺
在剪断机或冲床上下料时，由于剪刀片或切断模刃口之间的间隙过大或由于刃口不锐利，使坯料在被切断之前已有弯曲，结果部分金属被挤人刀片或模具的间隙中，形成端部下垂毛刺。
有毛刺的坯料，加热时易引起局部过热、过烧，锻造时易产生折叠和开裂。

坯料端面凹陷
在剪床上下料时，由于剪刀片之间的间隙太小，金属断面上、下裂纹不重合，产生二次剪切，结果部分端部金属被拉掉，端面成凹陷状。这样的坯料锻造时易产生折叠和开裂。

端部裂纹
在冷态剪切大断面合金钢和高碳钢棒料时，常常在剪切后3～4h发现端部出现裂纹。主要是由于刀片的单位压力太大，使圆形断面的坯料压扁成椭圆形，这时材料中产生了很大的内应力。而压扁的端面力求恢复原来的形状，在内应力的作用下则常在切料后的几小时内出现裂纹。材料硬度过高、硬度不均和材料偏析较严重时也易产生剪切裂纹。
有端部裂纹的坯料，锻造时裂纹将进一步扩展。

气割裂纹
气割裂纹一般位于坯料端部，是由于气割前原材料没有预热，气割时产生组织应力和热应力引起的。
有气割裂纹的坯料，锻造时裂纹将进一步扩展。因此锻前应予以预先清除。

凸芯开裂
车床下料时，在棒料端面的中心部位往往留有凸芯。锻造过程中，由于凸芯的断面很小，冷却很快，因而其塑性较低，但坯料基体部分断面大，冷却慢，塑性高。因此，在断面突变交接处成为应力集中的部位，加之两部分塑性差异较大，故在锤击力的作用下，凸芯的周围容易造成开裂。

3. 加热工艺不当常产生的缺陷
加热不当所产生的缺陷可分为：
（1）介质影响使坯料外层组织化学状态变化而引起的缺陷，如氧化、脱碳、增碳和渗硫、渗铜等；
（2）由内部组织结构的异常变化引起的缺陷，如过热、过烧和未热透等；
（3）由于温度在坯料内部分布不均，引起内应力（如温度应力、组织应力）过大而产生的坯料开裂等。

下面介绍其中几种常见的缺陷。

脱碳
脱碳是指金属在高温下表层的碳被氧化，使得表层的含碳量较内部有明显降低的现象。
脱碳层的深度与钢的成分、炉气的成分、温度和在此温度下的保温时间有关。采用氧化性气氛加热易发生脱碳，高碳钢易脱碳，含硅量多的钢也易脱碳。