锻件原材料带来的冶金缺陷

决定原材料质量的主要环节在于材料的熔炼、铸锭、半成品加工。锻件原材料带来的冶金缺陷主要介缩孔残余、夹杂、火渣和异金属、成分偏析、点状偏析、内部裂纹、残留铸造组织、不锈钢中的铁素体含量过高、粗晶环和氧化膜以及本质晶粒度粗大不均等。

1.缩孔残余

缩孔残余位于锻件纵向主轴线上，有时赏穿整个锻件，在锻件端面表现为裂纹或孔洞，缺陷处富集大量夹杂，这是由于冶金厂未将冒口中的缩孔切除干净所致。只要要求冶金工厂严格按照锭节号管理的标准规定和加强材料验收检验，可以杜绝该缺陷。

2.夹杂、夹渣和异金属

(1)夹杂沿金属流线分布。为呈条状分布的塑性夹杂(硫化物和硅酸盐等)。脆性夹杂(氧化物和氮化物等)一般呈链状分布;高温合 金和不锈钢中，过剩碳化物也属于夹杂。

(2)夹渣为低倍组织上可见的熔渣和耐火材料等夹杂物。

(3)异金属是熔炼过程中未完全熔化的高熔点金属。

可见锻件中的夹杂、夹渣和异金属等缺陷都是熔炼过程带来的缺陷，随着技术管理的不断加强和冶金技术的提供，这些缺陷巳逐渐减少。

3.成分偏析

合金化程度高的合金，由于各种合金元素的熔点和密度差别很大，如果烙炼温度过低、时间不够或搅拌不充分，或者是铸锭横截体积过大，都会造成和金成分偏析。成分偏析包括区域偏析和枝晶间偏析两种。

(1)成分偏析锻件的纵向低倍绀织往往表现为沿流线呈不同颜色的条带分布(不同成分材料耐腐蚀性差异所致)在高倍组织中，常表现为带状组织。

(2)点状偏析在锻件横向低倍上为暗灰色或深棕色斑点状缺陷，在纵向低倍上呈长条形，并沿流线分布。点状偏析主要出现在靠原铸锭坯上，随远离冒口而逐渐减少。主要是铸锭结晶过程中合金元素偏析造成的，合金中铝含量高、铸锭尺寸大和冷却慢易形成点状偏析。

4.内部裂纹

原始坯料的内部裂纹指轴心晶间裂纹或应力裂纹。这种裂纹常出现在低塑性或大截面的坏料上。如果对原始坯料的内部裂纹漏检，常常被误认为锻造裂纹。

5.白点

一般认为，白点是钢中的氢气和组织应力共同作用形成的数量很多的微细裂纹，在钢锭锻轧后的冷却过程中产生。在锻件和大多数坯料上看到的都是变形后的白点，其形态无一定规律。含镍、格和钼的合金钢锻件对白点敏感，碳素钢也会出现白点，但奥氏体、铁素体和莱氏体钢不出现白点。一般对锻件采取缓冷或扩氢退火可防止白点。

6.残留铸造组织

残留铸造组织主要是铸锭开坯的锻造比过小，树枝状组织(铸造结晶的枝晶组织)残存在坏料的纵向低倍中所致。在铸锭凝固过程中，基体元素先结晶形成枝轴，熔点较低的金属及杂质后结晶于晶轴之间，所以树枝状组织实质上是一种成分偏析。

7.疏松

疏松表现为钢坯横截面上有集中在中心或分散在整个截面上小孔洞，集中在中心的称“集中疏松”，分散在整个截面上的称“一般疏松”。疏松主要是由于铸锭开坯的锻造比过小或开坯工艺不当造成的。

8.粗晶环

粗晶环主要出现在铝合金、镁合金和铜合金的挤压棒及型材横向低倍组织的表层，在挤压状态为一圈细晶层，而热处理后为明显的粗晶层;而热处理后为明显的粗晶层;通常称为粗晶环。

粗晶环的厚度一般为3mm〜5mm，严取时可达10mm〜20mm。如果原始毛坏有粗晶环，锻后往往在锻件表层仍保留一层粗晶层。

通常认为，粗晶环是由于挤压润滑不好，挤压筒壁摩擦大，致使表层金属与心部金属变形不均匀，因表层金属变形程度小，而落入临界变形区所致。

9.氧化膜

氧化膜主要存在于铝合金中。其成分为MgO·AL2O3、MgF2·SiO2和BeO等氧化物。在锻件上，氧化膜多出现在较大面积的腹板和分模面附近，并且沿流线分布。主要是在熔炼过程中的氧化膜卷入液体金属内部时形成的。氧化膜明显降低高度方向的力学性能。

10.铁素体含量过多

奥氏体一铁素体钢中含有α铁素体。在某些奥氏体钢中(如1Cr18Ni9Ti钢)，也会出观。铁素体。当不锈钢中铁素体过多时，会沿流线呈条带状或链状分布，形成铁素体带状组织.也可能呈粗大块状或网状分布。

α铁素体带状组织的出现，将会降低锻件的横向力学性能，增加锻件的缺口敏感性，还会引起过腐蚀缺陷。

11.本质晶粒度粗大不均

本质晶粒度粗大不均缺陷主要存在于合金结构钢中，是指钢在930℃加热，保温3h〜8h后奥氏体晶粒度，而非零件使用条件下的实际晶粒度。本质晶粒度粗大不均(混合晶粒)、而实际晶粒度和格的零件，疲劳性能下降;当进行化学热处理时，将引起渗碳或氮化的组织恶化、并导致脱落。

本质晶粒度粗大不均与钢中细化晶粒的元素(如铝)被烧损有关。