大型锻件中常见缺陷(2)

图片6-11 PCrNi3Mo钢锻件过热组织 100×

图片6-12 GCr15SiMn钢锻件过烧组织 100× 防止加热缺陷的对策是：

l）严格执行正确的加热规范；

2）注意装炉方式，防止局部加热；

3）调准测温仪表，精心加热操作，控制炉温、炉气流动，防止不均匀加热。

7.白点

白点是锻件在锻后冷却过程中产生的一种内部缺陷。其形貌在横向低倍试片上为细发丝状锐角裂纹，断口为银白色斑点。照片6-13为Cr－Ni－Mo钢锻件纵向断口上的白点。其形状不规则，大小悬殊，最小长轴尺寸仅2mm，最大的为24mm。

图片6-13 宏观断口上的白点形貌 白点实质是一种脆性锐边裂纹，具有极大的危害性，是马氏体和珠光体钢中十分危险的缺陷。 白点成因是钢中氢在应力作用下向拉应力区富集，使钢产生所谓氢脆，发生脆性断裂，所以氢和附加应力联合作用是白点产生的原因。

防止白点的对策主要是：

1）降低钢中氢含量，如注意烘烤炉料，冶炼时充分沸腾，真空除气，炉外精炼脱气等。

2）采用消除白点的热处理，主要任务是扩散钢中氢，消除应力，如扩氢退火热处理等。详见锻造过程中常见的缺陷中的锻后清理工艺不当常产生的缺陷。

8.组织性能不均匀

大型锻件因其尺寸大，工序多，周期长，工艺过程中不均匀，不稳定因素多，所以常常造成组织性能严重不均匀，以致在力学性能试验，金相组织检查和无损探伤时不能通过。由于钢锭中化学成分偏析，夹杂物聚集，各种孔隙性缺陷的影响；加热时温度变化缓慢，分布不均，内应力大，缺陷较多；高温长时间锻造，局部受力局部变形，塑流状况、压实程度、变形分布差别较大；冷却时扩散过程缓慢，组织转变复杂，附加应力大。以上诸因素都可能导致组织性能严重不均匀，质量不合格。

提高大型锻件均匀性的措施：

1）采用先进的冶铸技术，提高钢锭的冶金质量；

2）采用控制锻造，控制冷却技术，优化工艺过程，提高大锻件生产的技术经济水平。

9.淬火裂纹与回火脆性

许多对力学性能与表面硬度要求高的大锻件，锻后要经粗加工，再进行调质热处理或表面淬火。在热处理时，由于温度急剧变化，将产生很大的温度应力。由于相变还产生组织应力，和锻件存在的残余应力叠加，合成的拉应力值如果超过材料的抗拉强度，并且没有塑性变形松弛，将会产生各种形式的开裂和裂纹。例如纵向、横向、表面和中心裂纹，表面龟裂和表层剥离等。由于大锻件截面尺寸大，加热、冷却时温度分布不均匀，相变过程复杂，残余应力大，而且程度不同地存在着各种宏观和微观缺陷，塑性差，韧性低，这都能加剧裂纹萌生与扩展的过程，往往形成即时的或延时的开裂破坏，甚至炸裂与自然置裂等，造成重大经济损失。

照片6-14是一支9Cr2Mo钢轧辊表面淬火横向裂纹，在调质淬火加热时出现过热，而且回火不足，心部保留较高的残余内应力，在以后的工频热处理表面淬火时，心部拉应力与残余应力迭加，超过该钢的强度极限，引起断裂为三段。图示断口表明：裂纹源于过热粗晶的心部，沿径向有放射状的撕裂棱，表层为细瓷状的表淬层

图片6-14 轧辊表面淬火时横向开裂 防止淬火裂纹的一般对策是：

1）采用合理的热处理规范，控制加热速度与冷却过程，减少加热缺陷与温度应力；

2）避免锻件中存在严重的冶金缺陷与残余应力；

3）淬火后及时回火。

回火脆性系碳化物析出或磷、锡、锑、砷等有害微量元素沿晶界聚集而引起的脆性增大的倾向。 防止回火脆性的对策是：

1）减少钢中有害元素的含量；

2）减少钢中偏析；

3）避免在回火脆性温度区热处理，适当快冷，防止有害组元富集。