鍛造裂紋、熱處理裂紋和原材料裂紋怎么區(qū)分

        裂紋的種類(lèi)紛繁多樣：原材料裂紋、熱處理裂紋、鍛造裂紋等，讓人頭暈眼花。如何識(shí)別它們便是一門(mén)很重要的課程，這樣便于準(zhǔn)確查找裂紋發(fā)生在哪一工序，有利于分析裂紋產(chǎn)生的原因。 

        首先，需對(duì)“原材料裂紋”和“鍛造裂紋”先確定概念，對(duì)鍛造后出現(xiàn)的裂紋，都應(yīng)理解為“鍛造裂紋”，只不過(guò)，導(dǎo)致鍛造裂紋產(chǎn)生的主要因素可以再分成：

        1.原材料缺陷所致的鍛造裂紋；

        2.鍛造工藝不當(dāng)所致的鍛造裂紋。

       從裂紋宏觀(guān)形態(tài)先進(jìn)行大致區(qū)分，橫向一般與母材無(wú)關(guān)，縱向裂紋需要結(jié)合裂紋形態(tài)與鍛打工藝等結(jié)合分析。

        裂紋兩側(cè)有脫碳，肯定是鍛造過(guò)程中產(chǎn)生的，至于是原材料還是鍛造工藝造成的，這就需要根據(jù)金相和工藝過(guò)程去分析。

        對(duì)同一批次同種型號(hào)的工件，鍛造裂紋基本都在一個(gè)位置，在顯微鏡下延伸比較淺，兩邊有脫碳。而材料裂紋不一定在同一位置重復(fù)出現(xiàn)，顯微鏡下深淺不一。多看多分析，還是有一定規(guī)律的。

        材料裂紋多半是與材料縱向一致的。而鍛打裂紋有兩種，一種是過(guò)熱過(guò)燒造成的，裂紋附近有氧化脫碳現(xiàn)象。還有一種是打冷鐵也會(huì)造成發(fā)裂，這一種有晶格破壞撕裂的現(xiàn)象。從金相上可以區(qū)別開(kāi)來(lái)。

        鍛造的目的：

       1.成形要求；

       2.改善材料內(nèi)部組織，細(xì)化晶粒，均勻元素成分與組織；

        3.使材料更致密（鍛合材料內(nèi)部原有未暴露空氣的縮孔或疏松等），流線(xiàn)分布更合理；

       4.通過(guò)合理的鍛后熱處理方式，為下道工序服務(wù)。

        因此，鍛造鍛合原材料內(nèi)部一定的缺陷是職責(zé)所在。大型鑄鍛件往往是直接由鋼錠鍛壓開(kāi)始的，鋼錠內(nèi)部必然存在大量的冶鑄缺陷，顯然，合理的鍛造，都可以將其中的所謂“缺陷”鍛合。所以，鍛造工藝的合理性是決定鍛件是否會(huì)開(kāi)裂的主要原因。

        當(dāng)然，相對(duì)某一穩(wěn)定的鍛造工藝，如果事前對(duì)鍛造前原材料提出明確的原材料缺陷等級(jí)控制要求的，當(dāng)因原材料缺陷等級(jí)超出要求并在原鍛造工藝下鍛造出現(xiàn)的開(kāi)裂現(xiàn)象，我們可以認(rèn)作“原材料缺陷所致的鍛造裂紋”。

        裂紋問(wèn)題具體問(wèn)題具體分析，結(jié)合工藝過(guò)程分析，包括加熱過(guò)程有沒(méi)有保護(hù)氣氛都應(yīng)該考慮，鍛造應(yīng)該是把原材料裂紋鍛打密合才對(duì)。氧化皮通常致密是灰色的，制樣過(guò)程造成的臟東西很疏松且顏色偏黑，高倍下一看就知道，實(shí)在無(wú)法分辨直接打能譜一定能分辨。

        鍛造裂紋

         鍛造裂紋一般在高溫時(shí)形成，鍛造變形時(shí)由于裂紋擴(kuò)大并接觸空氣，故在100X或500X的顯微鏡下觀(guān)察，可見(jiàn)到裂紋內(nèi)充有氧化皮，且兩側(cè)是脫碳的，組織為鐵素體，其形態(tài)特征是裂紋比較粗壯且一般經(jīng)多條形式存在，無(wú)明細(xì)尖端，比較圓鈍，無(wú)明細(xì)的方向性，除以上典型形態(tài)外，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)有些鍛造裂紋比較細(xì)。裂紋周?chē)皇侨撎级前朊撎肌?/span>

    淬火加熱過(guò)程中產(chǎn)生的裂紋與鍛造加熱過(guò)程形成的裂紋在性質(zhì)和形態(tài)上有明顯的差別。對(duì)結(jié)構(gòu)鋼而言，熱處理溫度一般較鍛造溫度要低得多，即使是高速鋼、高合金鋼其加熱保溫時(shí)間則遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鍛造溫度。由于熱處理加熱溫度偏高，保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或快速加熱，均會(huì)在加熱過(guò)程中產(chǎn)生早期開(kāi)裂。產(chǎn)生沿著較粗大晶粒邊界分布的裂紋；裂紋兩側(cè)略有脫碳組織，零件加熱速度過(guò)快，也會(huì)產(chǎn)生早期開(kāi)裂，這種裂紋兩側(cè)無(wú)明顯脫碳，但裂紋內(nèi)及其尾部充有氧化皮。有時(shí)因高溫儀器失靈，溫度非常高，致使零件的組織極粗大，其裂紋沿粗大晶粒邊界分布。

        鍛造裂紋與熱處理裂紋產(chǎn)生原因

        1.鍛造裂紋產(chǎn)生原因：鋼在鍛造過(guò)程中，由于鋼材存在表面及內(nèi)部缺陷，如發(fā)紋、砂眼、裂紋、夾雜物、皮下氣泡、縮孔、白點(diǎn)和夾層等，都可能成為鍛打開(kāi)裂的原因。另外，由于鍛打工藝不良或操作不當(dāng)，如過(guò)熱、過(guò)燒或終鍛溫度太低，鍛后冷卻速度過(guò)快等，也會(huì)造成鍛件開(kāi)裂。

        2.熱處理裂紋產(chǎn)生原因：淬火裂紋是宏觀(guān)裂紋，主要由宏觀(guān)應(yīng)力引起。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，鋼制工件常由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，鋼材選擇不當(dāng)、淬火溫度控制不正確、淬火冷速不合適等因素，一方面增大淬火內(nèi)應(yīng)力，會(huì)使已形成的淬火顯微裂紋擴(kuò)展，形成宏觀(guān)的淬火裂紋，另一方面，由于增大了顯微裂紋的敏感度，增加了顯微裂紋的數(shù)量，降低了鋼材的脆斷抗力，從而增大淬火裂紋的形成可能性。

        影響淬裂的因素

        影響淬裂的因素很多，這里僅將生產(chǎn)中常碰到的幾種情況作一介紹。　　

        1.原材料已有缺陷而導(dǎo)致的淬裂：如果原材料表面和內(nèi)部有裂紋或夾雜物等缺陷，在淬火之前未發(fā)現(xiàn)，有可能形成淬火裂紋；

        2.夾雜物導(dǎo)致的開(kāi)裂：如果零件內(nèi)部夾雜物嚴(yán)重，或本身因夾雜物嚴(yán)重已經(jīng)隱藏有裂紋，淬火時(shí)將有可能產(chǎn)生裂紋；

        3.因原始組織不良而導(dǎo)致的淬裂；

        4.淬火溫度不當(dāng)造成的淬裂：淬火溫度不當(dāng)引起零件淬裂，一般有兩種情況：

        （1）儀表指示溫度低于爐子的實(shí)際溫度，使淬火溫度偏高，造成淬火過(guò)熱，導(dǎo)致工件發(fā)生開(kāi)裂。凡是過(guò)熱淬火開(kāi)裂的金相組織均存在晶粒粗大和粗大的馬氏體。

        （2）鋼件實(shí)際含碳量高于鋼材牌號(hào)所規(guī)定的含量，若按原牌號(hào)的正常淬火工藝淬火時(shí)，等于提高了鋼的淬火溫度，容易造成零件過(guò)熱和晶粒長(zhǎng)大，使淬火時(shí)應(yīng)力增大而引起淬裂。

        5.淬火冷卻不當(dāng)造成的淬裂：淬火時(shí)由于冷卻不當(dāng)，也會(huì)使零件產(chǎn)生淬裂事故。

        6.機(jī)加工缺陷導(dǎo)致的淬裂：由于機(jī)加工不良，在零件表面留下了粗而深的刀痕，盡管是很簡(jiǎn)單的零件或不是應(yīng)力集中的地方，也會(huì)在淬火時(shí)造成開(kāi)裂，或在服役過(guò)程中發(fā)生早期損壞。

        7.零件外形對(duì)淬火裂紋的影響：零件幾何形狀不合理，或截面過(guò)度區(qū)厚薄相差較大，在淬火時(shí)均易因應(yīng)力集中產(chǎn)生裂紋。

        8.不及時(shí)回火導(dǎo)致的開(kāi)裂：淬火后不及時(shí)回火，將可能因淬火殘余應(yīng)力過(guò)大而導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生。

        裂紋的分辨方法

        如何區(qū)分究竟是淬火裂紋、回火裂紋、鍛造裂紋還是磨削裂紋等是很重要的，這樣便于準(zhǔn)確查找裂紋發(fā)生在哪一工序，有利于分析裂紋產(chǎn)生的原因。 

        第一，注意淬火裂紋和磨削裂紋形態(tài)的不同。對(duì)于淬火時(shí)未發(fā)現(xiàn)而在磨削后才發(fā)現(xiàn)的裂紋，要區(qū)別是淬火裂紋還是磨削裂紋。在裂紋未附著污染物時(shí)比較容易，此時(shí)注意裂紋的形態(tài)，特別是裂紋發(fā)展的方向，磨削裂紋是垂直于磨削方向的，呈平行線(xiàn)形態(tài)，或呈龜甲狀裂紋。磨削裂紋的深度根淺，而淬火裂紋一般都比較深、比較大，與磨削方同無(wú)關(guān)，多呈直線(xiàn)刀割狀開(kāi)裂。 

        第二，注意裂紋發(fā)生的部位。尖銳的凹凸轉(zhuǎn)角處、孔的邊緣處、刻印處、打鋼印處及機(jī)械加工造成的表面缺陷等部位，在這些部位發(fā)生的裂紋多屬淬火裂紋。 

        第三，通過(guò)觀(guān)察零件的裂斷面來(lái)區(qū)分是淬火裂紋還是淬火前的鍛造裂紋或其他情況造成的裂紋。若裂紋斷面呈白色或暗白色或淺紅色（水淬時(shí)造成的水銹），均可斷定為淬火裂紋，若裂紋斷面呈深褐色，甚至有氧化皮出現(xiàn)，那就不是淬火裂紋，系淬火前就存在的裂紋，是零件經(jīng)過(guò)鍛造或壓延時(shí)形成的裂紋，這些裂紋都會(huì)因淬火而被擴(kuò)大。因淬火裂紋基本上是在Ms 點(diǎn)以下時(shí)形成的，其斷面是不會(huì)被氧化的。 

        第四，在顯微組織中，淬火裂紋是沿晶界斷裂，若不是沿晶界斷裂，而是沿晶內(nèi)斷裂，則屬于疲勞裂紋。 

        第五，如果裂紋周?chē)忻撎紝哟嬖冢蔷筒皇谴慊鹆鸭y，而是淬火前就存在的裂紋，因?yàn)榇慊鹆鸭y是淬火冷卻時(shí)產(chǎn)生的，絕不會(huì)發(fā)生脫碳現(xiàn)象。

        聲明：本文由臺(tái)州黃巖華氏特殊鋼編輯，若有來(lái)源標(biāo)注錯(cuò)誤或侵犯了您的合法權(quán)益，請(qǐng)作者持權(quán)屬證明與我司聯(lián)系，我們將及時(shí)更正、刪除，謝謝。