淺談：鍛造裂紋、熱處理裂紋、原材料裂紋
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首先，需對「原材料裂紋」和「鍛造裂紋」先確定概念，對鍛造後出現的裂紋，都應理解為「鍛造裂紋」，只不過，導致鍛造裂紋產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、鍛造工藝不當所致的鍛造裂紋。
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從裂紋宏觀形態先進行大致區分，橫向一般與母材無關，縱向裂紋需要結合裂紋形態與鍛打工藝等結合分析。
裂紋兩側有脫碳，肯定是鍛造過程中產生的，至於是原材料還是鍛造工藝造成的，這就需要根據金相和工藝過程去分析。
對同一批次同種型號的工件，鍛造裂紋基本都在一個位置，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複出現，顯微鏡下深淺不一。多看多分析，還是有一定規律的。
材料裂紋多半是與材料縱向一致的。而鍛打裂紋有兩種，一種是過熱過燒造成的，裂紋附近有氧化脫碳現象。還有一種是打冷鐵也會造成發裂，這一種有晶格破壞撕裂的現象。從金相上可以區別開來。
鍛造的目的：
1、成形要求；
2、改善材料內部組織，細化晶粒，均勻元素成分與組織；
3、使材料更緻密（鍛合材料內部原有未暴露空氣的縮孔或疏鬆等等），流線分布更合理；
4、通過合理的鍛後熱處理方式，為下道工序服務。
因此，鍛造鍛合原材料內部一定的缺陷是職責所在。大型鑄鍛件往往是直接由鋼錠鍛壓開始的，鋼錠內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開裂的主要原因。
當然，相對某一穩定的鍛造工藝，如果事前對鍛造前原材料提出明確的原材料缺陷等級控制要求的，當因原材料缺陷等級超出要求並在原鍛造工藝下鍛造出現的開裂現象，我們可以認作「原材料缺陷所致的鍛造裂紋」。
裂紋問題具體問題具體分析，結合工藝過程分析，包括加熱過程有沒有保護氣氛都應該考慮，鍛造應該是把原材料裂紋鍛打密合才對。氧化皮通常緻密是灰色的，制樣過程造成的髒東西很疏鬆的顏色偏黑，高倍下一看就知道，實在無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形成，鍛造變形時由於裂紋擴大並接觸空氣，故在100X或500X的顯微鏡下觀察，可見到裂紋內充有氧化皮，且兩側是脫碳的，組織為鐵素體，其形態特徵是裂紋比較粗壯且一般經多條形式存在，無明細尖端，比較圓純，無明細的方向性，除以上典型形態外，有時會出現有些鍛造裂紋比較細。裂紋周圍不是全脫碳而是半脫碳。
熱處理裂紋
淬火加熱過程中產生的裂紋與鍛造加熱過程形成的裂紋在性質和形態上有明顯的差別。對結構鋼而言，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間則遠遠小於鍛造溫度。由於熱處理加熱溫度偏高，保溫時間過長或快速加熱，均會在加熱過程中產生早期開裂。產生沿著較粗大晶粒邊界分布的裂紋；裂紋兩側略有脫碳組織，零件加熱速度過快，也會產生早期開裂，這種裂紋兩側無明顯脫碳，但裂紋內及其尾部充有氧化皮。有時因高溫儀器失靈，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生原因
1、鍛造裂紋產生原因：鋼在鍛造過程中，由於鋼材存在表面及內部缺陷，如發紋、砂眼、裂紋、夾雜物、皮下氣泡、縮孔、白點和夾層等，都可能成為鍛打開裂的原因。另外，由於鍛打工藝不良或操作不當，如過熱、過燒或終鍛溫度太低，鍛後冷卻速度過快等，也會造成鍛件開裂。
2、熱處理裂紋產生原因：淬火裂紋是宏觀裂紋，主要由宏觀應力引起。在實際生產過程中，鋼製工件常由於結構設計不合理，鋼材選擇不當、淬火溫度控制不正確、淬火冷速不合適等因素，一方面增大淬火內應力，會使已形成的淬火顯微裂紋擴展，形成宏觀的淬火裂紋，另一方面，由於增大了顯微裂紋的敏感度，增加了顯微裂紋的數量，降低了鋼材的脆斷抗力Sk,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，這裡僅將生產中常碰到的幾種情況作一介紹。
1、原材料已有缺陷而導致的淬裂：如果原材料表面和內部有裂紋或夾雜物等缺陷，在淬火之前未發現，有可能形成淬火裂紋；
2、夾雜物導致的開裂：如果零件內部夾雜物嚴重，或本身因夾雜物嚴重已經隱藏有裂紋，淬火時將有可能產生裂紋；
3、因原始組織不良而導致的淬裂；
4、淬火溫度不當造成的淬裂：淬火溫度不當引起零件淬裂，一般有兩種情況：
儀錶指示溫度低於爐子的實際溫度，使淬火溫度偏高，造成淬火過熱，導致工件發生開裂。凡是過熱淬火開裂的金相組織均存在晶粒粗大和粗大的馬氏體。
鋼件實際含碳量高於鋼材牌號所規定的含量，若按原牌號的正常淬火工藝淬火時，等於提高了鋼的淬火溫度，容易造成零件過熱和晶粒長大，使淬火時應力增大而引起淬裂。
5、淬火冷卻不當造成的淬裂：淬火時由於冷卻不當，也會使零件產生淬裂事故。
6、機加工缺陷導致的淬裂：由於機加工不良，在零件表面留下了粗而深的刀痕，儘管是很簡單的零件或不是應力集中的地方，也會在淬火時造成開裂，或在服役過程中發生早期損壞。
7、零件外形對淬火裂紋的影響：零件幾何形狀不合理，或截面過度區厚薄相差較大，在淬火時均易因應力集中產生裂紋。
8、不及時回火導致的開裂：淬火後不及時回火，將可能因淬火殘餘應力過大而導致裂紋產生。
總之，應用金相方法進行缺陷分析是一項較為複雜的工作，由於零件失效有時是由多種因素所造成的，所以在實際工作中，應做多方面調查，掌握實情，並從多方面進行分析，以確保缺陷分析的準確性。
素材來源
| 鍛壓世界
編輯整理
| CMF設計軍團
THE END
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會議信息：
時間：
2018年9月1日
地點：
深圳觀瀾格蘭雲天國際酒店（龍華區觀瀾大道環觀南路(近龍華區居委會)）
人數規模：
350+
主辦方：
深圳薩米設計研究有限公司、
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支持及贊助單位：
活動流程：
時間 | 2018年9月1日 | 2018年9月2日 |
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