原材料缺陷磁痕

1. 原材料發(fā)紋

• 定義：與鋼棒軸線(xiàn)平行的連續或斷續的直線(xiàn)狀缺陷稱(chēng)為發(fā)紋。

• 分布特征：

• 以鋼棒軸線(xiàn)為原點(diǎn)，沿半徑 R 分布在 2/3R ~ 1/2R 范圍較多，各層數量及分布狀態(tài)不同。

• 在鋼管上發(fā)紋有可能與鋼管軸線(xiàn)有一小夾角，鍛件上發(fā)紋隨纖維走向有些微微變曲。

• 磁痕特征：發(fā)紋磁痕呈均勻直線(xiàn)狀，清晰不濃密，兩端頭呈鈍頭（圓角）。

• 產(chǎn)生原因：

• 鋼錠中存在的非金屬夾雜物和氣孔、縮孔在軋制和拉拔的過(guò)程中隨金屬的變形伸長(cháng)而形成發(fā)紋。

• 多數是非金屬夾雜物產(chǎn)生的，沿金屬纖維方向分布，與棒軸線(xiàn)平行分布，深度很淺。

• 鑒別方法：

• 發(fā)紋磁痕均勻、清晰呈直線(xiàn)狀，斷續或連續分布特征。

• 目視有可見(jiàn)的（很少），多數目視不可見(jiàn)。

• 非金屬夾雜與金屬是一體，用刀尖刮時(shí)有阻擋刀尖的感覺(jué)。

• 只有鋼棒或鋼管等軋制材料上才出現的缺陷

2. 原材料裂紋

• 定義：與材料制作工藝相關(guān)的材料表面裂痕。

• 分布特征：

• 材料裂紋多數呈直線(xiàn)狀，裂紋深度較大，有時(shí)分叉。

• 與軋制方向一致，少數也有其他方向

• 磁痕特征：呈濃密清晰磁痕，有的擦去磁痕后肉眼可見(jiàn)裂紋。

3. 原材料分層

• 定義：在鋼板中，與鋼板平行的連續或斷續未融合在一起的缺陷。

• 分布特征：只能在鋼板截面上發(fā)現。

• 磁痕特征：呈條狀或斷續條狀分布濃密清晰。

• 鑒別方法：磁痕呈直線(xiàn)狀，產(chǎn)生在端頭或截面上。

鍛鋼件缺陷磁痕

1. 鍛鋼件裂紋

• 定義：經(jīng)過(guò)鍛造的鋼坯出現的裂紋。

• 磁痕特征：因鍛造裂紋多數寬而深，有一定長(cháng)度。所以磁痕非常濃密、清晰粗大，呈直線(xiàn)狀；有時(shí)是鏈狀，兩端頭呈尖銳狀；有時(shí)呈網(wǎng)狀龜裂狀。

• 產(chǎn)生原因：

• 鍛造工藝參數不當，如鍛造溫度太低。

• 在凝固過(guò)程中還有低熔點(diǎn)金屬未凝固的狀態(tài)下，進(jìn)行鍛打使未凝固低熔點(diǎn)金屬處產(chǎn)生裂紋。

• 冷卻速度過(guò)快。

2. 鍛鋼件折疊

• 定義：在工件被鍛壓加工過(guò)程中，一部分金屬被卷折或重疊在另一部分金屬上，即金屬被緊緊擠壓在一起，仍未熔合在一起的區域。

• 磁痕特征：磁痕濃密清晰呈圓弧形狀，長(cháng)度較大。

• 產(chǎn)生原因：

• 模具設計不合理，阻礙金屬流動(dòng)，被擠壓后形成折疊。

• 預鍛時(shí)打擊過(guò)猛，在滾光（打圓）過(guò)程中嵌入金屬。

• 鍛打拔長(cháng)過(guò)程中，型模終鍛時(shí)，兩端金屬向中間對擠形成橫向折疊。

3. 鍛鋼件白點(diǎn)

• 定義：是剛才內部撕裂狀缺陷，危害很大。

• 分布特征：在鍛件表面上一般看不到，只有在加工過(guò)程后，切削去很厚毛坯量，顯示的鍛件內剖白點(diǎn)。

• 磁痕特征：

• 在切割橫斷面上出現白點(diǎn)的磁痕呈鋸齒狀或短的曲線(xiàn)狀，中部粗，兩頭尖呈輻射狀分布。

• 在縱向剖面上，磁痕沿軸線(xiàn)分布，呈彎曲或分叉狀。

鑄鋼件缺陷磁痕

1. 鑄鋼件裂紋

• 定義：金屬液體在鑄型凝固收縮過(guò)程中，由于鑄件內應力超過(guò)金屬強度極產(chǎn)生的開(kāi)裂缺陷（熱裂紋、冷裂紋）

• 磁痕特征：因裂紋有一定深度，一般穿晶擴展，為斷續或連續撕裂狀、犬齒狀的大、濃密、清晰的磁痕。兩端尖銳，多數情況以目視可發(fā)現。

• 產(chǎn)生原因：

• 鑄件壁厚差大，應力集中。

• 鑄件表面和內部冷卻不均勻。

• 鑄件截面尺寸突變部位如拐角、尖角、溝槽、凹角小孔等部位，應力集中。

2. 鑄鋼件冷隔

• 定義：由于兩股金屬熔液相遇而不相熔在鑄件表面上產(chǎn)生的缺陷。

• 磁痕特征：由于鑄件呈有圓角的縫隙或凹陷，其磁痕部位較濃，呈彎曲狀，形狀隨冷隔情況而變化。

• 產(chǎn)生原因：

• 鑄造熔液流動(dòng)通路阻力過(guò)大。

• 鑄造熔液溫度偏低，澆鑄時(shí)熔液流動(dòng)過(guò)程中接近凝固。

3. 鑄鋼件疏松

• 定義：鑄鋼金屬熔液在凝固收縮過(guò)程中得不到充分熔液補縮，出現細小，不規則的分散或密集的孔穴。

• 分布特征：局部過(guò)熱、散熱條件差的內壁，內凹角不易補縮的部位。

• 磁痕特征：

• 疏松缺陷痕跡一般涉及范圍大，呈點(diǎn)狀或線(xiàn)狀分布，兩端不出現尖角。磁粉堆集松散，稀疏。

• 不同的磁化方向，磁痕形狀方向也明顯發(fā)生變化，原因是在顯微鏡下觀(guān)察可看到不連續的小微孔。

• 產(chǎn)生原因：冷卻過(guò)程中由于補縮熔液不充分而產(chǎn)生。

4. 鑄鋼件夾渣

• 定義：鑄件上出現微小的熔渣或非金屬夾渣物。

• 夾渣種類(lèi)：硫化物、氧化物、硅酸鹽等夾渣。

• 分布特征：易出現在澆鑄位置上方。

• 產(chǎn)生原因：合金中熔渣未清除干凈澆鑄工藝不合理，澆鑄操作不當。

5. 鑄鋼件氣孔

• 定義：當熔化金屬冷卻凝固過(guò)程中氣體未及時(shí)排出形成的孔穴。

• 磁痕特征：呈圓形或橢圓形，顯示不太清晰。

焊接件缺陷

1. 焊接件裂紋

• 定義：焊接過(guò)程中及凝固冷卻過(guò)程中產(chǎn)生的裂紋。

• 焊接裂紋分類(lèi)：

• 按行程裂紋與焊接過(guò)程時(shí)間、溫度分類(lèi)：

• 冷裂紋

• 熱裂紋

• 根據裂紋產(chǎn)生的位置分類(lèi)：

• 焊接裂紋

• 熔合線(xiàn)裂紋

• 熱影響區裂紋

• 弧坑裂紋

• 磁痕特征：裂紋產(chǎn)生種類(lèi)多、條件不一、深淺不同和長(cháng)短不等。但磁痕濃密清晰，兩端頭尖銳，中部呈齒狀。

• 產(chǎn)生原因：

• 材料可焊性差、含碳氣大，含硫、磷高。

• 焊條、焊劑等焊接材料中合金元素多和硫、磷含量高。

• 低溫或有風(fēng)情況下焊接，致使焊縫冷卻速度過(guò)快。

• 焊接件剛性大也容易產(chǎn)生裂紋。

2. 氣割裂紋

• 定義：采用氣割坡口時(shí)產(chǎn)生的裂紋。

• 產(chǎn)生原因：當氣割工藝操作不當，環(huán)境溫度過(guò)低，冷卻速度過(guò)快時(shí)。

3. 電弧氣刨裂紋

• 采用碳棒為電極的電弧氣刨過(guò)程中，碳向剛才表面滲入造成氣刨面的增碳，易于產(chǎn)生裂紋。

4. 焊接件未焊透

• 定義：熔化金屬與基體金屬間及焊縫層間沒(méi)有熔合稱(chēng)為未焊透。

• 產(chǎn)生原因：

• 電弧的電壓和電流不足。

• 坡口金屬有銹蝕、熔渣、油污未清除。

• 坡口開(kāi)度太小。

5. 焊接件氣孔

• 定義：在焊接過(guò)程中氣體在熔化金屬冷卻之前未逸出而滯留在焊縫中的孔穴。

• 產(chǎn)生原因：

• 基體金屬含氣量過(guò)多。

• 有油污、鐵銹焊劑或熔劑潮濕

• 焊接速度過(guò)快。

6. 焊接件夾渣

• 定義：在焊接過(guò)程中，在焊縫中形成的熔渣。

• 夾渣種類(lèi)：條形夾渣和點(diǎn)狀夾渣。

• 產(chǎn)生原因：破口處有氧化皮、油污、熔渣。

• 夾渣往往常與未熔合同時(shí)存在。

熱處理缺陷——淬火裂紋

1. 淬火裂紋

• 定義：在淬火冷卻過(guò)程中，工件開(kāi)裂產(chǎn)生裂紋。

• 磁痕特征：磁痕濃密清晰，呈線(xiàn)狀，尾部尖細，棱角較多。

• 產(chǎn)生原因：

• 材料本身的原因，化學(xué)成分偏離內部冶金缺陷多。

• 加熱溫度過(guò)高，或冷卻速度過(guò)快。

• 工件棱角多，壁厚相差大，加工刀痕深。

• 綜合上述三方面原因，內應力過(guò)大。

2. 表面淬火裂紋

• 定義：采用高頻、中頻、工頻電感應加熱，并立即水冷卻淬火，使工件表面產(chǎn)生的裂紋。

• 分布特征：多出現在工件孔邊緣，鍵槽尖角部位，凸輪齒尖，齒輪齒面。

• 磁痕特征：呈網(wǎng)狀或平行分布，有的呈輻射狀，齒輪上呈弧形狀，一般面積稍大，也有單個(gè)分布的。

• 產(chǎn)生原因：由于冷熱變化速度快，溫度變化不均勻，產(chǎn)生應力，使工件表面開(kāi)裂。

機加工缺陷

1. 磨削裂紋

• 定義：工件在磨削加工過(guò)程中產(chǎn)生的裂紋。

• 磁痕特征：磨削裂紋有呈網(wǎng)狀、龜裂狀（工件為平面）、磁痕呈放射狀，與磨削方向垂直的圓弧形磁痕（端面），磁痕輪廓清晰，均勻而不濃密。

• 產(chǎn)生原因：

• 材質(zhì)的影響，當工件材料內部組織分布不均勻時(shí)呈網(wǎng)狀成帶狀時(shí)，易在磨削過(guò)程中沿脆性組織分布方向開(kāi)裂。

• 磨削過(guò)程中參與盈利與磨削應力疊加在一起產(chǎn)生裂紋。

• 磨削不當的影響，磨削加工時(shí)，若砂輪磨削過(guò)度磨削砂輪鈍化，使工件表面產(chǎn)生高溫，產(chǎn)生磨削熱會(huì )使工件表面層局部溫度升高達800℃以上，隨之在冷卻液的作用下，迅速冷卻形成“重硬"相當于二次淬火，使熱應力和組織應力增加而產(chǎn)生瞬時(shí)接應力。當超過(guò)材料抗強度時(shí)產(chǎn)生磨削裂紋。

2. 矯正裂紋

• 定義：矯正工件變形（彎曲）過(guò)程中，在加壓或支撐部位受力過(guò)大產(chǎn)生裂紋。

• 磁痕特征：與受力方向垂直的矯正裂紋，其磁痕濃密清晰，由開(kāi)裂處向兩側擴展，中間粗大、兩頭光細。圍繞受力點(diǎn)呈多條圓弧狀。

• 產(chǎn)生原因：

• 工件材質(zhì)組織不均勻，機加工應力較大。

• 熱處理操作不當，加之機加應力使工件產(chǎn)生較大變形。

• 校正力過(guò)大。

• 校正支承V型塊磨損嚴重。

脆性裂紋缺陷

• 定義：由于鋼的脆性開(kāi)裂而產(chǎn)生的裂紋，即氫脆。

• 磁痕特征：裂紋大面積成群出現，走向縱橫交錯呈梯形、矩形小方框，或呈曲折線(xiàn)狀，網(wǎng)紋粗大，磁痕濃密清晰。

• 產(chǎn)生原因：

• 合金化學(xué)成分的影響，鋼中的硫、磷、銅元素的含量偏高，會(huì )使晶粒間的結合力破壞，鍛軋時(shí)造成鋼的脆裂。

• 熱加工時(shí)，巨大的內應力及鋼長(cháng)期加熱過(guò)程都會(huì )造成鋼的脆性斷裂。

• 化學(xué)作用的影響，工件在電鍍、酸洗表面處理過(guò)程中，酸與金屬發(fā)生反應，所析出的氫原子，使鋼滲氫脆化，產(chǎn)生脆性裂紋，即氫脆。

疲勞裂紋

• 定義：工件在運行中受高變載荷長(cháng)期作用下產(chǎn)生的裂紋。

• 磁痕特征：裂紋一般產(chǎn)生在應力集中處，其方向與受力方向垂直，磁痕中間粗，兩頭細尖，顯示濃密清晰，在主裂紋兩側呈平行狀，出現稍短的多條裂紋。

• 產(chǎn)生原因：工件在工作過(guò)程中承受的變載荷大，時(shí)間長(cháng)，工作環(huán)境溫度高，使工件中的高變應力大而產(chǎn)生裂紋。