鍛(duan)件(jian)原材(cai)料冶(ye)金缺陷探(tan)析(xi) 成因、類型與(yu)控(kong)制策(ce)略產(chan)品大(da)全菏澤(ze)恒(heng)翼(yi)金屬(shu)材(cai)料有(you)限公(gong)司(si)

非(fei)金屬(shu)夾(jia)雜物：這(zhe)是最常(chang)見(jian)的(de)缺陷之壹(yi)。在(zai)冶(ye)煉過(guo)程(cheng)中(zhong)，脫(tuo)氧產物、爐(lu)襯侵(qin)蝕(shi)物或外(wai)來雜質未能(neng)充(chong)分(fen)上浮(fu)排除(chu)，以(yi)氧化物、硫(liu)化物、矽酸(suan)鹽(yan)等(deng)形態殘(can)留(liu)在(zai)鋼液(ye)中(zhong)，凝(ning)固(gu)後形(xing)成夾(jia)雜。根據(ju)來源可分為內(nei)生夾(jia)雜（脫氧、脫硫(liu)產(chan)物）和(he)外來夾(jia)雜（耐火材(cai)料、爐(lu)渣(zha)卷(juan)入(ru)）。它(ta)們(men)破(po)壞(huai)了(le)金屬(shu)基體(ti)的(de)連(lian)續(xu)性(xing)，是應(ying)力(li)集中(zhong)源，顯(xian)著降低(di)材(cai)料的(de)疲勞強(qiang)度、韌性(xing)和耐腐蝕(shi)性(xing)。

氣體(ti)（孔(kong)隙(xi)）：主要是氫(qing)、氮、氧在(zai)鋼液(ye)凝(ning)固(gu)時因(yin)溶解度急劇下(xia)降而(er)析(xi)出(chu)形(xing)成的(de)氣孔(kong)。氫(qing)的(de)危(wei)害(hai)最大(da)，可能形成白點(dian)（發(fa)裂），在(zai)應(ying)力(li)作(zuo)用下(xia)導(dao)致脆(cui)性(xing)斷(duan)裂。氧和氮則(ze)可能形成氣孔(kong)或與(yu)其它(ta)元(yuan)素(su)形(xing)成脆性(xing)化合物。

縮孔(kong)與(yu)疏松(song)：金屬(shu)液(ye)在(zai)凝(ning)固(gu)時發(fa)生體(ti)積收(shou)縮，若補(bu)縮不足(zu)，在(zai)鑄(zhu)錠(ding)最後凝(ning)固(gu)的(de)中(zhong)心(xin)區(qu)域會形(xing)成宏觀(guan)的(de)集(ji)中(zhong)空(kong)洞（縮孔(kong)）或分(fen)散(san)的(de)微(wei)小(xiao)孔(kong)隙(xi)（疏松(song)）。它們(men)是材(cai)料的(de)薄(bo)弱(ruo)環(huan)節(jie)，鍛(duan)造(zao)時(shi)可能引發(fa)內部(bu)裂紋(wen)。

枝(zhi)晶偏析(xi)（顯(xian)微(wei)偏析(xi)）：在(zai)壹(yi)個晶粒(li)範圍內(nei)，先凝固(gu)的(de)枝(zhi)晶幹與(yu)後凝(ning)固(gu)的(de)枝(zhi)晶間(jian)成分差異(yi)。可通過(guo)擴散(san)退(tui)火（均(jun)勻化）改善。

區(qu)域偏析(xi)（宏觀(guan)偏析(xi)）：在(zai)鑄(zhu)錠(ding)宏觀(guan)尺(chi)度上，中(zhong)心(xin)與邊緣、上部與(yu)下(xia)部(bu)的(de)成分差異(yi)，如(ru)正偏析(xi)、負(fu)偏析(xi)、V型(xing)偏析(xi)等(deng)。這種(zhong)缺陷難以(yi)通(tong)過(guo)後續(xu)熱處理(li)完(wan)全消(xiao)除(chu)，會導(dao)致鍛(duan)件(jian)各部位性(xing)能不均(jun)。

裂(lie)紋(wen)：原材(cai)料在(zai)凝(ning)固(gu)冷(leng)卻(que)過(guo)程(cheng)中(zhong)，因(yin)熱應(ying)力(li)、組織應(ying)力(li)或外(wai)部(bu)約束而(er)產(chan)生的(de)裂(lie)紋(wen)，如(ru)表面裂紋(wen)、中(zhong)心(xin)裂紋(wen)等(deng)。

破(po)壞(huai)完(wan)整性(xing)：缺陷作(zuo)為現成的(de)裂(lie)紋(wen)源，在(zai)鍛(duan)造(zao)變形(xing)和(he)熱處理(li)應(ying)力(li)作(zuo)用下(xia)極易擴(kuo)展，導致鍛(duan)件(jian)開裂。
降低(di)力(li)學性(xing)能：嚴(yan)重(zhong)削(xue)弱(ruo)材(cai)料的(de)強(qiang)度(du)、塑(su)性(xing)、韌性(xing)，尤其是(shi)疲勞性(xing)能和(he)沖擊(ji)韌性(xing)對夾(jia)雜物、孔(kong)隙(xi)等(deng)缺陷極為敏(min)感。
導致各(ge)向(xiang)異(yi)性(xing)：塑(su)性(xing)夾(jia)雜物（如(ru)MnS）在(zai)鍛(duan)造(zao)時(shi)沿(yan)變形(xing)方(fang)向被(bei)拉(la)長，形(xing)成流線，使材(cai)料橫向(xiang)性(xing)能（如(ru)橫向(xiang)韌性(xing)和疲勞強(qiang)度）遠低於(yu)縱(zong)向性(xing)能。
影(ying)響(xiang)後續(xu)加(jia)工：在(zai)機(ji)加工或熱處理(li)時(shi)，內部(bu)缺陷可能暴露(lu)或擴(kuo)大(da)，導致工件報(bao)廢(fei)。

優(you)化冶煉與澆註(zhu)工藝：采(cai)用爐(lu)外(wai)精(jing)煉（如(ru)LF、VD、VOD）、真(zhen)空熔煉(lian)、電(dian)渣(zha)重(zhong)熔等(deng)先進技術，有(you)效(xiao)降低(di)氣體(ti)和夾(jia)雜物含(han)量，改善純(chun)凈(jing)度。控制澆註(zhu)溫度和(he)速(su)度(du)，采用保(bao)護(hu)澆註(zhu)防止二次氧化。

改進(jin)凝(ning)固(gu)過(guo)程(cheng)：通(tong)過(guo)合理(li)的(de)錠(ding)型設(she)計、使用保(bao)溫帽、添(tian)加(jia)發(fa)熱劑或絕(jue)熱板以加強補縮，減(jian)少縮孔(kong)與(yu)疏松(song)。采用連(lian)鑄(zhu)電磁(ci)攪拌、輕(qing)壓下(xia)等(deng)技術(shu)減(jian)輕(qing)中(zhong)心(xin)偏析(xi)與(yu)疏(shu)松(song)。

嚴(yan)格原(yuan)材(cai)料檢(jian)驗：對進(jin)廠的(de)鋼錠(ding)或坯(pi)料(liao)進行(xing)無(wu)損(sun)檢(jian)測(ce)（如(ru)超聲(sheng)波(bo)探(tan)傷(shang)、渦流(liu)檢(jian)測(ce)）和低(di)倍(bei)組織檢驗（硫(liu)印(yin)、酸(suan)浸），及(ji)時(shi)發(fa)現並(bing)剔(ti)除(chu)存(cun)在(zai)嚴(yan)重(zhong)缺陷的(de)料(liao)段(duan)。對重(zhong)要鍛(duan)件(jian)，可進行(xing)解(jie)剖分析(xi)以(yi)評(ping)估(gu)冶(ye)金質(zhi)量。

合(he)理的(de)鍛(duan)造(zao)工藝設(she)計：通(tong)過(guo)足(zu)夠的(de)鍛(duan)造(zao)比(bi)（拔(ba)長、鐓粗(cu)結(jie)合）來破碎鑄態組織、焊合(he)內(nei)部孔(kong)隙(xi)、打(da)碎枝(zhi)晶和碳(tan)化物，使組織致密均(jun)勻。變形(xing)方(fang)式應(ying)有(you)利(li)於(yu)改善缺陷的(de)形(xing)態與分布(bu)。