金属宏观检验钢中宏观缺陷分析

1、 金属宏观检验技术金属宏观检验技术酸蚀检验酸蚀检验任务六：钢中宏观缺陷分析任务六：钢中宏观缺陷分析 冶金材料学院昆明冶金高等专科学校 钢中钢中常见的低倍缺陷常见的低倍缺陷翻皮缩孔残余显微孔隙偏析白点气泡疏松低倍缺陷2.2.3钢中常见的宏观缺陷及评定原则钢中常见的宏观缺陷及评定原则 1.疏松疏松 铸锭或铸件出现的组织不致密现象，分铸锭或铸件出现的组织不致密现象，分一般疏松和中心疏松。金一般疏松和中心疏松。金属凝固时出现低熔点物、气体或非金属夹杂物。属凝固时出现低熔点物、气体或非金属夹杂物。 冶金材料学院昆明冶金高等专科学校2.2.3钢中常见的宏观缺陷及评定原则钢中常见的宏观缺陷及评定原则中心疏松

2、中心疏松：疏松若集中在最后凝固疏松若集中在最后凝固的中心区域，即缩孔的下部区的中心区域，即缩孔的下部区域域。一般疏松一般疏松：钢液中含有较多的气体，钢液中含有较多的气体，在凝固时，由钢中析出后，不在凝固时，由钢中析出后，不能完全上浮，形成细小的孔隙能完全上浮，形成细小的孔隙均匀分布于钢锭的各部分。均匀分布于钢锭的各部分。 冶金材料学院昆明冶金高等专科学校2.2.3钢中常见的宏观缺陷及评定原则钢中常见的宏观缺陷及评定原则 冶金材料学院昆明冶金高等专科学校 形成原因形成原因12 钢液中的杂质和气体聚积所引起。与钢锭的冷凝速度有着很大的关系冷凝较快，分散分布冷凝较慢，中心分布一般疏松中心疏松 冶金材

3、料学院昆明冶金高等专科学校 疏 松 危危害害降低致密性降低致密性容易引起锈蚀容易引起锈蚀中心疏松中心疏松 在横向酸浸试样上表现为在横向酸浸试样上表现为孔隙和暗点都集中分布在中心孔隙和暗点都集中分布在中心部分，它是钢锭最后结晶收缩部分，它是钢锭最后结晶收缩的产物。由于气体、低熔点杂的产物。由于气体、低熔点杂质、偏析组元都在中心部位最质、偏析组元都在中心部位最后凝固，所以该部位易被腐蚀，后凝固，所以该部位易被腐蚀，酸浸后出现一些空隙和较暗的酸浸后出现一些空隙和较暗的小点小点。 冶金材料学院昆明冶金高等专科学校一般疏松一般疏松 分散在整个截面上暗点（圆形或椭分散在整个截面上暗点（圆形或椭圆形）圆形）

4、 或空隙（空洞或针孔）或空隙（空洞或针孔）危害：危害：轻微中心疏松对钢的力学性能影轻微中心疏松对钢的力学性能影响不大。响不大。 严重的中心疏松影响钢的横向塑性严重的中心疏松影响钢的横向塑性和韧性指标，降低强度，且有时在加工和韧性指标，降低强度，且有时在加工过程中出现内裂，特别是钢管穿孔时容过程中出现内裂，特别是钢管穿孔时容易出现内裂，因此严重中心疏松不是允易出现内裂，因此严重中心疏松不是允许存在的。许存在的。 疏松按分布的暗点和空疏松按分布的暗点和空隙数量、大小及分布情况分为隙数量、大小及分布情况分为4个级别个级别 冶金材料学院昆明冶金高等专科学校2、白点、白点 白点在酸浸试样上白点在酸浸试样

5、上表现为锯齿形的细小发裂，表现为锯齿形的细小发裂，呈放射状、同心圆形或不呈放射状、同心圆形或不规则形状分散在中央部位。规则形状分散在中央部位。而在纵向断口上则表现为而在纵向断口上则表现为圆形或椭圆形亮斑或细小圆形或椭圆形亮斑或细小裂缝。白点的形成机理是裂缝。白点的形成机理是氢和组织应力共同作用的氢和组织应力共同作用的结果。结果。 冶金材料学院昆明冶金高等专科学校2、白点、白点 冶金材料学院昆明冶金高等专科学校 大型套圈中的白点裂纹（横截面及其纵截面）大型套圈中的白点裂纹（横截面及其纵截面） 常见于铬、镍、锰等合金结构钢和低常见于铬、镍、锰等合金结构钢和低合金工具钢中。根据裂纹长度和条数分合金工

6、具钢中。根据裂纹长度和条数分3个级别个级别。为不允许存在的缺陷。为不允许存在的缺陷。 白点形成条件：白点形成条件： A 钢中的氢含量，但这并不是唯一的条钢中的氢含量，但这并不是唯一的条件，必须在其他因素的共同影响才会使钢件，必须在其他因素的共同影响才会使钢出现白点。出现白点。 B 钢中的应力，组织转变的应力，变形应钢中的应力，组织转变的应力，变形应力与冷却时产生的应力，至于钢中的偏析力与冷却时产生的应力，至于钢中的偏析与夹杂物对白点的形成也有一定的影响。与夹杂物对白点的形成也有一定的影响。 冶金材料学院昆明冶金高等专科学校 防止白点的产生应采取的措施如下：防止白点的产生应采取的措施如下： 1)

7、 冶炼操作时做到高温氧化，沸腾良好，严格控制冶炼操作时做到高温氧化，沸腾良好，严格控制脱氧量，确保去氢和减少夹杂。脱氧量，确保去氢和减少夹杂。 2) 原材料必须干燥或烘烤红热，使用少锈优质的废钢，原材料必须干燥或烘烤红热，使用少锈优质的废钢，保证浇注系统干燥。保证浇注系统干燥。 3) 条件允许的情况下，采用炉外精炼或真空处理。条件允许的情况下，采用炉外精炼或真空处理。 4) 对热加工后的钢材进行缓冷，退火处理，有条件的对热加工后的钢材进行缓冷，退火处理，有条件的进行锻后防白点等温退火处理。进行锻后防白点等温退火处理。 冶金材料学院昆明冶金高等专科学校3、缩孔、缩孔 指铸件在冷凝过程中指铸件在冷

8、凝过程中收缩在最后凝固部位而收缩在最后凝固部位而产生的孔洞，形状不规产生的孔洞，形状不规则，孔壁粗糙。则，孔壁粗糙。 纯金属、纯金属、接近共晶成分的合金接近共晶成分的合金易易产生缩孔。根据裂缝和产生缩孔。根据裂缝和空洞大小分空洞大小分3个级别。个级别。二次缩孔、缩孔残余。二次缩孔、缩孔残余。 冶金材料学院昆明冶金高等专科学校4、偏析、偏析 冶金材料学院昆明冶金高等专科学校 方框偏析方框偏析 局部偏析局部偏析 偏析是指在钢中化学成分的不均匀性，在结晶时分布不均匀的现象称为偏析。在结晶时分布不均匀的现象称为偏析。钢中偏析有钢中偏析有锭型偏析锭型偏析 、点状偏析、点状偏析。锭型偏析：锭型偏析： 呈现

9、腐蚀较深的、由密集的暗色小点组成的偏析带，多为方呈现腐蚀较深的、由密集的暗色小点组成的偏析带，多为方框形，因其形状与锭模形状有关所以也叫锭型偏析框形，因其形状与锭模形状有关所以也叫锭型偏析 。点状偏析：点状偏析：呈不同形状和大小的暗色斑点呈不同形状和大小的暗色斑点，评定级别评定级别4个等级。个等级。 冶金材料学院昆明冶金高等专科学校5、气泡、气泡 铸锭在凝固过程中释放气体铸锭在凝固过程中释放气体所造成的。有三种类型所造成的。有三种类型皮下或表面的皮下或表面的皮下气泡皮下气泡。深入表层孤立针状的深入表层孤立针状的针孔针孔存在内部的存在内部的内部气泡。不允内部气泡。不允许存在，测定气泡离钢材最许存

10、在，测定气泡离钢材最严距离得到。严距离得到。 冶金材料学院昆明冶金高等专科学校6、翻皮、翻皮 亮白色弯曲不规则的条亮白色弯曲不规则的条带。周围伴有气孔和夹带。周围伴有气孔和夹杂物。杂物。浇铸中表面氧化膜卷入钢浇铸中表面氧化膜卷入钢液，凝固前未上浮所致。液，凝固前未上浮所致。 冶金材料学院昆明冶金高等专科学校7、轴心晶间裂纹、轴心晶间裂纹 高合金结构钢，高合金结构钢，以沿晶开裂方式出现以沿晶开裂方式出现在铸锭或钢材的轴心在铸锭或钢材的轴心部位，酸蚀后以网状部位，酸蚀后以网状裂纹形式出现。裂纹形式出现。 冶金材料学院昆明冶金高等专科学校 8、夹杂物、夹杂物冶炼操作不当冶炼操作不当非金属夹杂物非金属

11、夹杂物耐火材料、熔渣留在钢液。酸耐火材料、熔渣留在钢液。酸蚀后呈现不同形状和颜色的颗蚀后呈现不同形状和颜色的颗粒，有时成簇的空虚或空洞。粒，有时成簇的空虚或空洞。金属夹杂物金属夹杂物合金料未熔化，异金属混入，合金料未熔化，异金属混入，酸蚀后颜色与周围基体不同，酸蚀后颜色与周围基体不同，轮廓较明显，无一定形状轮廓较明显，无一定形状 冶金材料学院昆明冶金高等专科学校 9、其它宏观缺陷、其它宏观缺陷折叠折叠特征：在钢板表面局部相互折合的双层金属。外形呈现出特征：在钢板表面局部相互折合的双层金属。外形呈现出“舌舌”状、状、连续连续“山峰山峰”状、条状等形态。状、条状等形态。影响：折叠对钢板表面质量的影

12、响取决于其凹痕的深度，与轧制钢板影响：折叠对钢板表面质量的影响取决于其凹痕的深度，与轧制钢板的厚度有一定的关系，严重的造成整张钢板改尺或改判。的厚度有一定的关系，严重的造成整张钢板改尺或改判。分层分层 特征：特征：在剪切断面上呈现一或多条平行的缝隙。实质上是钢板内部在剪切断面上呈现一或多条平行的缝隙。实质上是钢板内部存在有局部或整体的基本平行于钢板表面的未焊接合界（层）面，破存在有局部或整体的基本平行于钢板表面的未焊接合界（层）面，破坏了钢板厚度方向的连续性，有时缝隙中有肉眼可见的夹杂物。坏了钢板厚度方向的连续性，有时缝隙中有肉眼可见的夹杂物。 冶金材料学院昆明冶金高等专科学校 分层分层 特征

13、：特征：在剪切断面上呈现一或多条平行的缝隙。实质上是钢板内部存在剪切断面上呈现一或多条平行的缝隙。实质上是钢板内部存在有局部或整体的基本平行于钢板表面的未焊接合界（层）面，破坏了在有局部或整体的基本平行于钢板表面的未焊接合界（层）面，破坏了钢板厚度方向的连续性，有时缝隙中有肉眼可见的夹杂物。钢板厚度方向的连续性，有时缝隙中有肉眼可见的夹杂物。 成因：成因：（1）钢中的非金属夹杂物。）钢中的非金属夹杂物。由于夹杂物与基本界面上形成的结合力较由于夹杂物与基本界面上形成的结合力较弱，所以微小的应变就可使夹杂物和基本脱离，在界面上形成空洞，随弱，所以微小的应变就可使夹杂物和基本脱离，在界面上形成空洞，

14、随着变形的进行，空洞长大、聚集，直至形成分层；着变形的进行，空洞长大、聚集，直至形成分层； 冶金材料学院昆明冶金高等专科学校2）钢坯中心区域的低溶质元素富集，）钢坯中心区域的低溶质元素富集，对含硫偏高的钢，中心偏对含硫偏高的钢，中心偏析带内往往存在大量硫化物聚集，使钢中产生夹杂性裂纹，形成析带内往往存在大量硫化物聚集，使钢中产生夹杂性裂纹，形成分层；分层；（3）在进入轧制前钢坯内部存在有裂纹、疏松、缩孔等原始缺）在进入轧制前钢坯内部存在有裂纹、疏松、缩孔等原始缺陷，陷，在轧制过程中，由于变形条件不合适，内部在轧制过程中，由于变形条件不合适，内部 缺陷不能完全缺陷不能完全焊合，产生分层。焊合，产

15、生分层。 影响：影响：如果分布的如果分布的 较为弥散，对钢板的性能影响较小；较为弥散，对钢板的性能影响较小； 如果分布较为密集，且有一定的长度和明显的宽度，如果分布较为密集，且有一定的长度和明显的宽度，将导致钢板的判废。将导致钢板的判废。 冶金材料学院昆明冶金高等专科学校 脱碳脱碳 酸蚀后边沿呈浅色，高碳钢材上由于热加工时表面氧酸蚀后边沿呈浅色，高碳钢材上由于热加工时表面氧化脱碳所致。化脱碳所致。 压伤（压痕）压伤（压痕） 特征：在钢板表面出现不同形状和大小不一的凹痕或特征：在钢板表面出现不同形状和大小不一的凹痕或凹坑，有上午较为集中，有的则较为分散。凹坑，有上午较为集中，有的则较为分散。 由于轧制机工作辊或矫直辊上黏附有较厚的氧化铁皮或由于轧制机工作辊或矫直辊上黏附有较厚的氧化铁皮或其他外来金属的附着物，在轧制或矫直时钢板表面被压出其他外来金属的附着物，在轧制或矫直时钢板表面被压出痕迹；痕迹； 钢板精整堆垛时与硬物碰压，也可能形成压痕。钢板精整堆垛时与硬物碰压，也可能形成压痕。 冶金材料学院昆明冶金高等专科学校 波浪波浪 特征：钢板沿长度方向呈现高低起伏的波浪