第二章-材料加工常见缺陷及其产生原因课件

2022/11/231第二章材料加工常见缺陷及其产生原因

材料可能在冷热加工中会出现缺陷，也可能在服役过程中由于疲劳、应力、腐蚀、蠕变或操作不当而出现各种缺陷。无损检测人员作为工业诊断学的诊断者，必须在检验前掌握这些情况，才能选择适当的检验方法，定性和定量地检验出缺陷，并根据结果进行分析和准确地判断。2022/11/221第二章材料加工常见缺陷及其产生原因2022/11/2322.1铸件中的缺陷及其产生的原因

将熔化的液态金属浇入铸型的工艺称为铸造，由铸造得到的毛坯或直接得到零件，称为铸件。铸造一般分为砂型铸造和特种铸造。砂型铸造中的铸型主要原料是砂子，又分为手工砂型铸造和机械砂型铸造；特种铸造指不同于砂型铸造的其他铸造方法的统称，包括金属型铸造，压力铸造，离心铸造，熔膜铸造、低压铸造。以铸钢件为例，铸造过程中常见的、作为无损检测对象的缺陷，主要有气孔、缩孔、夹砂、夹渣、裂纹、冷裂纹、冷隔和泥芯撑未熔。2022/11/2222.1铸件中的缺陷及其产生的原因2022/11/2332.1.1气孔

气孔是钢液中的气体没有浮上来而残留在钢中，或者是铸型和型芯产生的气体浸入到钢的溶液中形成的。直径在0.2-0.3mm的称为针孔，大于此直径的称为气孔。铸件中的气孔可分为：侵入气孔、析出气孔、反应气孔。

侵入气孔主要是砂型和型芯中的气体侵入金属液中而形成的气孔。

析出气孔气体在液态合金中的溶解度较固态大得多，且随温度升高而加大。凝固过程中气体析出产生气孔。

反应气孔是液态金属与铸型材料、芯撑、冷铁或熔渣之间发生化学反应产生气体而形成的。

Fe3O4+4C=3Fe+4CO↑

产生的CO气体常在冷铁、芯撑附近形成气孔2022/11/2232.1.1气孔气孔是钢液2022/11/2342.1.2夹砂

夹砂主要是由于铸件表面的砂粒和高温熔液接触，型砂内的水分被气化，形成一定的压力，使砂型表面破裂，沙砾剥离后混入钢中所形成的。另外，浇铸速度过快时，会造成金属熔液对铸型的冲击加剧，产生冲砂。它们都是由于砂子渗入铸件内部而产生的缺陷，因此夹砂也称为冲砂。夹砂多数是分散存在的。夹砂比气孔略有棱角，但超声波探伤时和气孔反射近似，反射波相对比较弱。2022/11/2242.1.2夹砂夹砂主要是2022/11/2352.1.3缩孔和缩松

缩孔是在凝固过程中熔液供给不足时产生的，如果形成细小而分散的孔则成为缩松。超声波探伤和缩松方向一致的可能性较多，其缺陷反射波相对比较分散，其优点是能准确确定缩孔的埋藏深度。因此，多数情况是射线和超声波两种方法共同使用时效果最佳。2022/11/2252.1.3缩孔和缩松缩孔2022/11/2362.1.4夹渣

当浇口形状设计不当，在钢液中混入熔渣后又随钢水注入铸型中，熔渣没有完全浮上来，便会形成夹渣。2022/11/2262.1.4夹渣当浇口形状2022/11/2372.1.5铸造裂纹

当铸件的各个部分冷却速度不同时，就会产生内应力，当此内应力超过该温度下的强度极限时，便会造成铸件的撕裂而形成裂纹。裂纹是铸件缺陷中最需要引起注意的。铸件裂纹分为热裂纹和冷裂纹。热裂纹是在铸件凝固末期，接近固相线的高温（1300℃）下形成的。热裂纹形成于表面，断口由于受空气和气体的氧化作用呈深蓝黄色或黑蓝色。冷裂纹是较低温度下（260℃），由于收缩应力和组织应力的综合作用，铸件的内应力超过合金的强度极限而产生的。2022/11/2272.1.5铸造裂纹当铸件2022/11/2382.1.6铸件中的其它缺陷1）冷隔冷隔是在同一铸件中一次浇铸或两次浇铸时由于温度偏低，金属液体没有充分熔合在一起，其边界带有氧化层的隔层。其性质和裂纹相似。2）型芯撑未熔合和内冷铁未熔合这种缺陷是残留在铸件内的型芯撑未完全熔化或为增加凝固速度而放入的内冷铁未完全熔化所致。2022/11/2282.1.6铸件中的其它缺陷1）冷隔2022/11/2392.2锻件中的缺陷及其产生的原因

各类钢和大多数有色金属及其合金都有一定的塑性，因此它们均可在热态和冷态下进行压力加工，包括自由锻、模型锻、快速锻和挤压锻等。锻件中常见的缺陷有残余缩孔、缩管和缩松、非金属夹杂物、锻造裂纹、粗晶、白点等，其中裂纹、白点和残余缩孔是不允许存在的缺陷。2022/11/2292.2锻件中的缺陷及其产生的原因2022/11/23102.2.1残余缩孔、缩管和缩松

当液体金属注入钢锭膜后，如果在其凝固和体积收缩过程中不能及时地补充钢水，则容易在钢锭最后凝固的冒口部位形成喇叭口状的缩孔，如果缩孔较长则称为缩管。钢锭在锻造过程中只能改变缩孔的体积和形状，并不能将其消除，这样就构成了残余缩孔和缩管。锻件中的缩松形成机理和缩孔基本相同。2022/11/22102.2.1残余缩孔、缩管和缩松2022/11/23112.2.2夹杂物

锻件中的夹杂物是锻件中最常见的缺陷，按夹杂物来源划分，可将夹杂物分为内在夹杂物和外来夹杂物。

1）内在夹杂物只有非金属夹杂物，这类缺陷比较微小，多呈密集状态分散在钢锭中心偏析线上。这些缺陷对材料力学性能的影响与无缺陷部分没有明显差别，但它使材料的延伸率下降，作弯曲实验时有时会出现开裂。

2022/11/22112.2.2夹杂物锻件中2022/11/23122）外来夹杂物

外来夹杂物是指从炼钢炉和钢水包上面掉下来的耐火侵蚀生成物、炉渣和异金属混入等，包括非金属夹杂物和异金属夹杂物。这种缺陷大一些的叫夹渣，较容易被超声波发现。2022/11/22122）外来夹杂物外来夹杂物2022/11/23132.2.3锻造裂纹

锻造温度不适当、加热温度不均匀、加热和冷却速度不适当以及压力加工用力不当都可能会引起局部破裂而形成裂纹。裂纹会明显的降低锻件的机械强度，在许多重要的零部件中不允许有裂纹，因此，避免和防止这些裂纹也是无损检验工作者的任务。超声波对于锻件内部的裂纹都比较敏感，表面和表层出现的小裂纹，可以用磁粉探伤和渗透探伤检查出来。2022/11/22132.2.3锻造裂纹锻造2022/11/23141）残余缩孔在锻造时扩大引起的裂纹2）由皮下气泡引起的裂纹3）由柱状晶粗大引起的裂纹，多见于高合金钢中4）轴芯晶间裂纹引起的锻造裂纹5）非金属及杂物引起的裂纹，常见的是硫化物引起的热脆6）锻造加热不当引起的裂纹，包括热应力裂纹和过热导致的锻造破裂7）锻造变形不当引起的裂纹，最常见的是变形速度过大时，钢的塑性不足以承受变形的压力引起脆性断裂8）终锻温度过低引起的裂纹9）锻后冷却不当引起的裂纹2022/11/22141）残余缩孔在锻造时扩大引起的裂纹2022/11/23152.2.4白点1)白点的特征和产生的原因白点在纵向断口上呈银白色圆形或椭圆形的斑点，直径从零点几到十几个毫米。钢中的氢，在锻造产生的残余变形应力、相变应力和热应力的综合作用下，氢的局部压力上升，不能被塑性介质的变形所抵消时，便产生了白点。不是所有的钢都能产生白点，白点首先在Cr、Ni钢中发现，不产生白点的钢有：铁素体钢、奥氏体钢和莱氏体钢。2022/11/22152.2.4白点1)白点的特征和产生的2022/11/23162）防止白点的措施

炼钢和浇铸阶段尽量减少钢中的含氢量

铸锭后和锻后的扩氢处理，利用氢在不同温度下有不同的扩散系数的特点。2022/11/22162）防止白点的措施炼钢和浇铸阶段2022/11/23172.3焊缝中的缺陷及其产生的原因

焊缝中的缺陷是由于冶金反应和焊接技术两种原因产生的。常见的缺陷主要有：(1)焊瘤（overlap）；(２)夹渣（slaginclusion）；(３)裂纹（crack）；(４)气孔（gaspore）；(５)咬边（undercut）；(６)未焊透（incompletepenetration）2022/11/22172.3焊缝中的缺陷及其产生的原因2022/11/23182.3.1裂纹

焊接裂纹具有尖锐的缺口和长宽比大的特征，是焊接结构中最危险的缺陷。按裂纹产生的温度范围可分为：热裂纹、冷裂纹、再热裂纹。2022/11/22182.3.1裂纹焊接裂纹2022/11/2319（１）热裂纹在固相线附近的高温区形成的裂纹称为热裂纹。热裂纹主要发生在晶界处，由于其形成温度较高，在与空气接触的开口部位表面有强烈的氧化特征，呈蓝色或天蓝色。热裂纹又可分为结晶裂纹、液化裂纹和高温失塑裂纹三种。2022/11/2219（１）热裂纹在固相线附近的高2022/11/2320

结晶裂纹是在金属凝固后期沿晶间开裂的裂纹，这是高强度钢中常出现的一种裂纹。它是由于金属已经凝固的部位在晶界上产生偏析，析出的部分是胶片状的薄片，金属凝固时，它还没有凝固。当金属凝固后开始收缩时，偏析部位没有强度而出现了凝固裂纹。因为它是焊缝金属凝固是产生的，所以也叫做凝固裂纹。结晶裂纹一般发生在焊缝中。2022/11/2220结晶裂纹是在金属凝固后期2022/11/2321

液化裂纹是指热影响区母材金属中的低熔点杂质被熔融时出现的薄膜状晶界，凝固时受拉伸应力作用而产生的裂纹。焊缝中典型的易形成的低熔点共晶是Fe和FeS，其熔点为988℃，很容易产生液化裂纹。2022/11/2221液化裂纹是指热影响区母材2022/11/2322

高温失塑裂纹是在低于固相线的温度下，在焊缝金属凝固后的冷却过程中形成的一种热裂纹。它发生在距离熔合线更远一点的部位。2022/11/2222高温失塑裂纹是在低于固相2022/11/2323（2）冷裂纹

焊接接头冷却到Ms点以下时形成的裂纹称为冷裂纹。它的主要特点是表面光亮、无氧化特征。常见的冷裂纹可分为氢致裂纹、淬火裂纹和层状撕裂。2022/11/2223（2）冷裂纹焊接接头冷却2022/11/2324氢致裂纹高温时焊缝金属中的氢，扩散至焊接缺陷处形成大量氢分子，凝固时急冷变成过饱和状态，造成非常大的局部压力，使接头脆化。存在较大的拉应力时，裂纹形成并在应力诱导下扩展。因氢的扩散需要时间，所以冷裂纹在焊后需延迟一段时间才出现，也叫延迟裂纹。在检测这种缺陷时，必须在24小时后进行。2022/11/2224氢致裂纹2022/11/2325淬火裂纹在焊接含碳量高、淬硬倾向大的钢材时出现的裂纹。这种裂纹与氢无关，开裂与扩展均沿奥氏体晶界进行。2022/11/2225淬火裂纹2022/11/2326层状撕裂母材金属中存在平行于轧制方向的呈带状或链状分布的非金属夹杂物带，使钢材在厚度方向上的强度与形变能力急剧降低，在焊接接头中受到垂直于杂质方向的高应力，形成沿夹杂物萌生并扩展的撕裂现象。

层状撕裂的特征是具有阶梯形貌，一般发生在热影响区或靠近热影响区的母材中，并且在厚板有较大的拘束应力引起沿厚度方向比较大的收缩应力时产生。2022/11/2226层状撕裂2022/11/2327（3）再热裂纹

再热裂纹是指焊后对焊接接头再次加热（焊后热处理或高温服役）时所产生的开裂现象。再热裂纹多发生在含Cr、Mo、V的低合金结构钢，含Nb的奥氏体不锈钢以及析出硬化显著的Ni基耐热合金材料中。再热裂纹常出现在粗晶区中，并沿粗大奥氏体晶粒边界扩展。2022/11/2227（3）再热裂纹再热裂纹是2022/11/23282.3.2气孔

气体的存在是形成气孔的先决条件，形成气孔有两大类：来自外部的溶解度有限的气体（H、N等）和熔池“内生”的冶金反应产物（CO、H2O等）。气孔有氢气孔、一氧化碳气孔和氮气孔。2022/11/22282.3.2气孔气体的存2022/11/2329焊缝气孔形成的条件气孔的形成主要取决于气泡的浮出速度（Ve）与焊缝凝固速度（R）的对比关系。小于将形成“内气孔”；等于则形成外表可见的“外气孔”。2022/11/2229焊缝气孔形成的条件小于将形成“内气孔2022/11/2330（1）氢气孔

高温时，氢在液体中的溶解度很大，大量的氢溶入焊缝熔池中，而焊缝熔池在热源离开后快速冷却，氢的溶解度急速下降，析出氢气，产生氢气孔。2022/11/2230（1）氢气孔高温时，氢在2022/11/2331(2)CO气孔当熔池氧化严重时，熔池存在较多的FeO，在熔池温度下降时，将发生如下反应：CO2+Fe=FeO+COFeO+C=Fe+CO↑

此时，若熔池已开始结晶，则CO将来不及逸出，便产生CO气孔。熔池氧化愈严重，含碳量愈高，越易产生CO气孔。2022/11/2231(2)CO气孔2022/11/23322.3.3夹渣

焊后残留在焊缝中的熔渣称为夹渣，主要是指非金属的熔渣、焊剂、氧化物和金属钨、铜等。多呈不规则形状，主要发生在坡口边缘和每层焊道之间非圆滑过渡的部位。2022/11/22322.3.3夹渣焊后残留2022/11/23332.3.4未熔合和未焊透

未熔合主要是指焊缝金属和母材之间或焊道之间未完全熔化结合在一起。未焊透是指焊接接头根部未完全熔透的现象。2022/11/22332.3.4未熔合和未焊透2022/11/23342.3.5形状缺陷及其它缺陷咬边焊瘤烧穿和下塌错边和角变形2022/11/22342.3.5形状缺陷及其它缺陷咬边2022/11/23352.4型材中的缺陷2.4.1钢管中的缺陷不同型号的钢管加工方法不同，形成的缺陷也不同：小口径无缝钢管常见的缺陷有分层、夹渣、重皮和裂纹。大口径厚壁管常见的缺陷有折叠、重皮、白点和裂纹。大口径薄壁管和小口径有缝管常见的缺陷有气孔、夹渣、未焊透和裂纹2022/11/22352.4型材中的缺陷2.4.1钢管2022/11/23362.4.2钢棒中的缺陷常见的缺陷有裂纹、折叠、缩孔、夹渣等。2.4.3钢轨中的缺陷通常新制钢轨中的缺陷是轧制缩孔。

2022/11/22362.4.2钢棒中的缺陷2022/11/23372.5铝材和铜材中的缺陷及其产生的原因2.5.1铝合金分类美国铝协会铝合金命名法

1000系（纯铝）

2000系（Al－Cu）

3000系（Al－Mn）

4000系（Al－Si）

5000系（Al－Mg）

6000系（Al－Mg－Si）

7000系（Al－Zn－Mg）

8000系（其它系列）2022/11/22372.5铝材和铜材中的缺陷及其产生的2022/11/23382.5.2铝合金中的缺陷铝合金焊接时最常出现的缺陷是裂纹和气孔，还有烧穿等现象。2022/11/22382.5.2铝合金中的缺陷2022/11/23392.5.3铜材中的缺陷

铜的导热性能很高，不易焊透；铜在液态时能大量溶解氢，易形成气孔；氧化亚铜和铜生成低熔点共晶，呈网状分布在晶界上易引起裂纹。2022/11/22392.5.3铜材中的缺陷2022/11/23402.6胶接结构中的缺陷

胶接是一种新型的连接工艺，它是通过表面粘合方法将同质或异质物体连接起来的工艺。胶接又称为胶粘、粘合、粘接。目前，在机械、电子、交通运输、建筑、航空、航天等工业中得到了广泛的应用。胶接结构中最常见的缺陷是气孔和脱粘。2022/11/22402.6胶接结构中的缺陷2022/11/23412.7复合材料中的缺陷

复合材料的缺陷与金属材料完全不同，通常要求检查的缺陷主要有气孔含量和内部材料的分离。2022/11/22412.7复合材料中的缺陷2022/11/23422.8在役产品维修检验中常见的缺陷2.8.1疲劳裂纹工件上产生了疲劳源，在多次交变应力的作用下，使工件上所产生的裂纹。包括接触性疲劳裂纹、热应力疲劳裂纹和腐蚀性疲劳裂纹。2022/11/22422.8在役产品维修检验中常见的缺陷2022/11/23432.8.2应力腐蚀裂纹金属材料在特定的腐蚀环境下受拉应力作用时所产生的延迟开裂现象，称为“应力腐蚀开裂”。应力腐蚀开裂属于环境敏感断裂范畴。但并非任何环境都会产生应力腐蚀开裂，一定的金属材料只在某一特定的腐蚀环境中才会产生应力腐蚀开裂，而拉伸应力的存在是应力腐蚀开裂的先决条件。焊接残余拉应力有极为重要的影响。2022/11/22432.8.2应力腐蚀裂纹2022/11/23442.8.3钢的冷脆性断裂

当温度低于某一温度Tk时，材料将转变为脆性状态，其冲击值明显下降，这种现象称为冷脆。Tk为脆性转变温度。2.8.4金属的高温蠕变与高温蠕变断裂

金属在长时间恒温、恒应力作用下，即使应力小于屈服强度，也会缓慢地产生塑性变形的现象，称为蠕变。由于蠕变导致材料的断裂称为蠕变断裂。蠕变断裂主要是沿晶断裂。2022/11/22442.8.3钢的冷脆性断裂2022/11/2345第二章材料加工常见缺陷及其产生原因

材料可能在冷热加工中会出现缺陷，也可能在服役过程中由于疲劳、应力、腐蚀、蠕变或操作不当而出现各种缺陷。无损检测人员作为工业诊断学的诊断者，必须在检验前掌握这些情况，才能选择适当的检验方法，定性和定量地检验出缺陷，并根据结果进行分析和准确地判断。2022/11/221第二章材料加工常见缺陷及其产生原因2022/11/23462.1铸件中的缺陷及其产生的原因

将熔化的液态金属浇入铸型的工艺称为铸造，由铸造得到的毛坯或直接得到零件，称为铸件。铸造一般分为砂型铸造和特种铸造。砂型铸造中的铸型主要原料是砂子，又分为手工砂型铸造和机械砂型铸造；特种铸造指不同于砂型铸造的其他铸造方法的统称，包括金属型铸造，压力铸造，离心铸造，熔膜铸造、低压铸造。以铸钢件为例，铸造过程中常见的、作为无损检测对象的缺陷，主要有气孔、缩孔、夹砂、夹渣、裂纹、冷裂纹、冷隔和泥芯撑未熔。2022/11/2222.1铸件中的缺陷及其产生的原因2022/11/23472.1.1气孔

气孔是钢液中的气体没有浮上来而残留在钢中，或者是铸型和型芯产生的气体浸入到钢的溶液中形成的。直径在0.2-0.3mm的称为针孔，大于此直径的称为气孔。铸件中的气孔可分为：侵入气孔、析出气孔、反应气孔。

侵入气孔主要是砂型和型芯中的气体侵入金属液中而形成的气孔。

析出气孔气体在液态合金中的溶解度较固态大得多，且随温度升高而加大。凝固过程中气体析出产生气孔。

反应气孔是液态金属与铸型材料、芯撑、冷铁或熔渣之间发生化学反应产生气体而形成的。

Fe3O4+4C=3Fe+4CO↑

产生的CO气体常在冷铁、芯撑附近形成气孔2022/11/2232.1.1气孔气孔是钢液2022/11/23482.1.2夹砂

夹砂主要是由于铸件表面的砂粒和高温熔液接触，型砂内的水分被气化，形成一定的压力，使砂型表面破裂，沙砾剥离后混入钢中所形成的。另外，浇铸速度过快时，会造成金属熔液对铸型的冲击加剧，产生冲砂。它们都是由于砂子渗入铸件内部而产生的缺陷，因此夹砂也称为冲砂。夹砂多数是分散存在的。夹砂比气孔略有棱角，但超声波探伤时和气孔反射近似，反射波相对比较弱。2022/11/2242.1.2夹砂夹砂主要是2022/11/23492.1.3缩孔和缩松

缩孔是在凝固过程中熔液供给不足时产生的，如果形成细小而分散的孔则成为缩松。超声波探伤和缩松方向一致的可能性较多，其缺陷反射波相对比较分散，其优点是能准确确定缩孔的埋藏深度。因此，多数情况是射线和超声波两种方法共同使用时效果最佳。2022/11/2252.1.3缩孔和缩松缩孔2022/11/23502.1.4夹渣

当浇口形状设计不当，在钢液中混入熔渣后又随钢水注入铸型中，熔渣没有完全浮上来，便会形成夹渣。2022/11/2262.1.4夹渣当浇口形状2022/11/23512.1.5铸造裂纹

当铸件的各个部分冷却速度不同时，就会产生内应力，当此内应力超过该温度下的强度极限时，便会造成铸件的撕裂而形成裂纹。裂纹是铸件缺陷中最需要引起注意的。铸件裂纹分为热裂纹和冷裂纹。热裂纹是在铸件凝固末期，接近固相线的高温（1300℃）下形成的。热裂纹形成于表面，断口由于受空气和气体的氧化作用呈深蓝黄色或黑蓝色。冷裂纹是较低温度下（260℃），由于收缩应力和组织应力的综合作用，铸件的内应力超过合金的强度极限而产生的。2022/11/2272.1.5铸造裂纹当铸件2022/11/23522.1.6铸件中的其它缺陷1）冷隔冷隔是在同一铸件中一次浇铸或两次浇铸时由于温度偏低，金属液体没有充分熔合在一起，其边界带有氧化层的隔层。其性质和裂纹相似。2）型芯撑未熔合和内冷铁未熔合这种缺陷是残留在铸件内的型芯撑未完全熔化或为增加凝固速度而放入的内冷铁未完全熔化所致。2022/11/2282.1.6铸件中的其它缺陷1）冷隔2022/11/23532.2锻件中的缺陷及其产生的原因

各类钢和大多数有色金属及其合金都有一定的塑性，因此它们均可在热态和冷态下进行压力加工，包括自由锻、模型锻、快速锻和挤压锻等。锻件中常见的缺陷有残余缩孔、缩管和缩松、非金属夹杂物、锻造裂纹、粗晶、白点等，其中裂纹、白点和残余缩孔是不允许存在的缺陷。2022/11/2292.2锻件中的缺陷及其产生的原因2022/11/23542.2.1残余缩孔、缩管和缩松

当液体金属注入钢锭膜后，如果在其凝固和体积收缩过程中不能及时地补充钢水，则容易在钢锭最后凝固的冒口部位形成喇叭口状的缩孔，如果缩孔较长则称为缩管。钢锭在锻造过程中只能改变缩孔的体积和形状，并不能将其消除，这样就构成了残余缩孔和缩管。锻件中的缩松形成机理和缩孔基本相同。2022/11/22102.2.1残余缩孔、缩管和缩松2022/11/23552.2.2夹杂物

锻件中的夹杂物是锻件中最常见的缺陷，按夹杂物来源划分，可将夹杂物分为内在夹杂物和外来夹杂物。

1）内在夹杂物只有非金属夹杂物，这类缺陷比较微小，多呈密集状态分散在钢锭中心偏析线上。这些缺陷对材料力学性能的影响与无缺陷部分没有明显差别，但它使材料的延伸率下降，作弯曲实验时有时会出现开裂。

2022/11/22112.2.2夹杂物锻件中2022/11/23562）外来夹杂物

外来夹杂物是指从炼钢炉和钢水包上面掉下来的耐火侵蚀生成物、炉渣和异金属混入等，包括非金属夹杂物和异金属夹杂物。这种缺陷大一些的叫夹渣，较容易被超声波发现。2022/11/22122）外来夹杂物外来夹杂物2022/11/23572.2.3锻造裂纹

锻造温度不适当、加热温度不均匀、加热和冷却速度不适当以及压力加工用力不当都可能会引起局部破裂而形成裂纹。裂纹会明显的降低锻件的机械强度，在许多重要的零部件中不允许有裂纹，因此，避免和防止这些裂纹也是无损检验工作者的任务。超声波对于锻件内部的裂纹都比较敏感，表面和表层出现的小裂纹，可以用磁粉探伤和渗透探伤检查出来。2022/11/22132.2.3锻造裂纹锻造2022/11/23581）残余缩孔在锻造时扩大引起的裂纹2）由皮下气泡引起的裂纹3）由柱状晶粗大引起的裂纹，多见于高合金钢中4）轴芯晶间裂纹引起的锻造裂纹5）非金属及杂物引起的裂纹，常见的是硫化物引起的热脆6）锻造加热不当引起的裂纹，包括热应力裂纹和过热导致的锻造破裂7）锻造变形不当引起的裂纹，最常见的是变形速度过大时，钢的塑性不足以承受变形的压力引起脆性断裂8）终锻温度过低引起的裂纹9）锻后冷却不当引起的裂纹2022/11/22141）残余缩孔在锻造时扩大引起的裂纹2022/11/23592.2.4白点1)白点的特征和产生的原因白点在纵向断口上呈银白色圆形或椭圆形的斑点，直径从零点几到十几个毫米。钢中的氢，在锻造产生的残余变形应力、相变应力和热应力的综合作用下，氢的局部压力上升，不能被塑性介质的变形所抵消时，便产生了白点。不是所有的钢都能产生白点，白点首先在Cr、Ni钢中发现，不产生白点的钢有：铁素体钢、奥氏体钢和莱氏体钢。2022/11/22152.2.4白点1)白点的特征和产生的2022/11/23602）防止白点的措施

炼钢和浇铸阶段尽量减少钢中的含氢量

铸锭后和锻后的扩氢处理，利用氢在不同温度下有不同的扩散系数的特点。2022/11/22162）防止白点的措施炼钢和浇铸阶段2022/11/23612.3焊缝中的缺陷及其产生的原因

焊缝中的缺陷是由于冶金反应和焊接技术两种原因产生的。常见的缺陷主要有：(1)焊瘤（overlap）；(２)夹渣（slaginclusion）；(３)裂纹（crack）；(４)气孔（gaspore）；(５)咬边（undercut）；(６)未焊透（incompletepenetration）2022/11/22172.3焊缝中的缺陷及其产生的原因2022/11/23622.3.1裂纹

焊接裂纹具有尖锐的缺口和长宽比大的特征，是焊接结构中最危险的缺陷。按裂纹产生的温度范围可分为：热裂纹、冷裂纹、再热裂纹。2022/11/22182.3.1裂纹焊接裂纹2022/11/2363（１）热裂纹在固相线附近的高温区形成的裂纹称为热裂纹。热裂纹主要发生在晶界处，由于其形成温度较高，在与空气接触的开口部位表面有强烈的氧化特征，呈蓝色或天蓝色。热裂纹又可分为结晶裂纹、液化裂纹和高温失塑裂纹三种。2022/11/2219（１）热裂纹在固相线附近的高2022/11/2364

结晶裂纹是在金属凝固后期沿晶间开裂的裂纹，这是高强度钢中常出现的一种裂纹。它是由于金属已经凝固的部位在晶界上产生偏析，析出的部分是胶片状的薄片，金属凝固时，它还没有凝固。当金属凝固后开始收缩时，偏析部位没有强度而出现了凝固裂纹。因为它是焊缝金属凝固是产生的，所以也叫做凝固裂纹。结晶裂纹一般发生在焊缝中。2022/11/2220结晶裂纹是在金属凝固后期2022/11/2365

液化裂纹是指热影响区母材金属中的低熔点杂质被熔融时出现的薄膜状晶界，凝固时受拉伸应力作用而产生的裂纹。焊缝中典型的易形成的低熔点共晶是Fe和FeS，其熔点为988℃，很容易产生液化裂纹。2022/11/2221液化裂纹是指热影响区母材2022/11/2366

高温失塑裂纹是在低于固相线的温度下，在焊缝金属凝固后的冷却过程中形成的一种热裂纹。它发生在距离熔合线更远一点的部位。2022/11/2222高温失塑裂纹是在低于固相2022/11/2367（2）冷裂纹

焊接接头冷却到Ms点以下时形成的裂纹称为冷裂纹。它的主要特点是表面光亮、无氧化特征。常见的冷裂纹可分为氢致裂纹、淬火裂纹和层状撕裂。2022/11/2223（2）冷裂纹焊接接头冷却2022/11/2368氢致裂纹高温时焊缝金属中的氢，扩散至焊接缺陷处形成大量氢分子，凝固时急冷变成过饱和状态，造成非常大的局部压力，使接头脆化。存在较大的拉应力时，裂纹形成并在应力诱导下扩展。因氢的扩散需要时间，所以冷裂纹在焊后需延迟一段时间才出现，也叫延迟裂纹。在检测这种缺陷时，必须在24小时后进行。2022/11/2224氢致裂纹2022/11/2369淬火裂纹在焊接含碳量高、淬硬倾向大的钢材时出现的裂纹。这种裂纹与氢无关，开裂与扩展均沿奥氏体晶界进行。2022/11/2225淬火裂纹2022/11/2370层状撕裂母材金属中存在平行于轧制方向的呈带状或链状分布的非金属夹杂物带，使钢材在厚度方向上的强度与形变能力急剧降低，在焊接接头中受到垂直于杂质方向的高应力，形成沿夹杂物萌生并扩展的撕裂现象。

层状撕裂的特征是具有阶梯形貌，一般发生在热影响区或靠近热影响区的母材中，并且在厚板有较大的拘束应力引起沿厚度方向比较大的收缩应力时产生。2022/11/2226层状撕裂2022/11/2371（3）再热裂纹

再热裂纹是指焊后对焊接接头再次加热（焊后热处理或高温服役）时所产生的开裂现象。再热裂纹多发生在含Cr、Mo、V的低合金结构钢，含Nb的奥氏体不锈钢以及析出硬化显著的Ni基耐热合金材料中。再热裂纹常出现在粗晶区中，并沿粗大奥氏体晶粒边界扩展。2022/11/2227（3）再热裂纹再热裂纹是2022/11/23722.3.2气孔

气体的存在是形成气孔的先决条件，形成气孔有两大类：来自外部的溶解度有限的气体（H、N等）和熔池“内生”的冶金反应产物（CO、H2O等）。气孔有氢气孔、一氧化碳气孔和氮气孔。2022/11/22282.3.2气孔气体的存2022/11/2373焊缝气孔形成的条件气孔的形成主要取决于气泡的浮出速度（Ve）与焊缝凝固速度（R）的对比关系。小于将形成“内气孔”；等于则形成外表可见的“外气孔”。2022/11/2229焊缝气孔形成的条件小于将形成“内气孔2022/11/2374（1）氢气孔

高温时，氢在液体中的溶解度很大，大量的氢溶入焊缝熔池中，而焊缝熔池在热源离开后快速冷却，氢的溶解度急速下降，析出氢气，产生氢气孔。2022/11/2230（1）氢气孔高温时，氢在2022/11/2375(2)CO气孔当熔池氧化严重时，熔池存在较多的FeO，在熔池温度下降时，将发生如下反应：CO2+Fe=FeO+COFeO+C=Fe+CO↑

此时，若熔池已开始结晶，则CO将来不及逸出，便产生CO气孔。熔池氧化愈严重，含碳量愈高，越易产生CO气孔。2022/11/2231(2)CO气孔2022/11/23762.3.3夹渣

焊后残留在焊缝中的熔渣称为夹渣，主要是指非金属的熔渣、焊剂、氧化物和金属钨、铜等。多呈不规则形状，主要发生在坡口边缘和每层焊道之间非圆滑过渡的部位。2022/11/22322.3.3夹渣焊后残留2022/11/23772.3.4未熔合和未焊透

未熔合主要是指焊缝金属和母材之间或焊道之间未完全熔化结合在一起。未焊透是指焊接接头根部未完全熔透的现象。2022/11/22332.3.4未熔合和未焊透2022/11/23782.3.5形状缺陷及其它缺陷咬边焊瘤烧穿和下塌错边和角变形2022/11/22342.3.5形状缺陷及其它缺陷咬边2022/11/23792.4型材中的缺陷2.4.1钢管中的缺陷不同型号的钢管加工方法不同，形成的缺陷也不同：小口径无缝钢管常见的缺陷有分层、夹渣、重皮和裂纹。