1.偏析

鋼中化學(xué)成分和雜質(zhì)分布的不均勻現(xiàn)象稱為偏析抑党。一般來說溅宅，高于平均成分的人稱為正偏析畏邢，低于平均成分的人稱為負(fù)偏析澎矗。還有宏觀分析漆究，如區(qū)域分析和微觀分析，如枝晶分析和晶間分析失臂。

大鍛件的偏析與鋼錠的偏析密切相關(guān)酷匹，鋼錠的偏析程度與鋼種、鋼錠類型贿桃、冶煉質(zhì)量和澆筑條件有關(guān)溜封。合金元素类玉、雜質(zhì)含量和鋼中氣體都加劇了偏析的發(fā)展裹视。鋼錠越大踢寂，澆筑溫度越高，澆筑速度越快缠黍，偏析程度越嚴(yán)重弄兜。

(1)區(qū)域偏析屬于宏觀偏析，是由鋼液在凝固過程中選擇結(jié)晶瓷式、溶解度變化和比例差引起的替饿。

對策是：

1)降低鋼中硫、磷等偏析元素和氣體的含量贸典，如爐外精煉和真空碳脫氧（VCD）錠底吹氬工藝及處理视卢。

2)采取多爐合澆、冒口補澆廊驼、振動澆注据过、發(fā)熱保溫冒口等措施，提高冒口補縮能力妒挎。

3)采用短粗錠型嚴(yán)格控制注溫和注速绳锅，改善結(jié)晶條件。

(2)枝晶偏析屬于微觀偏析酝掩。枝狀結(jié)晶與晶間微區(qū)成分的不均勻性可能導(dǎo)致組織性能分布不均勻鳞芙。使用掃描電鏡（SEM）、波譜儀（WDS）棋叁、能譜儀（EDS）通過高溫擴散加熱防弧，可以檢測和澄清微區(qū)域觀察和成分分析的原因。鍛造壓力的合理變形和均勻加熱處理可以消除或減少其不良影響铜部。

2.夾雜物和有害微量元素

常見的內(nèi)生夾雜物主要包括硫化物偶嘁、硅酸鹽、氧化物等睦氧。它們在鋼中的數(shù)量和組成與鋼的成分是龟、冶煉質(zhì)量、澆筑工藝和脫氧方法有關(guān)世砰。高熔點的內(nèi)生夾雜物在基質(zhì)金屬之前凝固后匀，晶體不受阻礙，呈規(guī)則的棱角形狀友合；低熔點的內(nèi)生夾雜物由于凝固金屬的限制论赋，形狀主要是球或條狀，分支晶體沿晶體邊界分布颊夷。硫化物和塑料硅酸鹽組牌辛，當(dāng)鋼錠鍛造變形時，沿主變形方向延伸础芍，呈帶狀杈抢。

對策是：

1)鋼液真空處理数尿，爐外精煉，控制鋼液質(zhì)量惶楼；

2)清潔澆注右蹦，防止外來污染和異金屬進入人體；

3)合理鍛造變形歼捐，改善夾雜分布何陆。

3.縮孔疏松

這種孔隙缺陷破壞金屬連續(xù)性，形成應(yīng)力集中和裂紋源豹储，屬于不允許的缺陷贷盲。

鋼錠開坯時，切除量不足剥扣，殘留縮孔疏松晃洒，表現(xiàn)為鍛件端有管狀孔或嚴(yán)重中心疏松。

對策是：

1)嚴(yán)格控制澆注溫度和速度朦乏，防止低溫慢速注錠球及；

2)采用發(fā)熱冒口或絕熱冒口，改善收縮條件罗炸，使收縮孔向冒口區(qū)移動化歪，防止收縮孔深入錠體；

3)控制鍛造過程中鋼錠出口切口率么歹，充分切斷收縮松動缺陷敛档。合理鍛造壓力變形，壓實松動缺陷殿潜。

4.氣泡

鋼中的氣體由爐料逐次、爐氣和空氣進入。當(dāng)冶煉過程中脫氧不良灌次，沸騰排氣不足時阶徒，鋼液中的氣體含量過高。在凝固過程中颈有，隨著溫度的降低和氣體溶解度的降低虚育，鋼液中沉淀出來，形成內(nèi)部氣泡吁沉。當(dāng)鋼錠模壁潮濕衣式、腐蝕、涂層中含有水或揮發(fā)性物質(zhì)時檐什，氣體會滲透到鋼錠表面碴卧，形成皮下氣泡。

對策是：

1)充分烘烤爐料和澆筑系統(tǒng)乃正；

2)冶煉時充分脫氣住册，采用保護澆筑工藝婶博；

3)高溫擴散、鍛壓焊孔缺陷界弧；

4)及時燒剝表面裂紋。

5.鍛造裂紋

（1）鋼錠缺陷引起的鍛造裂紋大多可能在鍛造過程中引起開裂搭综。圖6-8顯示2Cr13主軸鍛件中心裂紋垢箕。這是因為6t鋼錠凝固時結(jié)晶溫度范圍窄，線收縮系數(shù)大兑巾。冷凝收縮不足条获，內(nèi)外溫差大，軸拉應(yīng)力大蒋歌，沿枝晶裂紋形成鋼錠軸晶間裂紋罪焰，鍛造過程中進一步擴展，形成主軸鍛件裂紋风承。

以下措施可以消除這一缺陷：①提高冶煉鋼水的純度暴喂；②鑄錠冷卻緩慢，降低熱應(yīng)力家漂；③采用良好的加熱劑和保溫帽霜售，提高收縮能力；④采用中心壓實鍛造工藝斯癞。

（2）鋼中有害雜質(zhì)沿晶體邊界沉淀引起的鍛造裂紋鋼中的硫通常以FES的形式沿晶體邊界沉淀矿退，熔點僅為982℃，在1200℃鍛造溫度下板薛，晶體邊界熔化跪篷，以液體膜的形式包圍晶體，破壞晶體之間的組合石葫，產(chǎn)生熱脆性桃姐，輕微鍛造會開裂。

鋼中含銅在1100～在1200℃溫度下的過氧化氣氛中加熱時汰寓，由于選擇性氧化吆寨，表面會形成富銅區(qū)。當(dāng)超過銅在奧氏體中的溶解度時踩寇，銅以液體薄膜的形式分布在晶體邊界啄清，形成銅脆，不能鍛造俺孙。如果鋼中仍有錫和銻辣卒，銅在奧氏體中的溶解度將嚴(yán)重降低，并加劇這種脆化趨勢睛榄。

(3)異相(二相)引起的鍛造裂紋鋼中二相的力學(xué)性能往往與金屬基體有很大的不同荣茫，因此在變形流動過程中會引起附加應(yīng)力想帅，導(dǎo)致整個工藝塑性下降。一旦局部應(yīng)力超過異相與基體之間的結(jié)合力啡莉，就會發(fā)生分離形成孔洞港准。如鋼中的氧化物、氮化物咧欣、碳化物浅缸、硼化物、硫化物近沐、硅酸鹽等庵坛。如果這些相是密集的。鏈條分布象瓤，尤其是在晶體邊界結(jié)合力薄弱的地方恼睹，高溫鍛造壓力會開裂。圖6-10是20SiMn鋼87t錠沿晶體邊界沉淀造成鍛造裂紋的宏觀形狀叨林，其表面已氧化狞衷，呈現(xiàn)多面柱狀晶體。微觀分析表明料鲫，鍛造裂紋與一次晶體邊界中大量沉淀的小顆粒狀A(yù)LN有關(guān)询时。

對策是：

1)限制鋼中加鋁量，去除鋼中氮氣或用鈦法抑制ALN沉淀量奥唯；

2)采用熱送鋼錠捷夜、過冷相變處理工藝；

3)提高熱送溫度（＞900℃)直接加熱鍛造商贾；

4)鍛前完全均勻退火非震，使晶界沉淀相擴散。

6.過熱满哪、過熱和溫度不均勻

當(dāng)加熱溫度過高或高溫停留時間過長時婿斥，很容易導(dǎo)致過熱和過熱。過熱顯著降低了材料的塑性和沖擊韌性哨鸭。過熱時民宿，材料的晶體邊界被劇烈氧化或熔化，完全失去了變形能力像鸡。

當(dāng)加熱溫度分布嚴(yán)重不均勻時活鹰，表現(xiàn)為鍛坯內(nèi)外、正反面只估、沿長度溫差過大志群，導(dǎo)致鍛造過程中變形不均勻、偏心鍛造等缺陷，也稱為缺熱锌云。

對策是：

l）嚴(yán)格執(zhí)行正確的加熱規(guī)范荠医；

2)注意裝爐方式，防止局部加熱桑涎；

3)調(diào)整溫度計彰莲，精心加熱操作，控制爐溫和爐氣流動烈瘸，防止加熱不均勻泳疗。

7.白點

白點是鍛件運動后冷卻過程中產(chǎn)生的內(nèi)部缺陷。它的形狀是細(xì)發(fā)尖角裂紋犹蝇，斷口是銀白色斑點菱泻。照片6-13是Cr－Ni－Mo鋼鍛件縱向斷口上的白點囤嗡。它的形狀不規(guī)則昵斤，尺寸不同。小長軸尺寸僅為2mm缤滑，長軸尺寸為24mm困邪。白點本質(zhì)上是一種脆性銳邊裂紋，危害極大瓤危。它是馬氏體和珠光體鋼中非常危險的缺陷业馒。

白點的原因是鋼中氫在應(yīng)力作用下富集到拉應(yīng)力區(qū)，使鋼產(chǎn)生所謂的氫脆性和脆性斷裂么鸿，因此氫和附加應(yīng)力的聯(lián)合作用是白點的原因蛾趣。

對策是：

1)降低鋼中氫含量，如注意烤箱材料爽冕、冶煉時充分沸騰仇祭、真空除氣、爐外精煉脫氣等颈畸。

2)采用消除白點的熱處理乌奇。主要任務(wù)是擴散鋼中的氫，消除應(yīng)力眯娱，如擴氫和退火熱處理礁苗。詳見鍛造過程中常見缺陷中鍛后清洗工藝不當(dāng)造成的缺陷。

8.組織性能不均勻

大型鍛件由于其尺寸大徙缴、工藝多试伙、周期長、工藝不均勻于样、不穩(wěn)定因素多迁霎，往往導(dǎo)致組織性能嚴(yán)重不均勻，無法通過機械性能試驗、金相組織檢查和無損檢測考廉。由于化學(xué)成分分析狱林、夾雜物聚集、各種孔隙缺陷涛帐、溫度變化緩慢衙到、分布不均勻、內(nèi)應(yīng)力大梯匠、缺陷多贱避、局部應(yīng)力變形、塑料流量扶绒、壓實程度疙汁、變形分布差異大、擴散緩慢幅之、組織變化復(fù)雜语哺、附加應(yīng)力大。上述因素可能導(dǎo)致組織性能嚴(yán)重不均勻刑炎，質(zhì)量不合格忽仗。

提高大型鍛件均勻性的措施：

1)采用先進的冶鑄技術(shù)，提高鋼錠的冶金質(zhì)量浦译；

2)采用控制鍛造棒假、控制冷卻技術(shù)，優(yōu)化工藝流程精盅，提高大鍛件生產(chǎn)的技術(shù)經(jīng)濟水平帽哑。

9.淬火裂紋和回火脆性

許多對機械性能和表面硬度要求較高的大型鍛件應(yīng)在鍛造后進行粗加工，然后進行質(zhì)量調(diào)節(jié)叹俏、熱處理或表面淬火妻枕。在熱處理過程中，由于溫度的急劇變化她肯，會產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力佳头。由于相變也產(chǎn)生組織應(yīng)力和鍛造