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锻件钢锭的组织及其宏观缺陷

发布时间:2019-03-06 点击数:1116

       宏观分析又称粗视检验,是用肉眼直接观察或用30倍以下放大镜观察金属材料断口或磨面的宏观组织和缺陷的方法。宏观分析的试样观察面积大、视域宽、范围广,检验方法、操作技术以及所需要的检验设备简单,能迅速、较全面地分析金属材料由于冶金质量、加工质量致使金属材料的内部或表面产生缺陷的原因,但不能观察金属组织结构的细节。常用锻件的宏观分析方法有酸蚀试验、断口分析、贴片分析、断口检验和塔形试验等。在生产检验中,可根据检验的要求来选择适当的宏观分析方法。

       1.钢锭的凝固过程和组织状态

       典型的钢锭组织可分为三个明显的不同区域,它们分别是靠近模壁的细小等轴晶体区、由细小等轴晶体区向铸锭中心生长的柱状晶体区和铸锭中心较为粗大的等轴枝晶区。


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       钢锭的凝固过程和组织形态与锭模的种类、锭模预热温度、金属的浇铸温度、过热温度、变质处理条件等因素有关。采用金属模及增加其模壁厚度,可使液态金属获得较大的内外温差,这将有利于柱状晶区的形成。在相同的浇铸温度下,金属模比砂模可获得更大的柱状晶区。铸模预热温度越高,等轴晶区就越大。浇铸温度越高,内外温差就越大,凝固所需的时间就越长,这使锻件柱状晶有充分的时间和机会得到发展;同时液态金属温度越高,非自发晶核的数目就越少,这更有利于柱状晶体的发展。

       在钢铁生产中,不希望得到塑性相对较差的柱状晶体,故生产上常用变质处理和物理方法控制柱状晶体。在铸锭组织结构中,纯金属在铸锭的表面、缩孔处可以清楚地看到树枝晶体组织,而在铸锭内只能看到外形不规则的晶粒。在铸态合金的组织中,由于晶内偏析或结晶顺序不同,其金相试样经适当侵蚀后,用金相显微镜可以看到合金内部的树枝晶体组织,即枝晶偏析。

       2.钢锭的典型宏观缺陷

       钢锭在凝固过程中由于浇铸温度、冷却速度和不熔杂质等因素,易造成钢锭表面有明显的宏观缺陷,如缩孔、疏松、偏析、气孔、裂纹、树枝晶、白点等。



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