鍛件鋼錠的組織及其宏觀缺陷
宏觀分析又稱粗視檢驗,是用肉眼直接觀察或用30倍以下放大鏡觀察金屬材料斷口或磨面的宏觀組織和缺陷的方法。宏觀分析的試樣觀察面積大、視域?qū)?、范圍廣,檢驗方法、操作技術(shù)以及所需要的檢驗設(shè)備簡單,能迅速、較全面地分析金屬材料由于冶金質(zhì)量、加工質(zhì)量致使金屬材料的內(nèi)部或表面產(chǎn)生缺陷的原因,但不能觀察金屬組織結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。常用鍛件的宏觀分析方法有酸蝕試驗、斷口分析、貼片分析、斷口檢驗和塔形試驗等。在生產(chǎn)檢驗中,可根據(jù)檢驗的要求來選擇適當(dāng)?shù)暮暧^分析方法。
1.鋼錠的凝固過程和組織狀態(tài)
典型的鋼錠組織可分為三個明顯的不同區(qū)域,它們分別是靠近模壁的細(xì)小等軸晶體區(qū)、由細(xì)小等軸晶體區(qū)向鑄錠中心生長的柱狀晶體區(qū)和鑄錠中心較為粗大的等軸枝晶區(qū)。

鋼錠的凝固過程和組織形態(tài)與錠模的種類、錠模預(yù)熱溫度、金屬的澆鑄溫度、過熱溫度、變質(zhì)處理條件等因素有關(guān)。采用金屬模及增加其模壁厚度,可使液態(tài)金屬獲得較大的內(nèi)外溫差,這將有利于柱狀晶區(qū)的形成。在相同的澆鑄溫度下,金屬模比砂??色@得更大的柱狀晶區(qū)。鑄模預(yù)熱溫度越高,等軸晶區(qū)就越大。澆鑄溫度越高,內(nèi)外溫差就越大,凝固所需的時間就越長,這使鍛件柱狀晶有充分的時間和機(jī)會得到發(fā)展;同時液態(tài)金屬溫度越高,非自發(fā)晶核的數(shù)目就越少,這更有利于柱狀晶體的發(fā)展。
在鋼鐵生產(chǎn)中,不希望得到塑性相對較差的柱狀晶體,故生產(chǎn)上常用變質(zhì)處理和物理方法控制柱狀晶體。在鑄錠組織結(jié)構(gòu)中,純金屬在鑄錠的表面、縮孔處可以清楚地看到樹枝晶體組織,而在鑄錠內(nèi)只能看到外形不規(guī)則的晶粒。在鑄態(tài)合金的組織中,由于晶內(nèi)偏析或結(jié)晶順序不同,其金相試樣經(jīng)適當(dāng)侵蝕后,用金相顯微鏡可以看到合金內(nèi)部的樹枝晶體組織,即枝晶偏析。
2.鋼錠的典型宏觀缺陷
鋼錠在凝固過程中由于澆鑄溫度、冷卻速度和不熔雜質(zhì)等因素,易造成鋼錠表面有明顯的宏觀缺陷,如縮孔、疏松、偏析、氣孔、裂紋、樹枝晶、白點等。
