各种结构钢锻件的缺陷组织的防止方法

   结构钢在加热和冷却过程中有同素异构转变，锻件的使用性能主要靠最终热处理工艺来保证。另外，锻造过程中的某些缺陷也可以用锻后热处理（如正火、退火等）予以消除或改善。

  (1)结构钢锻件锻造过程中的质量问题  加热过程中的主要缺陷是氧化、脱碳过热、过烧。锻件过热后在低倍上表现为粗晶。多数合金结构钢锻件过热后沿原温奥氏体晶界有析出相，并常常呈现稳定过热。马氏体钢和贝氏体钢锻件过热后，由于组织遗传的原因，常产生低倍粗晶。结构钢过热后的断口，按过热的程度和检验状态不同，有粗晶断口、萘状断口和石状断口等。

  结构钢一般都具有较好的塑性，锻造过程中的开裂主要是由下列因素引起的：①钢锭和钢材中的冶金缺陷；②加热过程中由于渗硫、渗铜、渗锡等原因，在晶界上存在有低熔点相；③锻造操作不当。

  锻造变形工艺不当时，可能引起折叠、流线分布不符合要求等缺陷。终锻温度偏低时，可能在锻件内引起带状组织。

结构钢在冷却过程中由于有相变，能引起组织应力。结构钢大锻件，当含氢量较高，且锻后冷却工艺不当时，常易产生白点。

  (2)防止脱碳的对策  主要有以下几方面：

  ①锻件加热时，尽可能地降低加热温度及在高温下的停留时间，合理地选择加热短加热的总时间；

  ②造成及控制适当的加热气氛，使呈现中性或采用保护性气体加热，为此可采用特殊设计的加热炉（在脱氧良好的盐浴炉中加热，要比普通箱式炉中加热的脱碳倾向小）；

  ③热压力加工过程中，如果因为一些偶然因素使生产中断，应降低炉温以待生产恢复，如停顿时间很长，则应将坯料从炉内取出或随炉降温；

  ④进行冷变形时尽可能地减少中间退火的次奴及降低中间退火的温度，或者用软化回火代替高温退火。进行中间退火或软化回火时，加热应在保护介质中进行；

  ⑤高温加热时，钢的表面利用覆盖物及涂料保护以防止氧化和脱碳；

  ⑥正确的操作应增大工件的加工余量，以使脱碳层在加工时能完全去掉。

  (3)防止晶粒粗大的措施

  ①采用适当的变形程度和变形温度也能达到细化晶粒的目的，例如在设计模具和选择坯料形状、尺寸时，既要使变形量大于临界变形程度，又要避免出现因变形程度过大而引起的激烈变形区，并且模锻时应采用良好的润滑剂，以改善金属的流动条件，使其变形均匀。

锻件的晶粒度取决于终锻温度下的变形程度。

  锻造时应恰当控制最高热加工温度（既要考虑到加热温度，也要考虑到热效应引起的升温），以免发生聚合再结晶。如果果变形量较小时，应适当降低热加工温度。

  终锻温度一般不宜太高，以免晶粒长大，但是对于高温合金等，充同素异构转变的材料，终锻温度又不宜太低，不应低混合变形组织的温度。

  ②采用锻后正火（或退火）等相变重结晶的方法来细化晶粒。必要时利用奥氏体再结晶规律进行高温正火来细化晶粒。

  ③将材料加热到相变点以上，并迅速冷却，这样反复数次的急热急冷可以获得超细晶粒。急热时，在获得一定过热度的情况下，可产生大量晶核。急冷使晶核不能迅速长大。例如GCr15材料快速加热到800一850℃用冷盐水冷却，反复四次可获得超细晶粒。