1.偏析

鋼中化學成分和雜質(zhì)分布的不均勻現(xiàn)象稱為偏析毕嘹。一般來說泞遗，高于平均成分的人稱為正偏析匠似，低于平均成分的人稱為負偏析熬的。還有宏觀分析点寥，如區(qū)域分析和微觀分析，如枝晶分析和晶間分析场钉。

大鍛件的偏析與鋼錠的偏析密切相關蚊俺，鋼錠的偏析程度與鋼種懈涛、鋼錠類型、冶煉質(zhì)量和澆筑條件有關泳猬。合金元素批钠、雜質(zhì)含量和鋼中氣體都加劇了偏析的發(fā)展。鋼錠越大得封，澆筑溫度越高了岸，澆筑速度越快，偏析程度越嚴重奈揩。

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

對策是：

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

2)采取多爐合澆彪珍、冒口補澆、振動澆注衔帚、發(fā)熱保溫冒口等措施讽钻，提高冒口補縮能力。

3)采用短粗錠型嚴格控制注溫和注速企鄙，改善結(jié)晶條件。

(2)枝晶偏析屬于微觀偏析业嗅。枝狀結(jié)晶與晶間微區(qū)成分的不均勻性可能導致組織性能分布不均勻倘谢。使用掃描電鏡（SEM）、波譜儀（WDS）咒吐、能譜儀（EDS）通過高溫擴散加熱野建，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恬叹。

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候生、硅酸鹽、氧化物等绽昼。它們在鋼中的數(shù)量和組成與鋼的成分唯鸭、冶煉質(zhì)量、澆筑工藝和脫氧方法有關硅确。高熔點的內(nèi)生夾雜物在基質(zhì)金屬之前凝固目溉，晶體不受阻礙，呈規(guī)則的棱角形狀菱农；低熔點的內(nèi)生夾雜物由于凝固金屬的限制缭付，形狀主要是球或條狀柿估，分支晶體沿晶體邊界分布。硫化物和塑料硅酸鹽組陷猫，當鋼錠鍛造變形時撰绕，沿主變形方向延伸，呈帶狀在轮。

對策是：

1)鋼液真空處理牺幻，爐外精煉，控制鋼液質(zhì)量鹿腕；

2)清潔澆注秋豌，防止外來污染和異金屬進入人體；

3)合理鍛造變形悼锻，改善夾雜分布劲旗。

3.縮孔疏松

這種孔隙缺陷破壞金屬連續(xù)性，形成應力集中和裂紋源透辜，屬于不允許的缺陷常孕。

鋼錠開坯時，切除量不足使萨，殘留縮孔疏松逐会，表現(xiàn)為鍛件端有管狀孔或嚴重中心疏松。

對策是：

1)嚴格控制澆注溫度和速度锰扶，防止低溫慢速注錠献酗；

2)采用發(fā)熱冒口或絕熱冒口，改善收縮條件坷牛，使收縮孔向冒口區(qū)移動罕偎，防止收縮孔深入錠體；

3)控制鍛造過程中鋼錠出口切口率京闰，充分切斷收縮松動缺陷颜及。合理鍛造壓力變形，壓實松動缺陷蹂楣。

4.氣泡

鋼中的氣體由爐料俏站、爐氣和空氣進入。當冶煉過程中脫氧不良痊土，沸騰排氣不足時肄扎，鋼液中的氣體含量過高。在凝固過程中赁酝，隨著溫度的降低和氣體溶解度的降低反浓，鋼液中沉淀出來，形成內(nèi)部氣泡赞哗。當鋼錠模壁潮濕峡哥、腐蝕庭走、涂層中含有水或揮發(fā)性物質(zhì)時，氣體會滲透到鋼錠表面烙昼，形成皮下氣泡荸凸。

對策是：

1)充分烘烤爐料和澆筑系統(tǒng)；

2)冶煉時充分脫氣泛红，采用保護澆筑工藝一恃；

3)高溫擴散、鍛壓焊孔缺陷麻镶；

4)及時燒剝表面裂紋桨檬。

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。圖6-8顯示2Cr13主軸鍛件中心裂紋端葵。這是因為6t鋼錠凝固時結(jié)晶溫度范圍窄众凝，線收縮系數(shù)大。冷凝收縮不足新框，內(nèi)外溫差大倍工，軸拉應力大，沿枝晶裂紋形成鋼錠軸晶間裂紋公般，鍛造過程中進一步擴展万搔，形成主軸鍛件裂紋。

以下措施可以消除這一缺陷：①提高冶煉鋼水的純度官帘；②鑄錠冷卻緩慢瞬雹，降低熱應力；③采用良好的加熱劑和保溫帽刽虹，提高收縮能力挖炬；④采用中心壓實鍛造工藝。

（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状婶，熔點僅為982℃，在1200℃鍛造溫度下馅巷，晶體邊界熔化膛虫，以液體膜的形式包圍晶體，破壞晶體之間的組合钓猬，產(chǎn)生熱脆性稍刀，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草悦，由于選擇性氧化赔绒，表面會形成富銅區(qū)。當超過銅在奧氏體中的溶解度時蝠兽，銅以液體薄膜的形式分布在晶體邊界衡孽，形成銅脆厂跋，不能鍛造。如果鋼中仍有錫和銻谨寂，銅在奧氏體中的溶解度將嚴重降低猫降，并加劇這種脆化趨勢。

(3)異相(二相)引起的鍛造裂紋鋼中二相的力學性能往往與金屬基體有很大的不同脆携，因此在變形流動過程中會引起附加應力淫沧，導致整個工藝塑性下降。一旦局部應力超過異相與基體之間的結(jié)合力瞭核，就會發(fā)生分離形成孔洞院抛。如鋼中的氧化物、氮化物绎蒙、碳化物染突、硼化物、硫化物您市、硅酸鹽等觉痛。如果這些相是密集的。鏈條分布茵休，尤其是在晶體邊界結(jié)合力薄弱的地方薪棒，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榕莺，其表面已氧化俐芯，呈現(xiàn)多面柱狀晶體。微觀分析表明钉鸯，鍛造裂紋與一次晶體邊界中大量沉淀的小顆粒狀ALN有關吧史。

對策是：

1)限制鋼中加鋁量，去除鋼中氮氣或用鈦法抑制ALN沉淀量唠雕；

2)采用熱送鋼錠贸营、過冷相變處理工藝；

3)提高熱送溫度（＞900℃)直接加熱鍛造岩睁；

4)鍛前完全均勻退火钞脂，使晶界沉淀相擴散。

6.過熱湖生、過熱和溫度不均勻

當加熱溫度過高或高溫停留時間過長時狡煎，很容易導致過熱和過熱。過熱顯著降低了材料的塑性和沖擊韌性澳敞。過熱時瞧纹，材料的晶體邊界被劇烈氧化或熔化，完全失去了變形能力。

當加熱溫度分布嚴重不均勻時澳券，表現(xiàn)為鍛坯內(nèi)外但治、正反面、沿長度溫差過大晾充，導致鍛造過程中變形不均勻玖膨、偏心鍛造等缺陷，也稱為缺熱崭湾。

對策是：

l）嚴格執(zhí)行正確的加熱規(guī)范赛邢；

2)注意裝爐方式，防止局部加熱猛蔽；

3)調(diào)整溫度計剥悟，精心加熱操作，控制爐溫和爐氣流動曼库，防止加熱不均勻区岗。

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。它的形狀是細發(fā)尖角裂紋毁枯，斷口是銀白色斑點慈缔。照片6-13是Cr－Ni－Mo鋼鍛件縱向斷口上的白點。它的形狀不規(guī)則种玛，尺寸不同藐鹤。小長軸尺寸僅為2mm，長軸尺寸為24mm赂韵。白點本質(zhì)上是一種脆性銳邊裂紋娱节，危害極大。它是馬氏體和珠光體鋼中非常危險的缺陷祭示。

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

對策是：

1)降低鋼中氫含量拭兢，如注意烤箱材料、冶煉時充分沸騰胯炊、真空除氣孟掺、爐外精煉脫氣等。

2)采用消除白點的熱處理抬而。主要任務是擴散鋼中的氫，消除應力封鹦，如擴氫和退火熱處理墓老。詳見鍛造過程中常見缺陷中鍛后清洗工藝不當造成的缺陷。

8.組織性能不均勻

大型鍛件由于其尺寸大、工藝多辽蚀、周期長翁纵、工藝不均勻、不穩(wěn)定因素多泳落，往往導致組織性能嚴重不均勻沐恨，無法通過機械性能試驗、金相組織檢查和無損檢測婚被。由于化學成分分析狡忙、夾雜物聚集、各種孔隙缺陷址芯、溫度變化緩慢灾茁、分布不均勻、內(nèi)應力大谷炸、缺陷多北专、局部應力變形、塑料流量旬陡、壓實程度拓颓、變形分布差異大、擴散緩慢描孟、組織變化復雜驶睦、附加應力大。上述因素可能導致組織性能嚴重不均勻画拾，質(zhì)量不合格啥繁。

提高大型鍛件均勻性的措施：

1)采用先進的冶鑄技術，提高鋼錠的冶金質(zhì)量摊矮；

2)采用控制鍛造头熏、控制冷卻技術，優(yōu)化工藝流程影偶，提高大鍛件生產(chǎn)的技術經(jīng)濟水平转挽。

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在鍛造后進行粗加工，然后進行質(zhì)量調(diào)節(jié)确羹、熱處理或表面淬火届审。在熱處理過程中，由于溫度的急劇變化癣偶，會產(chǎn)生較大的溫度應力噪旭。由于相變也產(chǎn)生組織應力和鍛造