锻造件在锻造时产生裂纹的现象分析与解决

　　在大锻造件锻造的过程中，当原材料质量差或锻造工艺不合适时，往往容易出现锻造裂纹，以下是一些由劣质材料引起的锻造裂纹案例分析与对策：

　　一、铸锭缺陷引起的锻造裂纹：

　　大多数铸锭缺陷可能会在锻造过程中导致开裂。图6-8为2Cr13主轴锻件的中心裂纹。这是因为6T钢锭的结晶温度范围窄，线收缩系数大。冷凝进料不足，内外温差大，轴向拉应力大，沿枝晶开裂，在铸锭轴上形成晶间裂纹。裂纹在锻造过程中进一步扩展，并在主轴锻造过程中形成裂纹。可通过以下措施消除缺陷：①提高钢水纯度；②缓慢冷却铸锭以降低热应力；③采用良好的加热剂和保温帽，增加进料量；④采用中心压实锻造工艺。

　　二、钢中有害杂质沿晶界析出引起的锻造裂纹：

　　钢中的硫常以FES的形式沿晶界析出，其熔点只982℃。在1200℃锻造温度下，晶界上的FES会熔化并以液膜的形式包围晶粒，破坏晶粒间的结合，产生热脆性，轻微锻造后会开裂。

　　当钢中的铜在1100~1200℃的过氧化氢气氛中加热时，由于选择性氧化，钢表面将形成富铜区。当高过铜在奥氏体中的溶解度时，铜将以液膜形式分布在晶界，形成铜脆化，不能锻造。如果钢中仍然存在锡和锑，铜在奥氏体中的溶解度将严重降低，脆化倾向将加剧。由于铜含量高，在锻造加热过程中表面被选择性氧化，因此铜沿晶界富集，而锻造裂纹是由富铜相沿晶界成核和扩展形成的。

　　三、异相（阶段二）导致的锻造裂纹：

　　钢中二相的力学性能往往与金属基体的力学性能相差很大，因此在变形和流动过程中会产生附加应力，导致整个过程塑性下降。一旦局部应力高过不同相与基体之间的结合力，就会分离并形成孔洞。例如，钢中的氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅酸盐等。如果这些相是稠密的。在高温锻造过程中，链状分布，格外是在沿晶界的弱结合力下，会出现裂纹。某铸锭锻造裂纹为宏观形貌，该裂纹是由沿晶界的细小AlN沉淀引起的。表面氧化，呈多面体柱状晶，微观分析表明，锻造裂纹与沿初生晶界大量析出细颗粒氮化铝有关。

　　防范氮化铝晶间析出导致锻造件开裂的对策如下：

　　1、制约钢中铝的添加量，去除钢中的氮或通过添加钛制约AlN沉淀；

　　2、采用热送锭和过冷相变处理工艺；

　　3、提高热送温度（>900℃），直接热锻；

　　4、锻造前应进行充分的均匀化退火，以扩散晶界处的沉淀物。