论锻造裂纹与热处理裂纹特点
2019年第4期
浅谈锻造裂纹与热处理裂纹
崇鹏 (扬子重型)
摘要介绍了锻造裂纹与热处理裂纹的宏观特征和显微特征, 对二者的不同之处及形
成原
因进行了分析, 以帮助相关技术人员更好地分辨裂纹类型。
关键词锻造裂纹热处理裂纹显微特征1 前言
锻造裂纹与热处理裂纹是密不可分, 而分清工件的锻造裂纹和热处理裂纹(包括淬火
裂纹、回火裂纹), 就便于准确查找裂纹发生在哪一工序, 有利于分析裂纹产生的原因。
2 锻造裂纹和热处理裂纹的宏观特征
1) 锻造裂纹的宏观特征:裂纹主要出现在锻造侧面的弧形处, 裂纹比较粗大, 一般以
多条、多种特征的形式存在, 无明显细尖端, 比较圆钝, 无明显的方向性, 有时会出现一
些较细的锻造裂纹。肉眼可见裂纹走向基本都始于锻造面, 呈垂直状或螺旋状向另一侧延伸, 甚至有些锻造裂纹贯穿上下锻造面(图1) 。
2) 热处理裂纹的宏观特征:裂纹刚健挺直, 呈穿晶分布, 起始点较宽, 尾部细长曲折, 常发生在工件的棱角槽口、截面突变处(图2)
。
3 锻造裂纹和热处理裂纹的显微特征
1) 表面缺陷(如折叠、裂纹、结疤、重皮等) 或加工裂纹导致的锻造裂纹和热处理裂
纹的显微特征:裂纹的裂口内常伴随有大量的氧化产物, 甚至还会有氧化圆点(图3), 裂纹两侧有较为明显的脱碳(图4)
。
图2 热处理裂纹的宏观特征
a 螺旋形裂口
b 弧形处V 形裂口
c 端部V 形裂纹
图1
锻造裂纹的宏观特征
图3 高温氧化圆点
鄂钢科技
图4 裂纹附近的组织
2) 夹杂物导致的锻造裂纹和热处理裂纹的显微特征:裂纹内一般无氧化和脱碳现象;
热处理裂纹扩展方向一般是穿晶和沿晶同时并存, 严重时可呈单独条线状延伸, 甚至会穿
过整个工件, 若经回火, 裂纹内可能会出现氧化物; 一般情况下, 裂纹内夹杂物即使脱落, 也能在裂纹附近观察到夹杂物的存在(图5)
。
图7 组织异常的裂纹特征
5) 锻造作用力过大导致的锻造裂纹的显微特征:应力裂纹, 裂纹内及附近无氧化和脱
碳现象。
以上5种情况, 如果经锻造工序后工件本身已存在裂纹, 再进行热处理(主要为淬火) 时, 裂纹会进一步扩展, 裂纹的开口度会增大, 长度会增加; 裂纹的头部和中部两侧的脱
碳量会加重, 而尾部裂纹在应力的作用下可能会加长, 尾部扩展裂纹内无氧化脱碳现象。
4 分析
4. 1 锻造裂纹产生的原因
锻造过程(包括加热、冷却) 中裂纹的产生与金属的受力情况、组织结构、变形温度
和变形速度等有关。除了工具给予工件的作用外, 还有变形不均匀和变形速度不同引起的
附加应力、温度不均匀引起的热应力和组织转变不同产生的组织应力。金属的组织
图5 裂纹内及附近的夹杂物
3) 增碳和急冷区导致的锻造裂纹和热处理裂纹的显微特征:裂纹内无氧化和脱碳现象(图6)
。
结构是裂纹产生和扩展的内部依据; 应力状态、变形速度和变形温度是裂纹产生和扩
展的外部条件, 通过对金属组织和微观机制的影响而对裂纹的发生和扩展发生作用。
4. 2 热处理裂纹产生的原因
工件在热处理过程中会产生很大的应力(组织应力和热应力等), 当这些应力超过钢的
屈服强度时, 会引起工件的变形; 当应力继续增大, 超过钢的抗拉强度时, 则会造成工件
的开裂。工件淬火时形成的拉应力是引起淬火裂纹的主要原因。若钢的塑性较高, 即使有较大的拉应力也不一定使工件开裂。因
图6 增碳处的裂纹特征
4) 组织异常导致的锻造裂纹和热处理裂纹的显微特征:裂纹内较干净(图7)
。
此, 应力较大且组织脆而硬时, 工件才容易开裂。
5 讨论
5. 1 锻造裂纹与材质及锻造工艺的关系工件的冶金质量缺陷, 如非金属夹杂、缩孔及气
2019年第4期
泡等, 在锻造时均能引起裂纹。另外工件入炉温度过高、升温太快和加热温度过高, 以及锻造时变形太大、变形不均、终锻温度过低和锻造后冷速过快等因素, 都能引起锻造裂纹。
5. 2 热处理裂纹与材质的关系
钢材中的非金属夹杂物、疏松、缩孔和气孔等缺陷使得钢材致密性较差, 是淬火应力的集中点, 热处理时工件容易由此开裂。特别是非金属夹杂物可强烈破坏钢的连续性, 危害很大, 是产生淬火裂纹的起源。
高碳、高合金钢的组织中存在较多的二次碳化物和共晶碳化物, 这些碳化物未经过压力加工(如锻造等) 前呈明显的带状偏析, 使钢产生很大的脆性, 淬火时产生的内应力如不能为材料的塑性变形所抵消和缓解时, 便会引起淬火工件的开裂, 裂纹多见于碳化物偏析最严重的地方。碳化物级别过高, 会使淬火奥氏体合金度不一致, 从而造成工件冷却时马氏体转变的不一致性和不同时性, 使内应力增加而引起淬火裂纹。
5. 3 裂纹与锻造工艺之间的联系
有些材料经用户加热后组织出现异常情况, 如晶粒粗大、脆性相多(如魏氏组织、碳化物等), 特别是一些高碳高合金钢, 易形成网状共晶碳化物, 在晶界上形成一层硬壳使钢产生了很大的脆性, 阻碍了钢的塑性变形。在锻造过程中即使没有形成裂纹, 但加重了形变应力。在随后的热处理过程中, 应力叠加(组织应力、热应力、形变应力等) 易形成裂纹。
此外, 工件在一定的加热时间里被加热到高出工
艺规定的某一淬火加热温度时, 便会造成工件的淬火过热。过热温度会因钢种的不同而造成不同程度的影响。工件一旦过热, 则奥氏体晶粒粗化, 生成的马氏体针也粗大, 容易产生马氏体微裂纹。这种马氏体的微裂纹是淬火裂纹的激发源, 并发展成为淬火裂纹。过热使钢的性能变坏, 强度与塑性大大降低。
另外, 过大的锻造应力也能影响裂纹的形成, 在随后的热处理过程中或形成裂纹, 或进一步扩大裂纹。
6 锻造裂纹与热处理裂纹的分辨方法
1) 注意裂纹发生的部位。尖锐的凹凸转角处、孔的边缘处、刻印处、打钢印处及机械加工造成的表面缺陷等部位, 在这些部位发生的裂纹多属淬火裂纹。
2) 观察工件的裂断面。若裂纹断面呈白色或暗白色或浅红色(水淬时造成的水锈), 均可断定为淬火裂纹。若裂纹断面呈深褐色, 甚至有氧化铁皮出现, 那就不是淬火裂纹, 系淬火前就存在的裂纹, 是工件在锻造或压延过程中形成的, 淬火时则被扩大。因淬火裂纹基本是在M S 点以下形成的, 其断面是不会被氧化的。
3) 在显微组织中, 锻造裂纹和淬火裂纹都是沿晶界断裂或穿晶界断裂, 锻造裂纹较圆顿, 淬火裂纹较细长。
4) 如果裂纹周围有脱碳层存在, 就不是淬火裂纹, 而是淬火前就存在的裂纹。因为淬火裂纹是淬火冷却时产生的, 绝不会发生脱碳现象。
第4章热处理工艺 热处理工艺种类很多，大体上可分为普通热处理（或叫整体热处理），表面热处理，化学热处理，特殊热处理等。 4.1钢的普通热处理 4.1.1退火 将金属或合金加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却（一般为随炉冷却），的热处理工艺叫做退火。 退火的实质是将钢加热到奥氏体化后进行珠光体转变，退火后的组织是接近平衡后的组织。 退火的目的： z降低钢的硬度，提高塑性，便于机加工和冷变形加工； z均匀钢的化学成分及组织，细化晶粒，改善钢的性能或为淬火作组织准备； z消除内应力和加工硬化，以防变形和开裂。 退火和正火主要用于预备热处理，对于受力不大、性能要求不高的零件，退火和正火也可作为最终热处理。 一、退火方法的分类 常用的退火方法，按加热温度分为： 临界温度（Ac1或Ac3）以上的相变重结晶退火：完全退火、扩散退火、不完全退火、球化退火 临界温度（Ac1或Ac3）以下的退火：再结晶退火、去应力退火 碳钢各种退火和正火工艺规范示意图： 1、完全退火 工艺：将钢加热到Ac3以上20~30 ℃℃，保温一段时间后缓慢冷却（随炉）以获得接近平衡组织的热处理工艺（完全A化）。 完全退火主要用于亚共析钢（w c=0.3~0.6%），一般是中碳钢及低、中碳合金钢铸件、锻件及热轧型材，有时也用于它们的焊接件。低碳钢完全退火后硬度偏 低，不利于切削加工；过共析钢加热至Ac cm以上A状态缓慢冷却退火时，Fe3C Ⅱ
会以网状沿A晶界析出，使钢的强度、硬度、塑性和韧性显著降低，给最终热处理留下隐患。 目的：细化晶粒、均匀组织、消除内应力、降低硬度和改善钢的切削加工性。 亚共析钢完全退火后的组织为F+P。 实际生产中，为提高生产率，退火冷却至500℃左右即出炉空冷。 2、等温退火 完全退火需要的时间长，尤其是过冷A比较稳定的合金钢。如将A化后的钢较快地冷至稍低于Ar1温度等温，是A转变为P，再空冷至室温，可大大缩短退火时间，这种退火方法叫等温退火。 工艺：将钢加热到高于Ac3(或Ac1)的温度，保温适当时间后，较快冷却到珠光体区的某一温度，并等温保持，使A?P然后空冷至室温的热处理工艺。 目的：与完全退火相同，转变较易控制。 适用于A较稳定的钢：高碳钢（w(c)>0.6％）、合金工具钢、高合金钢(合金元素的总量>10％)。等温退火还有利于获得均匀的组织和性能。但不适用于大截面钢件和大批量炉料，因为等温退火不易使工件内部或批量工件都达到等温温度。 3、不完全退火 工艺：将钢加热到Ac1~Ac3(亚共析钢)或Ac1~Ac cm(过共析钢)经保温后缓慢冷却以获得近于平衡组织的热处理工艺。 主要用于过共析钢获得球状珠光体组织，以消除内应力，降低硬度，改善切削加工性。球化退火是不完全退火的一种 4、球化退火 使钢中碳化物球状化，获得粒状珠光体的一种热处理工艺。 ℃℃温度，保温时间不宜太长，一般以2~4h 工艺：加热至Ac1以上20~30 为宜，冷却方式通常采用炉冷，或在Ar1以下20℃左右进行较长时间等温。 主要用于共析钢和过共析钢，如碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢等。过共析钢经轧制、锻造后空冷的组织是片层状的珠光体与网状渗碳体，这种组织硬而脆，不仅难以切削加工，在以后的淬火过程中也容易变形和开裂。球化退火得到球状珠光体，在球状珠光体中，渗碳体呈球状的细小颗粒，弥散分布在铁素体基体上。球状珠光体与片状珠光体相比，不但硬度低，便于切削加工，而且在淬火加热时，奥氏体晶粒不易粗大，冷却时变形和开裂倾向小。如果过共析钢有网状渗碳体存在时，必须在球化退火前采用正火工艺消除，才能保证球化退火正常进行。 目的：降低硬度、均匀组织、改善切削加工性为淬火作组织准备。 球化退火工艺方法很多，主要有： a)一次球化退火工艺：将钢加热到Ac1以上20~30 ℃℃，保温适当时间，然后随炉缓慢冷却。要求退火前原始组织为细片状珠光体，不允许有渗碳体网存在。
热处理裂纹的修补方法 内容来源网络，由深圳机械展收集整理！ 一渗碳 （1）浓度过高：可将工件在中性介质中加热到正火温度，是碳在中性介质气氛中向内部扩散，减低表面浓度。 （2）浓度不够：可重新升温再渗。 （3）渗层脱碳：可重新进行一次短时渗碳 （4）淬火后硬度过低出现大量残余奥氏体：将工件进行高温回火，保温可延长，使残余奥氏体及马氏体转变为珠光体，随后在750——780低温淬火，此时合金元素和碳均不能完全溶解于奥氏体，淬火就可减少残余奥氏体含量。 二氮化 1.硬度不够的主要原因： （1）氮化温度过高或者一度过高 （2）第一阶段氮的分解率过高 （3）氮化时间过短，氮化层太薄 （4）炉罐新换，氮气没适度增加, 对于出现硬度低的不合格工件，可先给予退氮，然后重新氮化 2.深度浅，氮化层不足原因分析
（1）第二阶段氮化温度低，时间短 （2）工件氮化前未经调质处理 （3）氮分解率控制不当防止出现这一缺陷的主要措施是将工件的组织基体处理为索氏体，稳定分解率，足够保温时间。对于氮化出现以上问题的补救方法是在正常温度下重新氮化。 3.表面氧化 （1）出炉时温度过高 （2）冷却过程中有空气进入 4.氮化层脆性大甚至有裂纹 （1）氮分解率过低 （2）氮化温度低 （3）退氮气处理不当 （4）冷却速度过慢 （5）预先热处理造成脱碳或组织粗大 措施：适当提高氮的分解率和氮化温度，退氮要充分，降温过程中加大氮的流量，以加快冷却速度可避免以上缺陷。对于出现脆性的工件可将工件在500——520（保温3——5小时）进行退氮处理，或将在570——580（在氮的气氛中回火4——5小时），在630——650回火2小时左右均可。 5.工件变形大
xxxxxx工程 裂 缝 评 估 报 告 xxxx检验站二O一二年九月
xxx工程裂缝评估报告 报告编号：xxxx 报告编制： 审核： 主检： 批准： xxxxx检验站 二O一二年九月
第一章概述 1.2检测评定手段及目的 (1)外观检查：检测顶板裂缝宽度，评定顶板外观质量； (2)超声波法：检测裂缝深度。 1.3评估依据 本项目研究所依据的相关规范、规程以及相关文件主要有： (1)《超声法检测混凝土缺陷技术规程》（CECS 21：2000）。 (2)《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）。 第二章外观检查、裂缝宽度和深度检测 2.1概述 在现场检测期时，对xxxxx箱涵左顶板外观进行了详细的检测，检测内容包括裂缝宽度、桥墩外观质量、裂缝深度检测等。 现场检测发现桥墩墩身出现纵向裂缝。裂缝宽度检测测采用KON-KF（B）裂缝宽度监测仪（见附图）。裂缝深度检测采用KON-FSY裂缝深度测试仪。 xxxxx箱涵共分三块施工，左块于2012年9月16日16点左右施工,右块于9月16日2点左右施工，中块于9月17日施工。只有在顶板左块于浇筑第二天出现了20多起纵向裂缝，少量横向裂缝。裂缝最长1.2m,80%的裂缝长度30-50mm；裂缝间间距80%为20-30mm；裂缝宽度为0.35-2.44mm；裂缝深度为9-51mm，其中85%的裂缝深度为25-30mm，其中2条裂缝深度为51mm。 图1 裂缝分布示意图
2.2原因分析 顶板裂缝：顶板裂缝形成原因多样复杂，一般以下几方面原因较突出。 (1)混凝土浇筑振捣后，粗骨料沉落挤出水分、空气，表面呈现泌水而形成竖向体积缩小沉落，造成表面砂浆层，它比下层混凝土有较大的干缩性能，待水分蒸发后（如爆晒、风吹），易形成干缩裂缝。 (2)模板浇筑混凝土之前洒水不够，过于干燥，则模板吸水量大，引起混凝土的塑性收缩，产生裂缝。 (3)混凝土浇捣后在初凝前后没有进行抹平压光和养护不当也易引起裂缝。 (4)顶板浇注后，上人上料过早，上料集中，也易造成裂缝。 (5)混凝土过量使用外加剂，或水灰比、坍落度过大 结合工程调查和检测分析，裂缝产生的原因可能为①混凝土坍落度过大；②初凝前后没有进行抹平压光，造成表面水分蒸发后，表面砂浆层干缩大于下层混凝土，易形成干缩裂缝；③顶板左板混凝土浇筑后初凝在晚上8点左右，终凝在晚上2点左右，这时内外温差最大，且混凝土在刚失去塑性，强度很低，这也加大了表面收缩开裂。 第三章结论和建议 3.1结论 xxxxx顶板出现的裂缝进行超声波分析和外观检测，综合分析各类测试结果，结论如下： (1)xxxxx工程k0+628箱涵左顶板的纵向裂缝宽度在0.35-2.44mm之间， 大于《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）规定的裂缝宽度容许值]=0.3mm。此类裂缝属混凝土表面收缩引起的干缩裂缝。 [W lim （2）通过非金属超声波分析仪对检测点检测，结果表明：裂缝深度在85%在25mm-30mm之间，裂缝开展深度值大部分在混凝土保护层内。 综合分析该裂缝对结构无显明影响，但影响结构的整体性和耐久性。 3.2建议 (1)加强对顶板的裂缝观测：观察其宽度和长度是否有加深加长的趋势。 (2)对于顶板裂缝进行有效的封闭处理。(详见第四章) 总之，xxxx顶板裂缝按上述建议进行有效处理后，结构的整体性和耐久
热处理特殊工序是指气体渗碳、重加热淬火及感应淬火工序，特殊工序过程必须通过相关标准实施过程能力确认，确保设备能力保证过程能力；通过具备相应资格的操作人员，有效控制适宜的工艺参数保证过程能力；通过完善的质量记录为过程提供证据；并通过定期的再确认实现有效的持续改进。 1.对特殊工序的设备能力的确认 热处理特殊工序的设备包括RJJ-90,RQ2-90,RQ3-90井式炉，RH-105转底式保护气氛加热炉，HIC-48密封箱式多用炉，KGPS200/4感应加热淬火机床；Y15-Ⅱ淬火油槽及107等温分级淬火油槽。 井式炉能满足热处理正火、退火、调质、渗碳、碳氮共渗、软氮化等热处理工艺。能处理最大工件尺寸950×?700㎜、装炉量≤500Kg。 RH-105转底式保护气氛加热炉能满足光亮退火、碳氮共渗、保护气氛加热淬火等热处理工艺。能处理最大工件尺寸500×500×350㎜，加热工位8个。 密封箱式多用炉能满足光亮退火、碳氮共渗、调质、渗碳等热处理工艺。能处理最大工件尺寸1200×700×700㎜，装炉量≤1000Kg。 1.1.4Y15-Ⅱ快速光亮淬火油槽能满足中大模数齿轮、轴的淬火要求；107等 温 分级淬火油能满足中小模数齿轮及变形量要求小的零件的淬火要求。 为保证特殊工序过程能力，实施特殊工序的设备应具如下性能： 密封性能良好。实施渗碳、碳氮共渗、软氮化工艺时炉内气氛压力≥10㎜ 水柱。用U型应力计进行检查。 炉温均匀性应达到各型炉子的要求。用标准热电偶检查： a.井式炉温度均匀性≤±15℃ b.RH-105转底炉,HIC-48密封箱式多用炉温度均匀性≤±10℃。 安全性能保证。各型炉子的废气排放口应畅通；风扇系统冷却水应保证正常供给。 设备科负责定期（每年一次）对特殊设备的各项性能、运行状况、完好程度能否满足热处理的产品质量要求进行确认。 2.对特殊工序工艺参数的确认 根据用户提供的零件图纸所描述的需要达到的技术要求，技术科所辖的热处理工艺组应结合本厂的设备能力及设备性能，分析该零件实施特殊工序的可行性。然后编制该零件的特殊工序的工艺方案，编写特殊工序的试制工艺卡。报送技术科确认后方可实施。并通过试制总结验证后，报送技术科审核，由总工程师批准，形成特殊工序正式工艺文件。工艺文件应符合如下要求： 热处理前的零件状态应合理，变形量要求小的锻、铸件应经过正火、退火、消除应力；切削量大的机加工件应消除应力。 应最大限度避免产生热处理缺陷，实现工艺流程短、工人易掌握、操作简单，产品质量稳定。 充分体现现有条件，合理设计工装；充分利用各类加热设备特点，满足不同零件的加热要求。 工艺卡应明确规定产品挂具、代替产品检查的试样规格及放置方法。 工艺卡应明确代替产品检查的试样的检验技术要求：包括金相组织、渗层深度/有效硬化层深度或淬硬层深度、表面硬度、心部硬度及变形要求。 热处理工艺过程的主要工艺参数：温度、时间、渗碳剂或保护气氛名称及用量
热处理变形与裂纹 工件热处理后常产生变形和开裂，其结果不是报废，也要花大量工时进行修整。 工件变形和开裂是由于在冷、热加工中产生的应力所引起的。当应力超过弹性极限时，工件产生变形；应力大于强度极限时，工件产生裂纹。 热处理中热应力和组织应力是怎样产生的只有不断认识这个问题，才能采用各种工艺方法来减小和近控制这两种应力。 在加热和冷却时，由于工件热胀冷缩而产生的热应力和组织转变产生的组织应力是造成变形和开裂的主要原因，而原材料缺陷、工件结构形状等因素也促使裂纹的产生和发展。 后面主要叙述热处理操作中的变形和开裂产生原因及一般防止方法，也讨论原材料质量、结构形状等对变形和开裂的影响。 一、钢的缺陷类型 1、缩孔：钢锭和铸件在最后凝固过程中，由于体积的收缩，得不到钢液填充，心部形 成管状、喇叭状或分散的孔洞，称为缩孔。缩孔将显著降低钢的机械性能。 2、气泡：钢锭在凝固过程中会析出大量的气体，有一部分残留在处于塑性状态的金属 中，形成了气孔，称为气泡。这种内壁光滑的孔洞，在轧制过程中沿轧制方向延伸，在钢材横截面的酸浸试样上则是圆形的，也叫针孔和小孔眼。气泡将影响钢的机械 性能，减小金属的截面，在热处理中有扩大纹的倾向。 3、疏松：钢锭和铸件在凝固过程中，因部分的液体最后凝固和放出气体，形成许多细 小孔隙而造成钢的一种不致密现象，称为疏松。疏松将降低钢的机械性能，影响机 械加工的光洁度。 4、偏析：钢中由于某些因素的影响，而形成的化学成份不均匀现象，称为偏析。如碳 化物偏析是钢在凝固过程中，合金元素分别与碳元素结合，形成了碳化物。碳化物 （共晶碳化物）是一种非常坚硬的脆性物质，它的颗粒大小和形状不同，以网状、 带状或堆集不均匀地分布于钢的基体中。根据碳化物颗粒大小、分布情况、几何形 状、数量多少将它分为八级。一级的颗粒最小，分布最均匀且无方向性。二级其次，八级最差。碳化物偏析严重将显著降低钢的机械性能。这种又常常出现于铸造状态 的合金具钢和高速钢中。对热处理工艺影响很大，如果有大块碳化物堆集或严重带 状分布，聚集处含碳量较高，当较高温度淬火时，工件容易因过热而产生裂纹。但 为了避免产生裂纹，而降低淬火温度，结果又会使硬度和红硬性降低。碳化物偏析 严重将直接影响产品质量，降低使用寿命或过早报废。 5、非金属夹杂物：钢在冶炼、浇铸和冷凝等过程中，渗杂有不溶解的非金属元素的化 合物，如氧化物、氮化物、硫化物和硅酸盐等、总称为非金属夹杂物。钢中非金属 夹杂物存在将破坏基体金属的连续性，影响钢的机械性能、物理性能、化学性能及 工艺性能。在热处理操作中降低塑性和强度而且夹杂物处易形成裂纹。在使用过程 中也容易造成局部应力集中，降低工件使用寿命。夹杂物的存在还降低钢的耐腐蚀 性能。 6、白点：钢经热加工后，在纵向断口上，发现有细小的裂纹，其形状为圆形或椭圆形 的，呈银亮晶状斑点。在横向热酸宏观试样上呈细长的发裂，显微观察裂缝穿过晶 粒，裂缝附近不发现塑性变形，裂缝处无氧化与脱碳现象。这种缺陷称为白点。白 点将显著降低横向塑性与韧性，在热处理中易形成开裂。 7、氧化与脱碳：钢铁在空气或氧化物气氛中加热时，表面形成一层松脆的氧化皮，称
一：锻造裂纹与热处理裂纹形态 一：锻造裂纹一般在高温时形成，锻造变形时由于裂纹扩大并接触空气，故在100X或500X 的显微镜下观察，可见到裂纹内充有氧化皮，且两侧是脱碳的，组织为铁素体，其形态特征是裂纹比较粗壮且一般经多条形式存在，无明细尖端，比较圆纯，无明细的方向性，除以上典型形态外，有时会出现有些锻造裂纹比较细。裂纹周围不是全脱碳而是半脱碳。 淬火加热过程中产生的裂纹与锻造加热过程形成的裂纹在性质和形态上有明显的差别。对结构钢而言，热处理温度一般较锻造温度要低得多，即使是高速钢、高合金钢其加热保温时间则远远小于锻造温度。由于热处理加热温度偏高，保温时间过长或快速加热，均会在加热过程中产生早期开裂。产生沿着较粗大晶粒边界分布的裂纹；裂纹两侧略有脱碳组织，零件加热速度过快，也会产生早期开裂，这种裂纹两侧无明显脱碳，但裂纹内及其尾部充有氧化皮。有时因高温仪器失灵，温度非常高，致使零件的组织极粗大，其裂纹沿粗大晶粒边界分布。 结构钢常见的缺陷： 1 锻造缺陷 （1）过热、过烧：主要特征是晶粒粗大，有明显的魏氏组织。出现过烧说明加热温度高、断口晶粒粗大，凹凸不平，无金属光泽，晶界周围有氧化脱碳现象。 （2）锻造裂纹：常产生于组织粗大，应力集中处或合金元素偏析处，裂纹内部常充满氧化皮。锻造温度高，或者终端温度低，都容易产生裂纹。还有一种裂纹是锻造后喷水冷却后形成的。 （3）折叠：冲孔、切料、刀板磨损、锻造粗糙等原因造成了表面缺陷，在后续锻造时，将表面氧化皮等缺陷卷入锻件本体内而形成折缝。在显微镜上观察时，可发现折叠周围有明显脱碳。 2 热处理缺陷 （1）淬裂：其特点是刚健挺直，呈穿晶分布，起始点较宽，尾部细长曲折。此种裂纹多产生于马氏体转变之后，故裂纹周围的显微组织与其它区域无明显区别，也无脱碳现象。（2）过热：显微组织粗大，如果是轻度过热，可采用二次淬火来挽救。 （3）过烧：除晶粒粗大外，部分晶粒已趋于熔化，晶界极粗。 （4）软点：显微组织有块状或网状屈氏体和未溶铁素体等。加热不足，保温时间不够，冷却不均匀都会产生软点。 二：锻造裂纹与热处理裂纹产生原因 锻造裂纹：钢在锻造过程中，由于钢材存在表面及内部缺陷，如发纹、砂眼、裂纹、夹杂物、皮下气泡、缩孔、白点和夹层等，都可能成为锻打开裂的原因。另外，由于锻打工艺不良或操作不当，如过热、过烧或终锻温度太低，锻后冷却速度过快等，也会造成锻件开裂。 热处理裂纹：淬火裂纹是宏观裂纹，主要由宏观应力引起。在实际生产过程中，钢制工件常由于结构设计不合理，钢材选择不当、淬火温度控制不正确、淬火冷速不合适等因素，一方面增大淬火内应力，会使已形成的淬火显微裂纹扩展，形成宏观的淬火裂纹，另一方面，由于增大了显微裂纹的敏感度，增加了显微裂纹的数量，降低了钢材的脆断抗力Sk,从而增大淬火裂纹的形成可能性。 影响淬裂的因素很多，这里仅将生产中常碰到的几种情况作一介绍： 1.原材料已有缺陷而导致的淬裂：
淬火开裂原因 1材料弄混 2冷却不当，在M S点以下快冷，因组织应力大而开裂。淬火油中含水过多。 3未淬透工件心部硬度为36~45时，在淬硬层与非淬硬层交界处易形成淬火裂纹。 4具有最危险尺寸的工件易形成淬火裂纹。全淬透最危险尺寸是：水淬为8~15（mm），油淬为25~40（mm）。 5严重表面脱碳易形成网状裂纹。严重表面脱碳的高碳钢中，脱碳层的马氏体比体积小。易形成表面拉应力而导致形成网状裂纹。 6内径较小的深孔工件，由于内表面较外表面冷速慢，使得残余热应力作用小，所受的残余拉应力较外表面大，内壁易形成平行的纵向裂纹。 7淬火加热温度过高，引起晶粒粗化，晶界弱化，钢的脆断强度降低，易淬火开裂。 8重复淬火前，未进行中间退火，过热倾向大，前项淬火的应力还未消除，又增加了新的应力，应力叠加易开裂。另外，多次加热引起表面脱碳，促使开裂。 9大截面高合金钢工件淬火加热时，未经预热或加热速度过快，加热时的应力和组织应力增大，引起开裂。 10原始组织不良。如高碳钢球化退火质量欠佳，其组织是细片状珠光体和点状珠光体时，过热倾向大，晶粒粗化，马氏体含碳量高，淬火开裂倾向大。 11原材料显微裂纹，非金属夹杂物，严重的碳化物偏析，淬火开裂倾向增大。如非金属夹杂物，严重的碳化物沿轧制方向成带状分布，由于力学性能的各项异性，其横向性能比纵向性能低（30~50）%，在表面最大拉应力作用下，常呈纵向开裂。 12锻造裂纹在淬火时开裂。在普通炉内淬火加热时，破断面上有黑色的氧化皮，裂纹两侧有脱碳层。 13过烧裂纹。裂纹多呈网状，晶界有氧化或熔化现象。 14淬透性低的钢，被钳子夹持的地方，冷速慢，有非马组织，钳口位于淬硬层与非淬硬层交界处时易开裂。 15工件的尖角，孔，截面突变及粗加工刀痕等，因应力集中引起开裂。 16高速钢，高铬钢分级淬火工件，未冷至室温，就急于清洗而引起开裂。 17深冷处理因急冷，急热，引起较大的组织和热应力，且低温时，材料的淬断强度低，易开裂。 18淬火后未及时回火，工件内部的显微裂纹在淬火应力作用下扩展形成淬火裂纹。
砼表面裂缝原因分析 The manuscript was revised on the evening of 2021
砼表面裂缝原因分析 一、混凝土裂缝类型及成因 实际上，钢筋混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多，甚至多种因素互相影响，但每一条裂缝均有其产生的一种或几种原因，其中最常见的是混凝土早期裂缝，混凝土早期裂缝有以下几种：1、塑性沉降裂缝此类裂缝产生的主要原因是由于混凝土骨料沉降时受到阻碍（如钢筋、模板）而产生的。这种裂缝大多出现在混凝土浇注后小时至3小时之间，混凝土尚处在塑性状态，混凝土表面消失水光时立即产生，沿着梁及板上面钢筋的走向出现，主要是混凝土塌落度大、沉陷过高所致。另外在施工过程中如果模板绑扎的不好、模板沉陷、移动时也会出现此类裂缝。 1、塑性收缩裂缝 此类裂缝产生的主要原因是混凝土浇筑后，在塑性状态时表面水分蒸发过快造成的。这类裂缝形状不规则、长短宽窄不一、呈龟裂状，深度一般不超过50mm.多在表面出现，产生的原因主要是混凝土浇注后3—4小时左右表面没有被覆盖，特别是平板结构在炎热或大风天气混凝土表面水分蒸发过快，或者是基础、模板吸水过快，以及混凝土本身的水化热高等原因造成混凝土产生急剧收缩，此时混凝土强度趋近于零，不能抵抗这种变形应力而导致开裂。 2、温度的变化与湿度的变化 裂缝：混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝上的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿，表面干缩形变受到内部混凝土的约束，也往往导致裂缝。 3、原材料质量引起的裂缝
热处理淬火十种裂纹分析与措施 2007-4-16 1、纵向裂纹 裂纹呈轴向，形状细而长。当模具完全淬透即无心淬火时，心部转变为比容最大的淬火马氏体,产生切向拉应力，模具钢的含碳量愈高，产生的切向拉应力愈大，当拉应力大于该钢强度极限时导致纵向裂纹形成。以下因素又加剧了纵向裂纹的产生： (1)钢中含有较多S、P、***、Bi、Pb、Sn、As等低熔点有害杂质，钢锭轧制时沿轧制方向呈纵向严重偏析分布，易产生应力集中形成纵向淬火裂纹，或原材料轧制后快冷形成的纵向裂纹未加工掉保留在产品中导致最终淬火裂纹扩大形成纵向裂纹； (2)模具尺寸在钢的淬裂敏感尺寸范围内(碳工具钢淬裂危险尺寸为8-15mm，中低合金钢危险尺寸为25-40mm)或选择的淬火冷却介质大大超过该钢的临界淬火冷却速度时均易形成纵向裂纹。 预防措施： (1)严格原材料入库检查，对有害杂质含量超标钢材不投产； (2)尽量选用真空冶炼，炉外精炼或电渣重熔模具钢材； (3)改进热处理工艺，采用真空加热、保护气氛加热和充分脱氧盐浴炉加热及分级淬火、等温淬火； (4)变无心淬火为有心淬火即不完全淬透，获得强韧性高的下贝氏体组织等措施，大幅度降低拉应力，能有效避免模具纵向开裂和淬火畸变。 2、横向裂纹 裂纹特征是垂直于轴向。未淬透模具，在淬硬区与未淬硬区过渡部分存在大的拉应力峰值，大型模具快速冷却时易形成大的拉应力峰值，因形成的轴向应力大于切向应力，导致产生横向裂纹。锻造模块中S、P．***，Bi，Pb，Sn，As等低熔点有害杂质的横向偏析或模块存在横向显微裂纹，淬火后经扩展形成横向裂纹。 预防措施： (1)模块应合理锻造，原材料长度与直径之比即锻造比最好选在2—3之间，锻造采用双十字形变向锻造，经五镦五拔多火锻造，使钢中碳化物和杂质呈细、小，匀分布于钢基体，锻造纤维组织围绕型腔无定向分布，大幅度提高模块横向力学性能，减少和消除应力源； (2)选择理想的冷却速度和冷却介质：在钢的Ms点以上快冷，大于该钢临界淬火冷却速度，钢中过冷奥氏体产生的应力为热应力，
复杂弯轴类锻件辊锻-摩擦压力机模锻复合锻造工艺 一、前言 复杂弯轴类锻件的最佳成形法一直是锻造行业致力研究的问题，前些年我国轻轿车生产数量不大，没有形成规模经营，故轻轿车复杂弯轴锻件的生产主要以传统的锤上模锻工艺进行小批量生产，有的厂家甚至采用自由锻—胎模锻工艺，需几火次才能锻成。近年来，我国轻轿车生产迅速发展，生产批量越来越大，整机制造水平越来越高，对复杂弯轴类锻件而言，不仅形状复杂，而且锻件尺寸精度，表面质量等方面的要求也更加严格，故探索轻轿车复杂弯轴类锻件的合理锻造方法，显得尤为重要。根据一汽轻轿车生产实际需求，在试验研究的基础上，我们采用了辊锻制坯—摩擦压力机模锻复合工艺替代传统的锤上模锻，生产了轻型车左转向节臂，奥迪轿车左、右下控制臂等五种复杂弯轴类锻件，其锻件技术水平达到了轻型车、奥迪轿车原图纸设计要求，各项技术经济指标均达到了预期目标。 二、工艺分析与方案确定 轻轿车复杂弯轴类锻件，其特点是轴线呈空间曲线形，多向弯曲，截面差与落差大，外形复杂，锻造成形与模具加工难度较大。以左转向节臂（图1）为例，按传统的锤上模锻工艺，一般要采用拨长—滚压—弯曲—锻造等工步。其突出缺点是锻件精度较差，工作时震动噪音大，材料消耗与能耗大，劳动条件差。如采用较先进的热模锻压力机成形法，虽然工人劳动条件好，生产率及锻件尺寸精度较高，也便于实现机械化和自动化，但其突出缺点是制造成本高，不便于拔长、滚压等制坯工步，需配其它辅助设备制坯。 图1 针对现有锻造工艺的诸多问题及复杂弯轴类锻件自身的技术特点，我们确定了辊锻——摩擦压力机模锻复合锻造工艺的方案，其工艺流程为：下料→中频感应加
第1题 造成结构不均匀沉降的原因主要有()个方面？ A.3 B.4 C.5 D.6 E.7 答案:C 您的答案：C 题目分数：11 此题得分：11.0 批注： 第2题 有()个因素能引起结构温差裂缝？ A.1 B.2 C.3 D.4 E.5 答案:C 您的答案：C 题目分数：11 此题得分：11.0 批注： 第3题 防止碱-集料反应而引起结构裂缝，有()项措施？ A.3 B.4 C.5 D.6 E.7 答案:A 您的答案：A 题目分数：11 此题得分：11.0 批注： 第4题 塑性收缩裂缝，一般出现在（）天气中？
A.湿热 B.干热 C.大风 D.暴风雨 E.干燥 答案:B,C 您的答案：B,C 题目分数：11 此题得分：11.0 批注： 第5题 （）构件保护层越厚，其在荷载作用下的横向裂缝就越容易出现？ A.受拉构件 B.受弯构件 C.受压构件 D.偏心受压构件 E.偏心受拉构件 答案:A,B,D 您的答案：A,B,D 题目分数：11 此题得分：11.0 批注： 第6题 骨料级配不好，易造成结构（）。 A.空洞 B.麻面 C.漏筋 D.涨模 E.凝结时间延长 答案:A,B,C 您的答案： 题目分数：12 此题得分：0.0 批注： 第7题 断面配筋率满足设计要求，钢筋规格粗细对结构裂缝影响不大。答案:错误 您的答案：错误
题目分数：11 此题得分：11.0 批注： 第8题 水泥越细，水化热越慢。 答案:错误 您的答案：错误 题目分数：11 此题得分：11.0 批注： 第9题 防止结构养护裂缝，养护水跟水温也有关系。答案:正确 您的答案：正确 题目分数：11 此题得分：11.0 批注： 试卷总得分：88.0 试卷总批注：
CQI-9特殊过程：热处理系统评审（第3版）培训课程 培训背景： 热处理系统评审CQI-9：Special Process: Heat Treat System Assessment（HTSA）由美国汽车工业行动集团AIAG的热处理工作小组开发，AIAG于2006年3月发布；2007年8月发布了第二版；2011年10月发布了第三版。 HTSA提出的热处理要求是来自顾客和产品标准的附加要求。热处理系统评审适用于评审一个组织满足HTSA的要求及顾客要求、政府法规要求和组织自身要求的能力；也适用于对供应商的评审。 HTSA的目标是在供应链中建立持续改进，强调缺陷预防，减少变差和浪费的热处理管理系统。HTSA与国际认可的质量管理体系以及适用的顾客特殊要求相结合，规定了热处理管理系统的基本要求。旨在为汽车生产件和相关服务件组织建立热处理管理体系提供一个通用的方法。 美国戴姆勒克莱斯勒、福特、通用三大汽车公司在其顾客特殊要求中均对热处理系统评审提出要求，凡是热处理供应商都必须按CQI-9做过程审核。 培训目标： ?全面了解热处理管理系统的相关要求； ?识别和满足顾客特殊要求； ?获得有效实施CQI-9的方法和思路； ?学习热处理过程控制的有效方法； ?识别热处理过程失效模式并采取预防行动； ?降低热处理产品的风险。 培训对象： ?热处理工厂中高层管理人员； ?质量管理体系管理人员； ?热处理产品设计师； ?工艺工程师； ?现场质量控制工程师。 培训课程大纲 第一部分：金属学，热处理基础知识 ——金属材料的物理性能、化学性能、机械性能、工艺性能及影响 ——金属学基础知识：常见晶格类型、铁-碳合金状态图特性点、特性线及典型金相组织
锻造裂纹 裂纹是锻压生产中常见的主要缺陷之一，通常是先形成微观裂纹，再扩展成宏观裂纹。锻造工艺过程（包括加热和冷却）中裂纹的产生与受力情况、变形金属的组织结构、变形温度和变形速度等有关。锻造工艺过程中除了工具给予工件的作用力之外，还有由于变形不均匀和变形速度不同引起的附加应力、由温度不均匀引起的热应力和由组织转变不同时进行而产生的组织应力。 应力状态、变形温度和变形速度是裂纹产生和扩展的外部条件；金属的组织结构是裂纹产生和扩展的内部依据。前者是通过对金属组织及对微观机制的影响而对裂纹的发生和扩展发生作用的。全面分析裂纹的成因应当综合地进行力学和组织的分析。 （一）形成裂纹的力学分析 在外力作用下物体内各点处于一定应力状态，在不同的方位将作用不同的正应力及切应力。裂纹的形式一般有两种：一是切断，断裂面是平行于最大切应力或最大切应变；另一种是正断，断裂面垂直于最大正应力或正应变方向。 至于材料产生何种破坏形式，主要取决于应力状态，即正应力σ与剪应力τ之比值。也与材料所能承受的极限变形程度εmax及γmax有关。例如，①对于塑性材料的扭转，由于最大正应力与切应力之比σ/τ=1是剪断破坏；②对于低塑性材料，由于不能承受大的拉应变，扭转时产生45°方向开裂。由于断面形状突然变化或试件上有尖锐缺口，将引起应力集中，应力的比值σ/τ有很大变化，例如带缺口试件拉伸σ/τ=4，这时多发生正断。 下面分析不同外力引起开裂的情况。 1.由外力直接引起的裂纹 压力加工生产中，在下列一些情况，由外力作用可能引起裂纹：弯曲和校直、脆性材料镦粗、冲头扩孔、扭转、拉拔、拉伸、胀形和内翻边等，现结合几个工序说明如下。 弯曲件在校正工序中（见图3-34）由于一侧受拉应力常易引起开裂。例如某厂锻高速钢拉刀时，工具的断面是边长相差较大的矩形，沿窄边压缩时易产生弯曲，当弯曲比较严重，随后校正时常常开裂。 镦粗时轴向虽受压应力，但与轴线成45°方向有最大剪应力。低塑性材料镦粗时常易产生近45°方向的斜裂（见图片8-355）。塑性好的材料镦粗时则产生纵裂，这主要是附加应力引起的。 工件的几何形状对应力分布有明显影响。例如，拉伸试棒在缩颈形成前各处可以视为受均匀的单向拉应力，一旦形成缩颈后，缩颈表面就受三向拉应力；镦粗时也有类似的情况，只是应力的符号相反。 工件在冷却过程中所形成的热应力及组织应力在不断变化，其分布方向恰好相反，但从数量上并不能正好抵消；热应力早在高温冷却初期即产生，而淬火组织应力则在较低的温度（Ms以下）时才开始出现；冷至室温后的最终残余内应力，其大小与分布情况取决于热应力与组织应力在每一瞬时相互叠加作用的结果。 对于无同素异构转变的锻件，在锻后空冷或其它缓慢的冷却过程中，热应力通常并不引起严重后果。虽然冷却初期温差较大，表层为拉应力（中心部分受压应力），但因温度较高，塑性较好，不致引起开裂；冷却后期温差不太大，且表层受压应力，所以也不引起开裂。奥氏体（如、50Mn18Cr4WN）的任何大断面锻件都可以直接空冷而不需缓冷，甚至水淬时也不产生裂纹。 组织应力在较低温度下才开始发生，这时材料塑性较低，这是造成冷却时开裂的主要原因。高速钢冷却裂纹及马氏体不锈钢冷却裂纹附近没有氧化脱碳现象也证明了这一点。对于马氏体不锈钢即使采取一些缓冷措施，仍必须退火后才能进行酸洗，否则在腐蚀时易出现应力腐蚀开裂。 W18Cr4V钢锻件一侧因锻后激冷形成的裂纹。加热时温度分布及其变化情况与冷却时正相反，升温过程中表层温度超过心部温度，并且导热性越差，断面越大，温差也越大。 对于热应力，这时表层受压内层受拉，在受拉应力区由于温度低，塑性差有可能形成开裂。在加热初期金属尚处于弹性状态的时候，在加热速度不变的条件下，根据计算，在圆柱体坯料轴心区沿轴向的拉应力是沿径向和切向拉应力值的两倍。因此，加热时坯料一般是横向开裂。 加热过程中由于相变不同时进行也有组织应力发生，但这时由于温度较高，材料塑性较好，其危险程度远较冷锭快速加热时为小。
( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 火车车轮锻造工艺分析(最新 版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process
火车车轮锻造工艺分析(最新版) 铁路交通是我国运输系统的重要组成部分，在国民经济和社会发展过程中，铁路运输扮演着不可替代的重要角色。我国一直以来都十分重视铁路运输的发展。最近几年以来，随着以高铁为代表的新型铁路运输技术的应用，我国铁路运输朝着高速、重载方向发展，车轮在复杂的运行工况和恶劣的工作条件下，受到来自于速度效应和制动方式的双重影响，对其耐磨性、强韧性以及抗疲劳性提出了更高的要求。但是我国现有的车轮锻压生产技术，还不能完全满足铁路运输发展对火车车轮质量的要求。尤其是我国高速列车的车轮，在车轮的制造中，还存在废品率较高的现象。因此，笔者认为，研究火车车轮锻压生产工艺，提高我国火车车轮锻压生产技术水平，制造优质火车车轮，对于降低我国火车整车生产成本，促进铁路运输的发展，有十分重要的现实意义。 1.火车车轮概述。
1.1.我国火车车轮形制特征简析 火车车轮是火车整车零件中的一个关键组成部分，是火车机车生产中技术较高的环节之一。由于火车的种类繁多，工作环境和机车构造也不尽相同，所以火车车轮的结构形式和形制特征也多种多样。一般由轮毂、轮辋、辐板三个部分组成。 火车车轮属于典型的金属塑性成形产品，常常会出现多种内部和外部缺陷。比较常见的有偏心缺陷、组织和填充不完全等缺陷。所以车轮生产中对锻压技术要求较高。 1.2.我国现行车轮生产工艺。 当前包括我国在内的世界各国普遍采用模锻——轧制法（又称整体辗钢车轮生产法）进行火车车轮锻造生产，这一方法主要采用模锻和轧制扩径两个主要步骤来完成车轮主体的成形。和铸造法相比较，该法所生产的车轮内在质量要好很多，与全模锻制造法相比，该法的优点在于对模锻设备的要求较低。全世界有20多个生产厂家，虽然各自的生产工艺有其独有特点，但是总体来说从流程来讲可以分为三个主要步骤：预成型及成型、轧制扩径和压弯冲孔。通过初
裂纹 裂纹是锻压生产中常见的主要缺陷之一，通常是先形成微观裂纹，再扩展成宏观裂纹。锻造工艺过程（包括加热和冷却）中裂纹的产生与受力情况、变形金属的组织结构、变形温度和变形速度等有关。锻造工艺过程中除了工具给予工件的作用力之外，还有由于变形不均匀和变形速度不同引起的附加应力、由温度不均匀引起的热应力和由组织转变不同时进行而产生的组织应力。 应力状态、变形温度和变形速度是裂纹产生和扩展的外部条件；金属的组织结构是裂纹产生和扩展的内部依据。前者是通过对金属组织及对微观机制的影响而对裂纹的发生和扩展发生作用的。全面分析裂纹的成因应当综合地进行力学和组织的分析。 （一）形成裂纹的力学分析 在外力作用下物体内各点处于一定应力状态，在不同的方位将作用不同的正应力及切应力。裂纹的形式一般有两种：一是切断，断裂面是平行于最大切应力或最大切应变；另一种是正断，断裂面垂直于最大正应力或正应变方向。 至于材料产生何种破坏形式，主要取决于应力状态，即正应力σ与剪应力τ之比值。也与材料所能承受的极限变形程度εmax 及γmax有关。例如，①对于塑性材料的扭转，由于最大正应力与切应力之比σ/τ=1是剪断破坏；②对于低塑性材料，由于不能承受大的拉应变，扭转时产生45°方向开裂。由于断面形状突然变化或试件上有尖锐缺口，将引起应力集中，应力的比值σ/τ有很大变化，例
如带缺口试件拉伸σ/τ=4，这时多发生正断。 下面分析不同外力引起开裂的情况。 1.由外力直接引起的裂纹 压力加工生产中，在下列一些情况，由外力作用可能引起裂纹：弯曲和校直、脆性材料镦粗、冲头扩孔、扭转、拉拔、拉伸、胀形和内翻边等，现结合几个工序说明如下。 弯曲件在校正工序中（见图3-34）由于一侧受拉应力常易引起开裂。例如某厂锻高速钢拉刀时，工具的断面是边长相差较大的矩形，沿窄边压缩时易产生弯曲，当弯曲比较严重，随后校正时常常开裂。 镦粗时轴向虽受压应力，但与轴线成45°方向有最大剪应力。低塑性材料镦粗时常易产生近45°方向的斜裂（见图片8-355）。塑性好的材料镦粗时则产生纵裂，这主要是附加应力引起的。 工件的几何形状对应力分布有明显影响。例如，拉伸试棒在缩颈形成前各处可以视为受均匀的单向拉应力，一旦形成缩颈后，缩颈表面就受三向拉应力；镦粗时也有类似的情况，只是应力的符号相反。
制造工艺详解——铸造 铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺，已有约6000年的历史。中国约在公元前1700～前1000年之间已进入青铜铸件的全盛期，工艺上已达到相当高的水平。 一、铸造的定义和分类 铸造的定义：是将液体金属浇铸到与零件形状相适应的铸造空腔中，待其冷却凝固后，获得具有一定形状、尺寸和性能金属零件毛坯的成型方法。 常见的铸造方法有砂型铸造和精密铸造，详细的分类方法如下表所示。 砂型铸造：砂型铸造——在砂型中生产铸件的铸造方法。钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。由于砂型铸造所用的造型材料价廉易得，铸型制造简便，对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应，长期以来，一直是铸造生产中的基本工艺。 精密铸造：精密铸造是用精密的造型方法获得精确铸件工艺的总称。它的产品精密、复杂、接近于零件最后形状，可不加工或很少加工就直接使用，是一种近净形成形的先进工艺。 铸造方法分类 二、常用的铸造方法及其优缺点 1. 普通砂型铸造
制造砂型的基本原材料是铸造砂和型砂粘结剂。最常用的铸造砂是硅质砂，硅砂的高温性能不能满足使用要求时则使用锆英砂、铬铁矿砂、刚玉砂等特种砂。应用最广的型砂粘结剂是粘土，也可采用各种干性油或半干性油、水溶性硅酸盐或磷酸盐和各种合成树脂作型砂粘结剂。 砂型铸造中所用的外砂型按型砂所用的粘结剂及其建立强度的方式不同分 为粘土湿砂型、粘土干砂型和化学硬化砂型3种。 砂型铸造用的是最流行和最简单类型的铸件已延用几个世纪.砂型铸造是用来制造大型部件，如灰铸铁，球墨铸铁,不锈钢和其它类型钢材等工序的砂型铸造。其中主要步骤包括绘画，模具，制芯，造型，熔化及浇注，清洁等。 工艺参数的选择 加工余量：所谓加工余量，就是铸件上需要切削加工的表面，应预先留出一定的加工余量，其大小取决于铸造合金的种类、造型方法、铸件大小及加工面在铸型中的位置等诸多因素。 起模斜度：为了使模样便于从铸型中取出，垂直于分型面的立壁上所加的斜度称为起模斜度。 铸造圆角：为了防止铸件在壁的连接和拐角处产生应力和裂纹，防止铸型的尖角损坏和产生砂眼，在设计铸件时，铸件壁的连接和拐角部分应设计成圆角。 型芯头：为了保证型芯在铸型中的定位、固定和排气，模样和型芯都要设计出型芯头。 收缩余量：由于铸件在浇注后的冷却收缩，制作模样时要加上这部分收缩尺
> 房屋裂缝产生的原因及分析 > > > 提要：通过对房屋裂缝表现特征的分析，推断裂缝产生的原因，进而推断房屋的安全性，认 定事故的责任方。 > > 关键词：房屋裂缝原因安全性 > > 人的生活与房屋休戚相关，而房屋裂缝又严重影响人们的身心健康。在建筑业蓬勃发展的今天，也不断有大批新建房屋出现裂缝的现象。 > > 为减轻房屋开裂，防止倒塌，应针对不同的原因采取相应措施。 > > 材质，材性和砌筑质量主要在施工阶段控制，荷载，温度变形，地基不均匀沉降主要由设计 控制。下面就几种外力方面原因所致裂缝的不同现象，原因进行探讨。 > > 1 荷载作用引起的开裂和倒塌 > > 了解不同类型和砌体的这些裂缝特征，对正确分析处理工程中墙体的裂缝有重要意义。一般 来说，墙体在受压状态下产生较大的影响。如果裂缝贯穿若干皮砖，裂缝在荷载持续作用下将 进一步发展，使砌体形成独立小柱而破坏。此外，由荷载引起的裂缝和破坏还有：梁下墙体由 竖向裂缝发展形成的局压破坏，在砌体结构中墙体应避免这些荷载裂缝的出现和开展，一旦发 现这种裂缝，应及时采取措施，以免发生房屋倒塌事故，这类缺陷产生的原因来自三个方面 > > 1.1 设计方面 > > 1.1.1 结构选型和布置不和理。如；房屋的跨度，层高，荷载较大，且轴向偏心距超过限值时，仍采用无筋砌体结构；房屋较长未设横墙，或横墙间距过大，且无抵抗水平荷载的可靠性 措施；位于池塘，湖泊中的基础采用砖柱基础，且在柱顶用简支构件连接的处理方式等。1.1.2 计算简图与实际受力不符。如；连续梁按多跨简支梁传力，造成部分墙柱超载；弹性方案房屋 按刚性方案的简图分析内力，使墙柱的内力低于实际值等。 1.1.3 漏算荷载。如；漏算梁上墙体结构自重以及上人的屋顶荷载等。1.1.4 盲目套用图纸，不经计算或计算错误，使砌体结构 构件的承载力不满足设计规范的要求： 1.1.5 忽视构造要求。如；大梁支承长度短，梁下未设钢筋混凝土垫块；墙柱高厚不满足规范要求；地震区房屋未设构造柱及未采取其他构造措施等。> > 1..2 施工方面 > > 1.2.1 砌块和砂浆强度等级远远达不到设计要求，如粘土砖与粉煤灰混用等。 > > 1.2.2 砌筑方法错误。如；砌体内外不搭接，上下不错缝，砖柱采用包心砌法等。 > > 1.2.3 干砖上墙，沙浆因严重失水而导致与砂浆之间未粘结成一体。 > > 1.2.4 水平灰缝砂浆不饱满，厚薄不均匀，且偏离规范要求的灰缝厚度过多。 > > 1.2.5 在承重墙柱上留孔，墙与柱，纵墙与横墙拉结不牢，竖向留直槎连接，且未采取加强 连接的措施等。 > > 1.2.6 软弱地基未经验槽处理，填土地基未进行分层夯实便施工基础。 >