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热处理常见缺陷分析与对策时 间：2020.10.28 学习人：吴俊 部 门：试验检测中心基本知识点：1、热处理缺陷直接影响产品质量、使用性能和安全。
2、热处理缺陷中最危险的是：裂纹。
有：淬火裂纹、延迟裂纹、冷处理裂纹、回火裂纹、时效裂纹、磨削裂纹和电镀裂纹。
其中生产中最常见的裂纹是纵火裂纹。
3、热处理缺陷中最常见的是：热处理变形，它有尺寸变化和形状畸变。
4、淬火获得马氏体组织，以保证硬度和耐磨性。
淬火后应进行回火，以消除残余应力，如W6Mo5Cr4V2应进行一次回火。
5、亚共析钢淬火加热温度： +（30-50）度。
6、高速钢应采用调质处理即淬火+高温回火。
7、回火工艺若控制不当则会产生回火裂纹。
8、热处理过热组织可通过多次正火或退火消除，严重过热组织则应采用高温变形和退火联合作用才能消除。
9、渗氮零件基本组织为回火索氏体。
其原始组织中若有大块F 或表面严重脱碳，则易出现针状组织。
10、有色金属最有效的强化手段是固溶处理和固溶处理+时效处理。
11、疲劳破坏有疲劳源区、裂纹疲劳扩展和瞬时断裂三个阶段。
12、高速钢的热组织为：共晶莱氏体，也有可能晶界会熔化。
13、应力腐蚀开裂的必要条件之一是：存在拉应力。
14、65Mn 钢第二类回火脆性温度区间为250-380。
钼能有效抑制第二类回火脆性。
15、热处理时发生的组织变化中，体积比容变化最大的是马氏体。
16、防止淬裂的工艺措施：等温淬火、分级淬火、水-油淬火和水-空气双液淬火。
17、高温合金热处理产生的特殊热处理缺陷有：晶间氧化、表面成分变化、腐蚀点、晶粒粗大及混合晶粒等。
18、感应加热淬火缺陷有：表层硬度低、硬化层深度不合格、变形大、残留应力大、尖角过热及软点与软带。
19、弹簧钢的组织状态一般为：T+M 。
20、氢脆条件：氢的存在、三项应力和对氢敏感的组织。
21、断裂有脆性断裂和韧性断裂。
绝大多数热处理裂纹属脆性断裂。
22、高碳钢淬火前应进行球化退火。
23、时效变形的主要影响因素有：化学成分、回火温度和时效温度。
热处理常见缺陷和对策热处理的目的是通过加热和冷却使金属和合金获得期望的微观组织，以便改变材料的加工工艺性能或提高工件的使用性能，从而延长其使用寿命。
热处理工件的力学性能未能达到设计技术要求，是一种常见的热处理质量缺陷。
其原因有材料选择不当、材料有固有缺陷、热处理工艺不当、加热或冷却方式不当、热处理工艺执行不严等因素造成。
工件在使用过程中，承受不同载荷，在不同工作温度下工作，因而表现为不同的失效方式。
例如过量塑性变形、断裂、疲劳、蠕变、磨损、应力腐蚀等。
工件最重要的力学性能有硬度、抗拉强度、冲击韧度、蠕变性能、疲劳性能、耐腐蚀性能等。
这些性能合格与否，需要根据工件的服役条件和技术条件具体情况具体分析，热处理工作者要掌握热处理与这些性能指标的关系，清楚什么样的热处理工艺问题会引起什么样的性能缺陷，从而找到避免和解决问题的思路。
一、硬度不合格金属材料的硬度与其静拉伸强度和疲劳强度存在一定的经验关系，并与金属的冷成形性、切削加工性和焊接性能等加工工艺性能存在某种程度的关系；硬度试验不损坏工件，测试简单，数据直观，故而被广泛用作热处理工件的最重要的质量检验指标，不少工件还是其唯一的技术要求。
硬度不合格是最常见的热处理缺陷之一。
主要表现为硬度不足、淬火冷却速度不够、表面脱碳、钢材淬透性不够、淬火后残余奥氏体过多、回火不足等因素造成的。
淬火工件在局部区域出现硬度偏低的现象叫做软点。
软点区域的围观组织多为马氏体和沿原奥氏体晶界分布的托氏体混合组织。
软点或硬度不均匀通常是由于淬火加热不均匀或淬火冷却不均匀所引起。
加热时炉温不均匀，加热温度或保温时间不足是造成加热不均匀的主要原因。
冷却不均匀主要由于淬火冷时工件表面附着着淬火介质的气泡、淬火介质被污染（例如水中有油悬浮珠）或淬火介质搅动不充分所造成的。
此外，钢材组织过于粗大，存在严重偏析，大块碳化物或大块自由铁素体也会造成淬火不均匀形成软点。
1.1 软点淬火加热的目的是使工件在淬火过程中完成组织转变。
火力锅炉的热处理缺陷及预防措施热处理是火力锅炉制造过程中必不可少的一环，它可以改变钢材
的物理性质，提升其硬度、强度和耐腐蚀性等特性，提高锅炉的耐用
性和安全性。
然而，在热处理过程中也会存在一些缺陷，如果不及时
解决，就会对火力锅炉的质量和使用寿命产生不利影响。
一、热处理缺陷种类
1. 淬火裂纹：出现在淬火工艺中，使钢材表面出现开裂现象。
2. 热裂纹：出现在高温加热和冷却过程中，使钢材表面出现开裂。
3. 变形：由于热处理过程中的热膨胀和收缩，钢材会出现不同程
度的变形，使产品尺寸不符合要求。
二、预防措施
1. 合理设计：在热处理前，应该根据材料的特性和热处理工艺要
求合理设计工艺参数，减少变形、热裂纹和淬火裂纹的产生。
2. 严格监控：在热处理过程中，需要严格监控钢材的温度和冷却
速度，以及淬火工艺的水质和水温。
同时，应该对热处理设备进行定
期检查和维护，确保其正常运行。
3. 选择优质材料：选择优质的锅炉用钢材，可以有效降低热处理
缺陷的发生率，提高锅炉的质量和使用寿命。
综上所述，热处理缺陷虽然无法完全避免，但是在生产过程中可以通过加强管理和监督，优化工艺参数和选择优质材料等方法，最大限度地减少其产生。
加热工艺不当常产生的缺陷加热不当所产生的缺陷可分为：①由于介质影响使坯料外层组织化学状态变化而引起的缺陷，如氧化、脱碳、增碳和渗硫、渗铜等。
②由内部组织结构的异常变化引起的缺陷，如过热、过烧和未热透等。
③由于温度在坯料内部分布不均，引起内应力（如温度应力、组织应力）过大而产生的坯料开裂等。
下面介绍其中几种常见的缺陷，其余的可见有关的实例。
1.脱碳脱碳是指金属在高温下表层的碳被氧化，使得表层的含碳量较内部有明显降低的现象。
脱碳层的深度与钢的成分、炉气的成分、温度和在此温度下的保温时间有关。
采用氧化性气氛加热易发生脱碳，高碳钢易脱碳，含硅量多的钢也易脱碳。
脱碳使零件的强度和疲劳性能下降，磨损抗力减弱。
2.增碳经油炉加热的锻件，常常在表面或部分表面发生增碳现象。
有时增碳层厚度达 1.5～1.6mm，增碳层的含碳量达1％（质量分数）左右，局部点含碳量甚至超过2％（质量分数），出现莱氏体组织。
这主要是在油炉加热的情况下，当坯料的位置靠近油炉喷嘴或者就在两个喷嘴交叉喷射燃油的区域内时，由于油和空气混合得不太好，因而燃烧不完全，结果在坯料的表面形成还原性的渗碳气氛，从而产生表面增碳的效果。
增碳使锻件的机械加工性能变坏，切削时易打刀。
3.过热过热是指金属坯料的加热温度过高，或在规定的锻造与热处理温度范围内停留时间太长，或由于热效应使温升过高而引起的晶粒粗大现象。
碳钢（亚共析或过共析钢）过热之后往往出现魏氏组织。
马氏体钢过热之后，往往出现晶内织构，工模具钢往往以一次碳化物角状化为特征判定过热组织。
钛合金过热后，出现明显的β相晶界和平直细长的魏氏组织。
合金钢过热后的断口会出现石状断口或条状断口。
过热组织，由于晶粒粗大，将引起力学性能降低，尤其是冲击韧度。
一般过热的结构钢经过正常热处理（正火、淬火）之后，组织可以改善，性能也随之恢复，这种过热常被称之为不稳定过热；而合金结构钢的严重过热经一般的正火（包括高温正火）、退火或淬火处理后，过热组织不能完全消除，这种过热常被称之为稳定过热。
材料加工过程中的主要缺陷及产生原因材料在冷热加工中会出现缺陷在服役过程中由于疲劳、应力、腐蚀、蠕变或操作不当也会出现各种缺陷。
一铸件中的缺陷及其产生的原因将熔化的液态金属浇入铸型的工艺称为铸造由铸造得到的毛柸或直接得到的零件称为铸件。
以铸件为例铸造过程中常见的作为无损检测对象的缺陷主要有气孔、缩孔、夹砂、夹渣、裂纹、冷裂纹、夹杂物、白点等。
1.1气孔气孔是钢液中的气体没有浮出来而残留在钢中或者是铸型和型芯产生的气体浸入到液中形成的。
直径在0.2-0.3mm的称为针孔大于此直径的称为气孔。
1.2夹砂夹砂主要是由于铸件表面的砂粒和高温熔液接触型砂内的水分被气化形成一定的压力使砂型表面破裂沙硕剥离后混入钢中所形成的。
另外浇铸速度过快时会造成金属熔液对铸型的冲击加剧产生冲砂。
它们都是由于砂子渗入铸件内部而产生的缺陷因此夹砂也称为冲砂。
夹砂多数都是分散存在的。
夹砂比气孔略有棱角但超声波探伤时和气孔反射近似反射波相对比较弱。
1.3缩孔与缩松缩孔是凝固过程中熔液供给不足时产生的如果形成细小而分散的孔则成为缩松。
超声波探伤和缩松方向一致的可能性较多其缺陷反射波相对比较分散其优点是能准确确定缩孔的埋藏深度。
因此多数情况是射线和超声波两种方法共同使用时效果最佳。
1.4 夹渣当浇口形状设计不当在钢液中混入熔渣后又随钢水注入铸型中熔渣没有完全浮上来便会形成夹渣。
1.5 铸造裂纹当铸件的各个部分冷却速度不同时就会产生内应力当此内应力超过该温度下的强度极限时便会造成铸件的撕裂而形成裂纹。
裂纹是铸件缺陷中最需要引起注意的。
铸件裂纹分为热裂纹和冷裂纹。
热裂纹是铸件凝固末期接近固相线的高温1300℃下形成的。
热裂纹形成于表面断口由于受空气和气体的氧化作用呈深蓝黄色或黑蓝色。
冷裂纹是较低温度下260℃由于收缩应力和组织应力的综合作用铸件的内应力超过合金的强度极限而产生的。
1.6 夹杂物锻件中的夹杂物是锻件中最常见的缺陷按夹杂物来源划分可将夹杂物分为内在夹杂物和外来夹杂物。
实验五钢在热加工后常见的缺陷一、实验目的识别热加工后钢中常见的几种微观缺陷的特征。
二、实验内容和要求1、带状组织带状组织的特征，是亚共析钢中先共析铁素体，分别沿着压力加工方向呈带状交替分布，显微镜下形成黑白交替的带状组织。
以亚共析钢为例产生带状组织的原因可能是：（1）钢内有较大的成分偏析或含有较高的磷及非金属夹杂物。
热加工时，偏析、夹杂物等沿压力加工光流线方向伸长，当钢冷却至Ar3以下时，这些偏析或夹杂物可能成为铁素体的核心，使铁素体呈带状析出，随着珠光体也呈带状分布，这种组织很难用热处理方法消除；（2）热加工的停锻温度在二相区（Ar1与Ar3之间）时，铁素体沿着金属流动的方向从奥氏体中呈带状析出，尚未分解的奥氏体被分割成带状。
当达到Ar1点时，带状的奥氏体转变为带状的珠光体。
这种组织，可以用退火或正火方法消除。
带状组织使钢的机械性能具有明显的方向性，钢材的横向（垂直于轧制方向）和纵向的塑性及韧性有显著的差异。
2、脱碳1在氧化介质中，钢进行长时间加热，表面就会脱碳，表面上几乎全由单一的铁素体组成。
工件在热处理过程中脱碳是重要缺陷之一，特别是工具、弹簧或其它重要零件，具有脱碳层的工件是淬不硬的，其表面硬度低。
一般的脱碳层在技术条件许可的情况下，可以从工件上将其去掉，如果不能去掉（例如外形复杂的工具淬火后不能精磨），就作报废处理。
3、过热、过烧钢在加热时形成粗大奥氏体晶粒的现象称为过热。
过热的钢淬火得到粗大的马氏体组织，淬火时易造成工件变形，甚至开裂，而且冲击韧性也低。
过热的钢，一般可以用重新加热方法来补救。
过烧是指加热温度过高，不仅奥氏体晶界处产生氧化甚至局部熔化的现象。
过烧导致钢材变脆。
过烧的钢是没有办法补救的，只能作报废处理，故热处理中应严格控制加热温度。
4、魏氏组织魏氏组织的特征是先共析铁素体或渗碳体，冷却时不仅沿奥氏体晶界析出，同时在奥氏体晶粒内部以一定的位向关系吴片状析出（在显微镜下呈针状形貌），片状铁素体与母相奥氏体的晶体学关系挖于（110）(111)[111][110].片状互成60、90、120的夹角。
金属热加工工艺1，热处理规范包括哪些参数？温度，速度，保温时间。
2常见的加热缺陷：欠热，过热，过烧，变形开裂，氧化脱碳。
欠热原因：加热温度不足，加热时间过短。
对于亚共析钢，硬度不足，过共析钢卒透性下降。
过热：加热温度过高或保温时间过长，导致钢的冲击韧性下降及踤火开裂。
过烧：加热温度更高，导致奥式体晶粒晶界的氧化，甚至局部融化，工件报废。
变形开裂：a 工件位置放置不当而自重变形b表心产生温差引起内应力3等温退火与完全退火的区别：冷却方式的不同。
完全退火在加热到Ac3以上30-50度保温一段时间后缓慢冷却到平衡态，等温退火则是先以较快速度冷到A1以下某一温度然后保温到P转变完后，出炉空冷。
优点：比完全退火获得更为均匀的组织和性能且可以有效缩短退火工艺时间。
20#钢正火目的：获得细小的s，以提高硬度便于切削。
T12钢正火目的：消除网状渗碳体，为球化退火做准备。
5.为什么亚共析钢采用完全淬火，过共析钢采用不完全淬火？答：亚共析钢采用完全淬火是为了避免引起奥氏体晶粒粗化，过共析钢采用不完全淬火是为了避免加热温度过高Fe3C溶入奥氏体，且奥氏体晶粒粗大，含碳量增多，Ms. Mf点下降，得到粗大M及较多A',易开裂。
6.简述有物态变化的淬火介质冷却的三个阶段。
答：一：有蒸汽膜形成，蒸汽膜阶段二：蒸汽膜破裂，沸腾阶段三：对流阶段7.淬透性与淬硬层深度二者有和联系和区别？影响刚淬透性的因素有哪些？答：淬透性是指钢件淬火是所获得M的能力，是其本身固有属性。
而淬硬层深度是指从表面至半马氏体组织的距离。
淬透性是钢材本身固有属性而不取决于其他外部因素，只和临界冷却速度有关。
而淬硬层深度除取决于淬透性之外，还取决于工件形状、尺寸及冷却介质。
8.以渗碳为例，僬侥说明化学热处理的三个的基本过程？答：包括：分解、吸收、扩散。
CH4与CO等渗碳剂在高温下分解含活性碳原子【C】，【C】被工件表面吸收，形成固溶体0（或化合物过量的碳原子则会形成炭黑），吸附在工件表面或炉罐内。
钢丝热处理缺陷及其危害一、过热与过烧过热是指加热温度过高或保温时间过长，致使奥氏体晶粒显著粗化现象，这种现象在随后冷却的结果是线材内部晶粒粗大，钢丝的力学性能差，韧性很差。
过烧是指加热温度接近于某些低熔点相的熔化温度时，使处在晶界处的这些低熔点相发生熔化现象。
过烧使得晶界被破坏，影响到晶粒与晶粒的结合力，因而钢丝强度很低，脆性极大。
过热与过烧都是由于加热温度过高或保温时间过长引起的。
因此，其预防办法是严格按工艺要求控制钢丝加热温度和保温时间，并经常检查热工仪表的准确性。
二、氧化与脱碳氧化是指钢丝在加热时，炉内的一些氧化性气体与钢丝中的铁起化学反应，在钢丝表面生成一层松脆的氧化铁皮。
其化学反应如下：2Fe+O2→2FeOFe+H20→FeO+H2↑Fe+COz→FeO+CO↑脱碳是指钢丝在加热时，钢丝表层溶于奥氏体的碳或渗碳体里的碳与氧结合，脱离钢丝表层，即钢丝表层的碳被烧掉。
其化学反应如下：2C+02→2C0↑C+C02→2C0↑C+H2O→CO↑+H2↑C+2H2→CH4↑钢丝表面氧化不仅损耗金属，而且在酸洗时会增大酸耗。
脱碳会降低钢丝表层的强度和硬度，影响其耐磨性，尤其会影响钢丝的疲劳强度。
为了防止钢丝氧化与脱碳，可采用控制炉内气氛加热钢丝(明火加热时)、或在钢丝加热时采用气体保护。
三、钢丝脆断钢丝脆断的原因是钢丝在冷却时，冷却速度过快，在钢丝局部或通条产生了脆性极大的马氏体组织。
例如，钢丝在正火热处理刚出加热炉时，钢丝若与水或与控制冷却装置的小管(管外为冷水)接触，就会产生马氏体组织。
钢丝在铅淬火处理时，向铅槽入口端覆盖的木炭粉洒水，若水接触到钢丝，也要产生马氏体组织。
四、钢丝通条性能不均其特征是整根钢丝沿长度方向力学性能不均，承受冷变形能力差。
产生钢丝通条性能不均的原因主要有停车卸线、设备运转不正常；或者是钢丝穿线时未及时将钢丝插入铅液；钢丝若采用电接触加热，电压波动也会造成钢丝性能不均。
目录一、锻造产生的缺陷及原因 (2)二、铸造产生的缺陷及原因 (5)三、焊接产生的缺陷及原因 (6)四、渗氮产生的缺陷及原因 (9)五、渗氮产生的缺陷及原因 (11)六、淬火产生的缺陷及原因 (13)七、退火和正火产生的缺陷及原因 (15)八、回火产生的缺陷及原因 (16)不同热加工方法引起的缺陷种类及原因热加工工艺包括锻造、铸造、焊接、热处理等，由于加工工艺、工件材料及操作者操作熟练程度的不同，会产生许多缺陷。
下面就不同热加工方法所引起的缺陷种类及原因进行分析。
一、锻造产生的缺陷及原因锻造工艺不当产生的缺陷通常有以下几种1.大晶粒大晶粒通常是由于始锻温度过高和变形程度不足、或终锻温度过高、或变形程度落人临界变形区引起的。
铝合金变形程度过大，形成织构；高温合金变形温度过低，形成混合变形组织时也可能引起粗大晶粒，晶粒粗大将使锻件的塑性和韧性降低，疲劳性能明显下降。
2.晶粒不均匀晶粒不均匀是指锻件某些部位的晶粒特别粗大，某些部位却较小。
产生晶粒不均匀的主要原因是坯料各处的变形不均匀使晶粒破碎程度不一，或局部区域的变形程度落人临界变形区，或高温合金局部加工硬化，或淬火加热时局部晶粒粗大。
3.冷硬现象变形时由于温度偏低或变形速度太快，以及锻后冷却过快，均可能使再结晶引起的软化跟不上变形引起的强化（硬化），从而使热锻后锻件内部仍部分保留冷变形组织。
这种组织的存在提高了锻件的强度和硬度，但降低了塑性和韧性。
4.裂纹裂纹通常是锻造时存在较大的拉应力、切应力或附加拉应力引起的。
裂纹发生的部位通常是在坯料应力最大、厚度最薄的部位。
如果坯料表面和内部有微裂纹、或坯料内存在组织缺陷，或热加工温度不当使材料塑性降低，或变形速度过快、变形程度过大，超过材料允许的塑性指针等，则在撤粗、拔长、冲孔、扩孔、弯曲和挤压等工序中都可能产生裂纹。
5.龟裂龟裂是在锻件表面呈现较浅的龟状裂。
引起龟裂的原因：①原材料合Cu等易熔元素过多。
金属材料热加工裂纹产生机理
金属材料热加工裂纹产生的原因可能有以下几种：
- 金属材料内部存在缺陷：在金属材料的制造和加工过程中，材料表面易形成刮伤、刀痕等微观缺陷，这些缺陷可以被看作初始表面裂纹或裂纹源。
随着加工过程的进行，在疲劳载荷的作用下，这些裂纹会不断扩展，最终导致结构件的破坏。
- 金属材料成分不均匀：若金属材料中含有过多的C、S、P、Cu、Zn等低熔点元素及其化合物，会促使形成热裂纹。
在焊缝凝固过程期间，这些低熔点物质容易在焊缝中央聚集偏析，当焊缝边缘结晶凝固时，焊缝中心晶粒间杂质仍处于液态膜状态，在焊缝收缩产生的应力作用下产生裂纹。
- 金属材料结构不均匀：金属材料的不同部分可能存在不同的晶体结构、晶粒大小或取向，导致材料的力学性能在不同方向上存在差异。
在热加工过程中，这种不均匀性可能导致应力集中，从而引发裂纹。
- 加工工艺不当：在金属材料的热加工过程中，若加工参数设置不当，如加热温度过高、加热速度过快或冷却速度过快，可能导致材料内部产生过大的应力，从而引发裂纹。
为了减少金属材料热加工裂纹的产生，可以采取以下措施：
- 优化材料设计：选择合适的金属材料成分和组织结构，减少低熔点元素和夹杂物的含量，以提高材料的抗裂性。
- 控制加工工艺：合理设置热加工参数，如加热温度、加热速度、冷却速度等，以避免材料内部产生过大的应力。
- 采用适当的裂纹检测技术：定期检测金属材料的裂纹情况，及时发现和处理裂纹问题，以避免裂纹的进一步扩展和破坏。
几种常见热处理缺陷介绍2010-01-06 09:15来源：[ 我的钢铁] 试用手机平台一、过热现象热处理过程中加热过热最易导致奥氏体晶粒的粗大，使零件的机械性能下降。
1.一般过热：加热温度过高或在高温下保温时间过长，引起奥氏体晶粒粗化称为过热。
粗大的奥氏体晶粒会导致钢的强韧性降低，脆性转变温度升高，增加淬火时的变形开裂倾向。
而导致过热的原因是炉温仪表失控或混料（常为不懂工艺发生的）。
过热组织可经退火、正火或多次高温回火后，在正常情况下重新奥氏化使晶粒细化。
2.断口遗传：有过热组织的钢材，重新加热淬火后，虽能使奥氏体晶粒细化，但有时仍出现粗大颗粒状断口。
产生断口遗传的理论争议较多，一般认为曾因加热温度过高而使MnS 之类的杂物溶入奥氏体并富集于晶接口，而冷却时这些夹杂物又会沿晶接口析出，受冲击时易沿粗大奥氏体晶界断裂。
3.粗大组织的遗传：有粗大马氏体、贝氏体、魏氏体组织的钢件重新奥氏化时，以慢速加热到常规的淬火温度，甚至再低一些，其奥氏体晶粒仍然是粗大的，这种现象称为组织遗传性。
要消除粗大组织的遗传性，可采用中间退火或多次高温回火处理。
二、过烧现象加热温度过高，不仅引起奥氏体晶粒粗大，而且晶界局部出现氧化或熔化，导致晶界弱化，称为过烧。
钢过烧后性能严重恶化，淬火时形成龟裂。
过烧组织无法恢复，只能报废。
因此在工作中要避免过烧的发生。
三、脱碳和氧化钢在加热时，表层的碳与介质（或气氛）中的氧、氢、二氧化碳及水蒸气等发生反应，降低了表层碳浓度称为脱碳，脱碳钢淬火后表面硬度、疲劳强度及耐磨性降低，而且表面形成残余拉应力易形成表面网状裂纹。
加热时，钢表层的铁及合金与元素与介质（或气氛）中的氧、二氧化碳、水蒸气等发生反应生成氧化物膜的现象称为氧化。
高温（一般570度以上）工件氧化后尺寸精度和表面光亮度恶化，具有氧化膜的淬透性差的钢件易出现淬火软点。
为了防止氧化和减少脱碳的措施有：工件表面涂料，用不锈钢箔包装密封加热、采用盐浴炉加热、采用保护气氛加热（如净化后的惰性气体、控制炉内碳势）、火焰燃烧炉（使炉气呈还原性）四、氢脆现象高强度钢在富氢气氛中加热时出现塑性和韧性降低的现象称为氢脆。
目录一、锻造产生的缺陷及原因 (2)二、铸造产生的缺陷及原因 (5)三、焊接产生的缺陷及原因 (6)四、渗氮产生的缺陷及原因 (9)五、渗氮产生的缺陷及原因 (11)六、淬火产生的缺陷及原因 (13)七、退火和正火产生的缺陷及原因 (15)八、回火产生的缺陷及原因 (16)不同热加工方法引起的缺陷种类及原因热加工工艺包括锻造、铸造、焊接、热处理等，由于加工工艺、工件材料及操作者操作熟练程度的不同，会产生许多缺陷。
下面就不同热加工方法所引起的缺陷种类及原因进行分析。
一、锻造产生的缺陷及原因锻造工艺不当产生的缺陷通常有以下几种1.大晶粒大晶粒通常是由于始锻温度过高和变形程度不足、或终锻温度过高、或变形程度落人临界变形区引起的。
铝合金变形程度过大，形成织构；高温合金变形温度过低，形成混合变形组织时也可能引起粗大晶粒，晶粒粗大将使锻件的塑性和韧性降低，疲劳性能明显下降。
2.晶粒不均匀晶粒不均匀是指锻件某些部位的晶粒特别粗大，某些部位却较小。
产生晶粒不均匀的主要原因是坯料各处的变形不均匀使晶粒破碎程度不一，或局部区域的变形程度落人临界变形区，或高温合金局部加工硬化，或淬火加热时局部晶粒粗大。
3.冷硬现象变形时由于温度偏低或变形速度太快，以及锻后冷却过快，均可能使再结晶引起的软化跟不上变形引起的强化（硬化），从而使热锻后锻件内部仍部分保留冷变形组织。
这种组织的存在提高了锻件的强度和硬度，但降低了塑性和韧性。
4.裂纹裂纹通常是锻造时存在较大的拉应力、切应力或附加拉应力引起的。
裂纹发生的部位通常是在坯料应力最大、厚度最薄的部位。
如果坯料表面和内部有微裂纹、或坯料内存在组织缺陷，或热加工温度不当使材料塑性降低，或变形速度过快、变形程度过大，超过材料允许的塑性指针等，则在撤粗、拔长、冲孔、扩孔、弯曲和挤压等工序中都可能产生裂纹。
5.龟裂龟裂是在锻件表面呈现较浅的龟状裂。
引起龟裂的原因：①原材料合Cu等易熔元素过多。
②高温长时间加热时，钢料表面有铜析出、表面晶粒粗大、脱碳、或经过多次加热的表面。
③燃料含硫量过高，有硫渗人钢料表面。
6.飞边裂纹飞边裂纹是模锻及切边时在分模面处产生的裂纹。
飞边裂纹产生的原因：①在模锻操作中由于重击使金属强烈流动产生穿筋现象。
②镁合金模锻件切边温度过低；铜合金模锻件切边温度过高。
7.分模面裂纹分模面裂纹是指沿锻件分模面产生的裂纹。
原材料非金属夹杂多，模锻时向分模面流动与集中或缩管残余在模锻时挤人飞边后常形成分模面裂纹。
8.折叠折叠是金属变形过程中已氧化过的表层金属汇合到一起而形成的。
它可以是由两股（或多股）金属对流汇合而形成；也可以是由一股金属的急速大量流动将邻近部分的表层金属带着流动，两者汇合而形成的；也可以是由于变形金属发生弯曲、回流而形成；还可以是部分金属局部变形，被压人另一部分金属内而形成。
折叠与原材料和坯料的形状、模具的设计、成形工序的安排、润滑情况及锻造的实际操作有关。
9.穿流穿流是流线分布不当的一种形式。
在穿流区，原先成一定角度分布的流线汇合在一起形成穿流，并可能使穿流区内、外的晶粒大小相差较为悬殊。
穿流产生的原因与折叠相似，是由两股金属或一股金属带着另一股金属汇流而形成的，但穿流部分的金属仍是一整体，穿流使锻件的力学性能降低，尤其当穿流带两侧晶粒相差较悬殊时，性能降低较明显。
10.锻件流线分布不顺锻件流线分布不顺是指在锻件低倍上发生流线切断、回流、涡流等流线紊乱现象。
如果模具设计不当或锻造方法选择不合理，预制毛坯流线紊乱；工人操作不当及模具磨损而使金属产生不均匀流动，都可以使锻件流线分布不顺。
流线不顺会使各种力学性能降低，因此对于重要锻件，都有流线分布的要求。
11.铸造组织残留铸造组织残留主要出现在用铸锭作坯料的锻件中。
铸态组织主要残留在锻件的困难变形区。
锻造比不够和锻造方法不当是铸造组织残留产生的主要原因。
铸造组织残留会使锻件的性能下降，尤其是冲击韧度和疲劳性能。
12.碳化物偏析级别不符要求碳化物偏析级别不符要求主要出现于莱氏体工模具钢中。
主要是锻件中的碳化物分布不均匀，呈大块状集中分布或呈网状分布。
造成这种缺陷的主要原因是原材料碳化物偏析级别差，加之改锻时锻比不够或锻造方法不当，具有这种缺陷的锻件，热处理淬火时容易局部过热和淬裂，制成的刃具和模具使用时易崩刃。
13.带状组织带状组织是铁素体和珠光体、铁素体和奥氏体、铁素体和贝氏体以及铁素体和马氏体在锻件中呈带状分布的一种组织，它们多出现在亚共折钢、奥氏体钢和半马氏体钢中。
这种组织，是在两相共存的情况下锻造变形时产生的带状组织能降低材料的横向塑性指针，特别是冲击韧性。
在锻造或零件工作时常易沿铁素体带或两相的交界处开裂。
14.局部充填不足局部充填不足主要发生在筋肋、凸角、转角、圆角部位，尺寸不符合图样要求。
产生的原因：①锻造温度低，金属流动性差；②设备吨位不够或锤击力不足；③制坯模设计不合理，坯料体积或截面尺寸不合格；④模膛中堆积氧化皮或焊合变形金属。
15.欠压欠压指垂直于分模面方向的尺寸普遍增大，产生的原因可能是：①锻造温度低。
②设备吨位不足，锤击力不足或锤击次数不足。
16.错移错移是锻件沿分模面的上半部相对于下半部产生位移。
产生的原因可能是：①滑块（锤头）与导轨之间的间隙过大；②锻模设计不合理，缺少消除错移力的锁口或导柱；③模具安装不良。
17.轴线弯曲锻件轴线弯曲，与平面的几何位置有误差。
产生的原因可能是：①锻件出模时不注意；②切边时受力不均；③锻件冷却时各部分降温速度不一；④清理与热处理不当。
二、铸造产生的缺陷及原因1、铸件化学成分不合格这类缺陷产生的原因主要为：炉料配比不正确，炉料质量差，对炉料没有正确地进行化学分析；熔炼过程中，铁水氧化严重，金属元素烧损较大等。
2、铸件性能不合格原因为：由化学成分不合格，导致物理和力学性能不合格；金属熔炼中，控制不当，金属中气体、夹杂物含量太高，破坏了组织的连续性，导致力学性能降低。
3、石墨漂浮球墨铸铁断口上有一层密集的石墨，与正常组织有一明显的分界线，这种缺陷称为石墨漂浮。
它常出现在铸件厚大断面的上表面、砂芯的下表面和铸件的死角处。
其石墨形态为菊花状或开花状，产生的原因主要为铸件的壁厚太大，冷却速度太慢，球化剂过量而引起的。
4、石墨粗大铸件加工后，在加工表面上有均匀分布并充满石墨的孔洞，称为石墨粗大。
加工表面成灰黑色，断口晶粒粗大，力学性能下降，气压试验时有渗漏现象。
产生原因为铁液中促进石墨化元素太多，碳当量太高或孕育剂使用过量，导致铁水在凝固过程中析出大量的片状石墨。
其石墨形态一般为星状，即F形石墨。
由于铸铁组织的遗传性，金属炉料中过多使用组织粗大的生铁锭，造成石墨粗大缺陷；5、偏析铸件整体或部分区域出现化学成分、金相组织不均匀的缺陷称为偏析。
其产生原因主要为合金结晶温度范围宽，而低熔点成分太多，当凝固时间太长时，使先结晶的部分含有较多的高熔点成分，后结晶部分含有较多的低熔点成分，造成偏析缺陷。
6、白口组织铸件断面出现亮白色的组织，并且很难进行机械加工，这种缺陷叫白口缺陷。
一般位于铸件的薄壁处、棱角或边沿。
其产生原因是铁水的碳当量太低，铁水凝固时析出渗碳体导致铸件产生白口缺陷；铁水氧化严重，使铁水中的促进石墨化元素大量烧损，或孕育剂太小，使实际加入量减少，导致渗碳体的析出，形成白口缺陷；铸件壁厚不均，或冷铁使用不当，造成白口组织缺陷的形成；铸型分型面不平整，使铸件产生的飞边冷速过快，导致铸件边缘产生白口缺陷。
三、焊接产生的缺陷及原因焊接过程中在焊接接头中产生的未焊透、未熔合、夹渣、气孔、咬边、焊瘤、烧穿、偏析、未填满、焊接裂纹等金属不连续、不致密或连接不良的现象1.咬边咬边是指沿着焊趾,在母材部分形成的凹陷或沟槽, 它是由于电弧将焊缝边缘的母材熔化后没有得到熔敷金属的充分补充所留下的缺口。
产生咬边的主要原因是电弧热量太高,即电流太大,运条速度太小所造成的。
焊条与工件间角度不正确,摆动不合理,电弧过长,焊接次序不合理等都会造成咬边。
直流焊时电弧的磁偏吹也是产生咬边的一个原因。
某些焊接位置(立、横、仰)会加剧咬边。
咬边减小了母材的有效截面积,降低结构的承载能力,同时还会造成应力集中,发展为裂纹源。
2.焊瘤焊瘤焊缝中的液态金属流到加热不足未熔化的母材上或从焊缝根部溢出,冷却后形成的未与母材熔合的金属瘤即为焊瘤。
焊接规范过强、焊条熔化过快、焊条质量欠佳(如偏芯),焊接电源特性不稳定及操作姿势不当等都容易带来焊瘤。
在横、立、仰位置更易形成焊瘤。
焊瘤常伴有未熔合、夹渣缺陷,易导致裂纹。
同时,焊瘤改变了焊缝的实际尺寸,会带来应力集中。
管子内部的焊瘤减小了它的内径,可能造成流动物堵塞。
防止焊瘤的措施:使焊缝处于平焊位置,正确选用规范,选用无偏芯焊条,合理操作。
3.凹陷凹坑指焊缝表面或背面局部的低于母材的部分。
凹坑多是由于收弧时焊条(焊丝)未作短时间停留造成的(此时的凹坑称为弧坑),仰立、横焊时,常在焊缝背面根部产生内凹。
凹坑减小了焊缝的有效截面积,弧坑常带有弧坑裂纹和弧坑缩孔。
4.未焊满未焊满是指焊缝表面上连续的或断续的沟槽。
填充金属不足是产生未焊满的根本原因。
规范太弱,焊条过细,运条不当等会导致未焊满。
未焊满同样削弱了焊缝,容易产生应力集中,同时,由于规范太弱使冷却速度增大,容易带来气孔、裂纹等。
防止未焊满的措施:加大焊接电流,加焊盖面焊缝。
5.烧穿烧穿是指焊接过程中,熔深超过工件厚度,熔化金属自焊缝背面流出,形成穿孔性缺。
焊接电流过大,速度太慢,电弧在焊缝处停留过久,都会产生烧穿缺陷。
工件间隙太大,钝边太小也容易出现烧穿现象。
烧穿是锅炉压力容器产品上不允许存在的缺陷,它完全破坏了焊缝,使接头丧失其联接飞及承载能力。
选用较小电流并配合合适的焊接速度,减小装配间隙,在焊缝背面加设垫板或药垫,使用脉冲焊,能有效地防止烧穿。
6.气孔气孔是指焊接时,熔池中的气体未在金属凝固前逸出,残存于焊缝之中所形成的空穴。
气孔的主要原因母材或填充金属表面有锈、油污等,焊条及焊剂未烘干会增加气孔量,因为锈、油污及焊条药皮、焊剂中的水分在高温下分解为气体,增加了高温金属中气体的含量。
焊接线能量过小,熔池冷却速度大,不利于气体逸出。
焊缝金属脱氧不足也会增加氧气孔。
7.夹渣夹渣是指焊后溶渣残存在焊缝中的现象。
夹渣产生的原因a.坡口尺寸不合理;b.坡口有污物;c.多层焊时,层间清渣不彻底;d.焊接线能量小;e.焊缝散热太快,液态金属凝固过快;f.焊条药皮,焊剂化学成分不合理,熔点过高；g. 钨极惰性气体保护焊时,电源极性不当,电、流密度大, 钨极熔化脱落于熔池中。
h.手工焊时,焊条摆动不良,不利于熔渣上浮。
可根据以上原因分别采取对应措施以防止夹渣的产生。
8.未焊透未焊透指母材金属未熔化,焊缝金属没有进人,接头根部的现象未焊透的原因：(1)焊接电流小,熔深浅。
