加工或退火后形成斷續(xù)或連續(xù)的不規(guī)則的分開裂縫,輕微的稱為裂紋,嚴(yán)重的稱為開裂。
1.加工裂紋
加工工藝不當(dāng)或上道工序存有缺陷時均能引起加工裂紋。加工裂紋也可分為熱裂紋和冷裂紋兩類,其區(qū)別在于裂紋周圍的顯微組織,前者無明顯變化而后者有嚴(yán)重變形。就形態(tài)上來分有縱向裂紋、橫向裂紋、側(cè)裂、張口裂、螺旋狀裂紋、周期性橫裂、斷裂、呈 45°的斜裂紋以及不規(guī)則裂紋等。按分布則可分局部裂紋、頭部開裂、表面裂紋、中心裂紋以及晶間裂紋等。
加工裂紋的產(chǎn)生原因應(yīng)從金屬本身及加工工藝兩方面來分析。
屬于金屬本身的有以下幾方面因素:合金的成分和雜質(zhì)含量;鑄錠存在冷隔、斑疤和偏析瘤等表面缺陷,縮孔、疏松、氣孔、夾雜、偏析等內(nèi)部缺陷時,加工時易沿此而產(chǎn)生裂紋:發(fā)達(dá)的柱狀晶構(gòu)明顯弱面時易沿晶界或弱面開裂;合金在上道工序存有裂紋、過燒、過熱,或第二相分布不良,組織不勻,以及相變引起的微裂紋等缺陷。
加工工藝不當(dāng)造成的裂紋有以下幾種情況。
軋制裂紋
①表面橫裂紋。熱軋時金屬與軋輥間的摩擦過大,致使軋件斷面金屬流動的平均速度從表面到里層由小變大,這種不均勻流動造成表面的附加拉應(yīng)力,當(dāng)超過金屬本身之強(qiáng)度時就會出現(xiàn)表面橫裂。由于鑄造組織的塑性和強(qiáng)度較差,因而在開坯階段容易出現(xiàn)這種缺陷。冷軋時表面橫裂多系熱軋時顯微裂紋發(fā)展的結(jié)果。
②層裂( 即張口嘴)及內(nèi)部橫裂。加熱時溫度不勻,熱軋時將造成內(nèi)外不均勻變形,或軋件很厚,壓下量較小,也會出現(xiàn)內(nèi)外變形的懸殊,變形小的中心在拉應(yīng)力作用下造成開裂;發(fā)達(dá)的柱狀晶在中心形成弱面或存在縮松、低熔點(diǎn)夾雜、氣孔等缺陷時都易出現(xiàn)開裂張嘴。③邊裂。當(dāng)邊部的延伸變形較中間小時,在軋件邊部受到中間部分拉應(yīng)力在延伸方向上的作用,若強(qiáng)度和塑性較差就造成邊裂。若熱軋時邊裂不去除,冷軋時將會繼續(xù)發(fā)展擴(kuò)大。軋溫過低,金屬塑性不良,壓下量過大或壓下調(diào)整不當(dāng)均能引起邊裂。
(2)擠壓裂紋
①周期性擠壓裂紋。當(dāng)擠壓溫度過高或速度過大時,金屬將產(chǎn)生不均勻流動,使表層產(chǎn)生一附加拉應(yīng)力,此應(yīng)力達(dá)到一定數(shù)值將可能引起表層斷裂,此時附加拉應(yīng)力會得到松弛繼續(xù)流出一段后表面拉應(yīng)力又積累到一定數(shù)值直至金屬斷裂。如此周而復(fù)始,便形成周期裂紋。例如合金QSn6.5-0,1就易產(chǎn)生這種裂紋,因此擠壓溫度和速度均不宜過高。
②局部橫裂。其產(chǎn)生原因可能與錠壞加熱不均,或本身組織不勻,操作中潤滑不當(dāng)有關(guān)。
③頭部開裂(開花)。當(dāng)錠坯質(zhì)量差,內(nèi)部有裂紋、縮松、低熔點(diǎn)夾雜等缺陷或因加熱不當(dāng)造成過燒、過熱,由于頭部塑性和強(qiáng)度較低,故在附加應(yīng)力作用下,極易沿晶界開裂造成頭部開花。
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