[发明专利]一种判定结构钢锻件形变过烧的检测方法

说明书

一种判定结构钢锻件形变过烧的检测方法，属于锻造缺陷检测领域，系通过在扫描电子显微镜下观察结构钢锻造零件断口出现的形貌特征，如晶粒凸凹感、自由结晶表面、海滩状花样、二次重新再结晶、晶界棱角圆弧形、圆形晶粒，可判定结构钢锻造零件出现裂纹或断裂的形成原因系为“形变过烧”引起，其判定结果不仅可方便制造企业及时实施后续防范，而且也可为实施后续工艺改进或质量提升提供判定的依据。本发明所述检测方法，通过“收集判定零件、截取检测试样、清洗检测试样、实施观察判定、出具检测报告”5个步骤，即可完成其零件断口是否因“形变过烧”引起的判定，其步骤，构思新颖，层次清晰，快速准确，且操作简便。

技术领域

本发明属于锻造缺陷检测领域，涉及一种判定锻件形变过烧的检测方法，尤其涉及一种在扫描电子显微镜下，通过观察结构钢锻件断口缺陷的形貌特征，来判定其形变过烧的检测方法。

背景技术

公知的，结构钢经锻造后，能够消除金属在冶炼过程中产生的疏松等缺陷，并优化微观组织结构，同时由于锻件毛坯的纤维组织沿锻件轮廓形状分布且纤维组织连续，可提高其零件的力学性能，如强度、韧性、抗疲劳寿命等，要优于铸钢或轧钢零件毛坯加工出的钢制零件。

然而，结构钢在其锻造的过程中，时常会出现两种过烧情况。一是加热温度过高形成的过烧，简称“温高过烧”；二是形变量过大、形变速度过快形成的过烧，简称“形变过烧”。

所述“温高过烧”，系指结构钢在锻造的过程中，若加热温度比过热的温度更高，致使其晶粒边界出现氧化及熔化而引起的过烧。这种过烧，由于晶界存在晶格缺陷，即晶界会发生熔化或出现强烈氧化现象，且形貌特征独特明显，故此，可在扫描电子显微镜下观察其断口形貌特征，并结合其晶界氧或化熔化特征，检测判定为“温高过烧”。如图1所示，系通过扫描电子显微镜下观察断口，在500X倍数下观察视场内全部为晶界熔化的特征，且晶界被氧化物覆盖，故此，可判定出:锻件缺陷为锻造加热温度过高所造成的过烧缺陷。

说明：关于“温高过烧”涉及的检测判定方法，教科书和科技文献等现有技术资料中，已多有相关的阐述和记载。

所述“形变过烧”，系指结构钢在锻造的过程中，若形变量过大、形变速度过快，则会由于其过大、过快的形变机械能转化为热能，致使其在形变量过大、形变速度过快的局部区域内的滑移面温度快速上升至液相点以上而导致的“过烧”情况。这种过烧，由于其断口形貌特征不同于上述“温高过烧”形貌特征，另由于其“形变过烧”过烧缺陷一般分布在锻件内部，故此，就其“形变过烧”的检测判定，除了上述“温高过烧”检测方法不能适用以外，目前常规的锻件质量检验方法，如尺寸检验、表面缺陷检验、硬度检验等，很难发现；另外，常用的热酸蚀低倍检测、金相显微镜观察、断口宏观观察和化学成分分析等方法，多年来也均未涉及到“形变过烧”的检测判定；再者，一些重要的锻件尤其厚大锻件由于其锻件的尺寸较大，常用的探伤设备也无法发现其内部存在“形变过烧”缺陷。

说明：关于“形变过烧”涉及的检测判定方法，经查询和查新调研：教科书和科技文献等现有技术资料中，至今未见有相同、相关或相似的阐述和记载。

众所周知，锻件过烧后往往无法挽救，只能报废。其中，包括形变机械能转化为热能引起的“形变过烧”情况，它是一种不可逆转的严重锻件制造缺陷。

进一步说明：

1、“温高过烧”缺陷，一般分布在锻件表层，缺陷严重时，常可在锻件锻打的过程中即可破碎暴露出来；不太严重时，常可在随后的热处理(正火、调质、淬火、回火等）或机加工过程中暴露出来，其表现形式常有裂纹或断裂。故此，这种情况的过烧，除了可通过检测方法发现外，还可通过肉眼观察，挑选出来，防止其锻件进入下一道制造工序，尤其是可避免装配后在实际使用过程中发生所制零件的断裂。