電氣百科：鑄件的表面和內部質量檢測方法，如何提高灰鐵鑄件抗拉強度，鍛造對金屬組織、性能的影響
電氣百科：鑄件的表面和內部質量檢測方法
鑄件的檢測主要包括尺寸檢查、外觀和表面的目視檢查、化學成分分析和力學性能試驗，對於要求比較重要或鑄造工藝上容易產生問題的鑄件，還需要進行無損檢測工作，可用於球墨鑄鐵件質量檢測的無損檢測技術包括液體滲透檢測、磁粉檢測、渦流檢測、射線檢測、超聲檢測及振動檢測等。
1 鑄件表面及近表面缺陷的檢測
1.1 液體滲透檢測
液體滲透檢測用來檢查鑄件表面上的各種開口缺陷，如表面裂紋、表面針孔等肉眼難以發現的缺陷。常用的滲透檢測是著色檢測，它是將具有高滲透能力的有色（一般為紅色）液體（滲透劑）浸溼或噴灑在鑄件表面上，滲透劑滲入到開口缺陷裡面，快速擦去表面滲透液層，再將易乾的顯示劑（也叫顯像劑）噴灑到鑄件表面上，待將殘留在開口缺陷中的滲透劑吸出來後，顯示劑就被染色，從而可以反映出缺陷的形狀、大小和分佈情況。需要指出的是，滲透檢測的精確度隨被檢材料表面粗糙度增加而降低，即表面越光檢測效果越好，磨床磨光的表面檢測精確度最高，甚至可以檢測出晶間裂紋。除著色檢測外，熒光滲透檢測也是常用的液體滲透檢測方法，它需要配置紫外光燈進行照射觀察，檢測靈敏度比著色檢測高。
1.2 渦流檢測
渦流檢測適用於檢查表面以下一般不大於6～7MM深的缺陷。渦流檢測分放置式線圈法和穿過式線圈法2種。：當試件被放在通有交變電流的線圈附近時，進入試件的交變磁場可在試件中感生出方向與激勵磁場相垂直的、呈渦流狀流動的電流（渦流），渦流會產生一與激勵磁場方向相反的磁場，使線圈中的原磁場有部分減少，從而引起線圈阻抗的變化。如果鑄件表面存在缺陷，則渦流的電特徵會發生畸變，從而檢測出缺陷的存在，渦流檢測的主要缺點是不能直觀顯示探測出的缺陷大小和形狀，一般只能確定出缺陷所在表面位置和深度，另外它對工件表面上小的開口缺陷的檢出靈敏度不如滲透檢測。
1.3 磁粉檢測
磁粉檢測適合於檢測表面缺陷及表面以下數毫米深的缺陷，它需要直流（或交流）磁化設備和磁粉（或磁懸浮液）才能進行檢測操作。磁化設備用來在鑄件內外表面產生磁場，磁粉或磁懸浮液用來顯示缺陷。當在鑄件一定範圍內產生磁場時，磁化區域內的缺陷就會產生漏磁場，當撒上磁粉或懸浮液時，磁粉被吸住，這樣就可以顯示出缺陷來。這樣顯示出的缺陷基本上都是橫切磁力線的缺陷，對於平行於磁力線的長條型缺陷則顯示不出來，為此，操作時需要不斷改變磁化方向，以保證能夠檢查出未知方向的各個缺陷。
2 鑄件內部缺陷的檢測
對於內部缺陷，常用的無損檢測方法是射線檢測和超聲檢測。其中射線檢測效果最好，它能夠得到反映內部缺陷種類、形狀、大小和分佈情況的直觀圖像，但對於大厚度的大型鑄件，超聲檢測是很有效的，可以比較精確地測出內部缺陷的位置、當量大小和分佈情況。
2.1 射線檢測（微焦點XRAY）
射線檢測，一般用X射線或γ射線作為射線源，因此需要產生射線的設備和其他附屬設施，當工件置於射線場照射時，射線的輻射強度就會受到鑄件內部缺陷的影響。穿過鑄件射出的輻射強度隨著缺陷大小、性質的不同而有局部的變化，形成缺陷的射線圖像，通過射線膠片予以顯像記錄，或者通過熒光屏予以實時檢測觀察，或者通過輻射計數儀檢測。其中通過射線膠片顯像記錄的方法是最常用的方法，也就是通常所說的射線照相檢測，射線照相所反映出來的缺陷圖像是直觀的，缺陷形狀、大小、數量、平面位置和分佈範圍都能呈現出來，只是缺陷深度一般不能反映出來，需要採取特殊措施和計算才能確定。現在出現應用射線計算機層析照相方法，由於設備比較昂貴，使用成本高，目前還無法普及，但這種新技術代表了高清晰度射線檢測技術未來發展的方向。此外，使用近似點源的微焦點X射線系統實際上也可消除較大焦點設備產生的模糊邊緣，使圖像輪廓清晰。使用數字圖像系統可提高圖像的信噪比，進一步提高圖像清晰度。
2.2 超聲檢測
超聲檢測也可用於檢查內部缺陷，它是利用具有高頻聲能的聲束在鑄件內部的傳播中，碰到內部表面或缺陷時產生反射而發現缺陷。反射聲能的大小是內表面或缺陷的指向性和性質以及這種反射體的聲阻抗的函數，因此可以應用各種缺陷或內表面反射的聲能來檢測缺陷的存在位置、壁厚或者表面下缺陷的深度。超聲檢測作為一種應用比較廣泛的無損檢測手段，其主要優勢表現在：檢測靈敏度高，可以探測細小的裂紋；具有大的穿透能力，可以探測厚截面鑄件。其主要侷限性在於：對於輪廓尺寸複雜和指向性不好的斷開性缺陷的反射波形解釋困難；對於不合意的內部結構，例如晶粒大小、組織結構、多孔性、夾雜含量或細小的分散析出物等，同樣妨礙波形解釋；另外，檢測時需要參考標準試塊。
電氣百科：如何提高灰鐵鑄件抗拉強度
為了提高灰鑄鐵的抗拉強度，應採用較低的碳當量，灰鑄鐵中的碳含量大多為2.6%～3.6%，硅的含量為1.2%～33.0%，
根據鑄件壁厚情況儘量取下限，適當的提高錳的含量，一般灰鑄鐵錳含量為0.4%～1.2%，在鑄件不出現白口的情況下儘量取上限。
另外還可以採取合金化辦法提高鑄件的抗拉強度，適當的加入微量合金如：鉻、鉬、錫等元素也可明顯的提高灰鑄鐵的抗拉強度， 電氣百科，工業網址大全，工業百科，電氣頭條，工業頭條，工業視頻，工業直播，工業圖片，工業人才，電氣號，電的世界我最懂！世界工業，工業數據，裝備工業，原材料工業，消費品工業，能源工業，交通裝備，電子信息，工業軟件，工業企業，工業物流，工業設計，工業成就，工業科技，工業文化，工業人物，工業智庫，人才招聘，工業展會。同時要配合做好鐵水的孕育處理。
電氣百科：鍛造對金屬組織、性能的影響
鍛件的缺陷包括表面缺陷和內部缺陷。有的鍛件缺陷會影響後續工序的加工質量，有的則嚴重影響鍛件的性能，降低所製成品件的使用壽命，甚至危及安全。因此，為提高鍛件質量，避免鍛件缺陷的產生，應採取相應的工藝對策，同時還應加強生產全過程的質量控制。本章概要介紹三方面的問題：鍛造對金屬組織、性能的影響與鍛件缺陷；鍛件質量檢驗的內容和方法；鍛件質量分析的一般過程。
（一）鍛造對金屬組織和性能的影響
鍛造生產中，除了必須保證鍛件所要求的形狀和尺寸外，還必須滿足零件在使用過程中所提出的性能要求，其中主要包括：強度指針、塑性指針、衝擊韌度、疲勞強度、斷裂韌度和抗應力腐蝕性能等，對高溫工作的零件，還有高溫瞬時拉伸性能、持久性能、抗蠕變性能和熱疲勞性能等。鍛造用的原材料是鑄錠、軋材、擠材和鍛坯。而軋材、擠材和鍛坯分別是鑄錠經軋製、擠壓及鍛造加工後形成的半成品。鍛造生產中，採用合理的工藝和工藝參數，可以通過下列幾方面來改善原材料的組織和性能：（1）打碎柱狀晶，改善宏觀偏析，把鑄態組織變為鍛態組織，並在合適的溫度和應力條件下，焊合內部孔隙，提高材料的緻密度；（2）鑄錠經過鍛造形成纖維組織，進一步通過軋製、擠壓、模鍛，使鍛件得到合理的纖維方向分佈；（3）控制晶粒的大小和均勻度；（4）改善第二相（例如：萊氏體鋼中的合金碳化物）的分佈；（5）使組織得到形變強化或形變——相變強化等。由於上述組織的改善，使鍛件的塑性、衝擊韌度、疲勞強度及持久性能等也隨之得到了提高，然後通過零件的最後熱處理就能得到零件所要求的硬度、強度和塑性等良好的綜合性能。但是，如果原材料的質量不良或所採用的鍛造工藝不合理，則可能產生鍛件缺陷，包括表面缺陷、內部缺陷或性能不合格等。
（二）原材料對鍛件質量的影響
原材料的良好質量是保證鍛件質量的先決條件，如原材料存在缺陷，將影響鍛件的成形過程及鍛件的最終質量。如原材料的化學元素超出規定的範圍或雜質元素含量過高，對鍛件的成形和質量都會帶來較大的影響，例如：S、B、Cu、Sn等元素易形成低熔點相，使鍛件易出現熱脆。為了獲得本質細晶粒鋼，鋼中殘餘鋁含量需控制在一定範圍內，例如Al酸0.02%～0.04%（質量分數）。含量過少，起不到控制晶粒長大的作用，常易使鍛件的本質晶粒度不合格；含鋁量過多，壓力加工時在形成纖維組織的條件下易形成木紋狀斷口、撕痕狀斷口等。又如，在1Cr18Ni9Ti奧氏體不鏽鋼中，Ti、Si、Al、Mo的含量越多，則鐵素體相越多，鍛造時愈易形成帶狀裂紋，並使零件帶有磁性。如原材料內存在縮管殘餘、皮下起泡、嚴重碳化物偏析、粗大的非金屬夾雜物（夾渣）等缺陷，鍛造時易使鍛件產生裂紋。原材料內的樹枝狀晶、嚴重疏鬆、非金屬夾雜物、白點、氧化膜、偏析帶及異金屬混人等缺陷，易引起鍛件性能下降。原材料的表面裂紋、摺疊、結疤、粗晶環等易造成鍛件的表面裂紋。
（三）鍛造工藝過程對鍛件質量的影響
鍛造工藝過程一般由以下工序組成，即下料、加熱、成形、鍛後冷卻、酸洗及鍛後熱處理。鍛造過程中如果工藝不當將可能產生一系列的鍛件缺陷。加熱工藝包括裝爐溫度、加熱溫度、加熱速度、保溫時間、爐氣成分等。如果加熱不當，例如加熱溫度過高和加熱時間過長，將會引起脫碳、過熱、過燒等缺陷。對於斷面尺寸大及導熱性差、塑性低的坯料，若加熱速度太快，保溫時間太短，往往使溫度分佈不均勻，引起熱應力，並使坯料發生開裂。鍛造成形工藝包括變形方式、變形程度、變形溫度、變形速度、應力狀態、工模具的情兄和潤滑條件等，如果成形工藝不當，將可能引起粗大晶粒、晶粒不均、各種裂紋、摺疊。寒流、渦流、鑄態組織殘留等。鍛後冷卻過程中，如果工藝不當可能引起冷卻裂紋、白點、網狀碳化物等。
（四）鍛件組織對最終熱處理後的組織和性能的影響
奧氏體和鐵素體耐熱不鏽鋼、高溫合金、鋁合金、鎂合金等在加熱和冷卻過程中，沒有同素異構轉變的材料，以及一些銅合金和鈦合金等，在鍛造過程中產生的組織缺陷用熱處理的辦法不能改善。在加熱和冷卻過程中有同素異構轉變的材料，如結構鋼和馬氏體不鏽鋼等，由於鍛造工藝不當引起的某些組織缺陷或原材料遺留的某些缺陷，對熱處理後的鍛件質量有很大影響。現舉例說明如下：
（1）有些鍛件的組織缺陷，在鍛後熱處理時可以得到改善，鍛件最終熱處理後仍可獲得滿意的組織和性能。例如，在一般過熱的結構鋼鍛件中的粗晶和魏氏組織，過共析鋼和軸承鋼由於冷卻不當引起的輕微的網狀碳化物等。
（2）有些鍛件的組織缺陷，用正常的熱處理較難消除，需用高溫正火、反覆正火、低溫分解、高溫擴散退火等措施才能得到改善。例如，低倍粗晶、9Cr18不鏽鋼的孿晶碳化物等。
（3）有些鍛件的組織缺陷，用一般熱處理工藝不能消除，結果使最終熱處理後的鍛件性能下降，甚至不合格。例如，嚴重的石狀斷口和稜面斷口、過燒、不鏽鋼中的鐵素體帶、萊氏體高合金工具鋼中的碳化物網和帶等。
（4）有些鍛件的組織缺陷，在最終熱處理時將會進一步發展，甚至引起開裂。例如，合金結構鋼鍛件中的粗晶組織，如果鍛後熱處理時未得到改善，在碳、氮共滲和淬火後常引起馬氏體針粗大和性能不合格；高速鋼中的粗大帶狀碳化物，淬火時常引起開裂。鍛造過程中常見的缺陷及其產生原因在第二章中將具體介紹。應當指出，各種成形方法中的常見缺陷和各類材料鍛件的主要缺陷都是有其規律的。不同成形方法，由於其受力情況不同，應力應變特點不一樣，因而可能產生的主要缺陷也是不一樣的。例如，坯料鐓粗時的主要缺陷是側表面產生縱向或45°方向的裂紋，錠料鐓粗後上、下端常殘留鑄態組織等；矩形截面坯料拔長時的主要缺陷是表面的橫向裂紋和角裂，內部的對角線裂紋和橫向裂紋；開式模鍛時的主要缺陷則是充不滿、摺疊和錯移等。各主要成形工序中常見的缺陷將在第四章中詳細介紹。不同種類的材料，由於其成分、組織不同，在加熱、鍛造和冷卻過程中，其組織變化和力學行為也不同，因而鍛造工藝不當時，可能產生的缺陷也有其特殊性。例如，萊氏體高合金工具鋼鍛件的缺陷主要是碳化物顆粒粗大、分佈不均勻和裂紋，高溫合金鍛件的缺陷主要是粗晶和裂紋；奧氏體不鏽鋼鍛件的缺陷主要是晶間貧鉻，抗晶間腐蝕能力下降，鐵素體帶狀組織和裂紋等；鋁合金鍛件的缺陷主要是粗晶、摺疊、渦流、穿流等。
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