Производственно- технические дефекты

Дефекты подразделяют на явные, скрытые, критические, значительные и малозначительные, исправимые и неисправимые.

Явные поверхностные дефекты выявляют глазом, а внутрен­ние скрытые и поверхностные неразличимые глазом, - специальны­ми средствами.

Критическим называют дефект, при наличии которого ис­пользование продукции по назначению невозможно или исклю­чается из-за несоответствия требованиям безопасности или надежности.

З начительным - дефект, который существенно вли­яет на использование продукции по назначению и (или) на ее долговечность, но не является критическим.

Малозначительным - дефект, который не оказывает влияния на использование продукции по назначению и (или) на ее долговечность.

По происхождению дефекты изделий подразделяют на:

про­изводственно-технические, металлургические, возникающие при отливке и прокатке;

технологические, возникающие при изготовле­нии и ремонте деталей (сварке, наплавке, механической и терми­ческой обработках, калибровке и др.);

эксплуатационные, воз­никающие после некоторой наработки изделия в результате уста­лости металла деталей, коррозии, охрупчивания под действием ра­диации, изнашивания и т.д., а также неправильного технологического обслуживания в эксплуатации.

Виды дефектов металла

Производственно- технические дефекты

2.1.1. Литейные дефекты

Усадочные раковины - открытые или закрытые сравнительно большие полости произвольной формы с грубой шероховатой, иногда окисленной, поверхностью, находящиеся в теле отливки. Образуются вследствие неравномерной усадки металла при затвердевании в верх­ней части слитка или в утолщенных частях отливки, где металл затвер­девает в последнюю очередь. Усадочные раковины находятся между сердцевиной и коркой отливки.

Рыхлота - местное скопление мелких усадочных раковин при крупнозернистой структуре металла. Часто встречается рыхлота, расположенная над усадочной раковиной.

По­ристость - местное скопление мелких газовых или усадочных рако­вин. Газовая пористость обычно наблюдается в большом объеме от­ливки или отдельных ее участках. Усадочная пористость часто распо­лагается под концентрированной усадочной раковиной, являясь ее продолжением или продолжением подусадочной рыхлоты.

Ликвационные зоны - неравномерность химического состава металла в теле отливки. Причиной ликвации является различная тем­пература затвердевания чистого металла и содержащихся в расплаве примесей. Различают дендритную и зональную ликвации. Дендрит­ная ликвация образуется по границам дендритов обычно в корковой зоне слитка. Зональная ликвация образуется в тех областях слитка, которые затвердевают в последнюю очередь. Разновидностью зональ­ной является подусадочная ликвация - расположенная под усадоч­ной раковиной область отливки, обогащенная углеродом и ликвирующими примесями (серой, кислородом, фосфором и др.). При травле­нии макрошлифов слитков дефект выявляется в виде темно-травящихся полосок или пятен. На микрошлифах из зоны дефекта наблюдается скопление сульфидов и оксидов.

Газовая ликвация - характерный дефект слитка кипящей стали, представ­ляющий собой участки структурной и химической неоднородности в виде стреловидной ликвации - каналов в зоне наружной корочки и сегрегационных пятен у внутренних концов сотовых пузырей. Участки газовой ликвации в пузырях загрязнены неметаллическими включениями (сульфидами и оксисульфидами).

Точено - пятнистая неоднородность - типична для высоколегированных жаропрочных сталей и сплавов и представляет собой локальные участки, обогащенные ликвирующими примесями в виде избыточных фаз.

Ликвацонный квадрат - дефект, выявляющийся в поперечных макрошли­фах деформированного металла, представляет собой структурную неоднород­ность в виде различно травящихся зон, контуры которых повторяют форму слит­ка.

Газовые пузыри или раковины - в литом металле представ­ляют собой полости (округлые, овальные или продолговатые) с чистой и гладкой, иногда окисленной поверхностью. По расположению в слитках пузыри могут быть внутренние и подкорковые. Внутренние пузыри расположены произвольно по объему слитков, в спокойной стали преимущественно в верхней части слитков, а в кипящей - в средней по высоте и сечению зоне. Подкорковые пузыри расположены у поверх­ности слитков и представляют собой тонкие извилистые каналы, часто выходящие на поверхность. Горячая деформация приводит к завариванию пузырей в том случае, если стенки их не содержат стойких оксидов или силикатов, а содержат только оксиды железа и марганца. На поперечных макрошлифах спокойной стали незаварившиеся пузыри имеют вид тонких полосок. Микроструктура в зоне, расположенной возле незаварившихся пузырей, характеризуется ликвационными участками и скоплениями сульфидов. Газовые пузыри в литом металле образуются вследствие выделения газов в период кристаллизации, поскольку их растворимость в твердом металле значительно меньше, чем в жидком.

Песчаная раковина - полость в теле отливки, частично или полностью заполненная формовочным материалом.

Шлаковая раковина - полость, заполненная шлаком.

Вскип, вскиповая раковина - оксидные складки или раковины, образующи­еся при кипении сплава. Различают скипы со стороны формы, стержня и от холо­дильника.

Поверхностное окисление (загар, горение) - встречаются (у отливок из магниевых сплавов) в виде: сплошной окисной плены черного или серого цвета; отдельных или групповых раковин, заполненных порошком черного или серого цвета; наростов (грибков) черного цвета.

Неметаллические включения - бывают двоякого рода и про­исхождения:

1 - включения неметаллических частиц, попавших в ме­талл извне; так, частицы шлака, огнеупора, графита, песка и т.д. могут попасть в форму вместе с расплавом и образовать шлаковые и песча­ные включения, которые чаще всего расположены в верхних частях отливки или на их поверхности;

2 - включения частиц окислов, суль­фидов, силикатов, нитридов, образующихся внутри металла вследст­вие химического взаимодействия компонентов при расплавлении и заливке сплава. Они располагаются в виде цепочек или сетки, часто по границам зерен. По форме бывают округлые или удлиненные. Пос­ледние могут сильно снижать пластичность металла.

Корочки представляют собой участки металла, загрязненные неметалли­ческими включениями: располагаются в объеме слитков или у поверхности, могут быть темными или светлыми. Темная корочка - дефект макроструктуры, представляющие собой участки различной формы, характеризующиеся плохой полируемостью и повышенной травимостью из-за наличия неметаллических включений и повышенного содержания примесей (серы, фосфора). Светлая корочка - дефект макроструктуры нижней части слитка: имеет вид светлых полос, сопровождающихся неметаллическими включениями.

Завороты корки - дефект представляет собой завернувшиеся корки металла, окислившиеся заливины и брызги, расположенные у поверхности слитков. В деформированном металле дефект представляет собой разрывы или частичное отслоение, образовавшееся в результате раскатки завернувшихся корок или брызг. При горячей деформации дефекты вытягиваются вдоль ее направления.

Металлические включения - инородные металлические тела в основном металле отливки. Такими телами могут быть нерасплавленный легирующий компонент, модификатор, внутренний холодильник и т.д.

Королек - металлическое включение того же состава, что и отливка. В большинстве случаев включение полностью окружено металлом.

Утяжина - углубление с пологими краями на массивной части отливки, образовавшееся вследствие усадки металла при затверде­вании. Под утяжиной возможны внутренние дефекты.

Ужимины - длинные узкие вмятины в теле отливки. Наслоения металла, отдельные прослойки формовочной смеси (при литье в песчаные формы) или прослойки краски (при литье в кокиль).

Плены - пленки на поверхности или внутри отливки, состоящие из окислов, часто с включениями формовочного материала. К образо­ванию плен склонны высоколегированные сплавы. Плены в отливках возникают в результате того, что при заполнении формы составляю­щие расплава вступают в химическую реакцию с атмосферой и мате­риалом формы, а из продуктов реакции (окислов хрома, алюминия, титана и нитридов, не растворяющихся в сплаве) на поверхности рас­плава образуется тугоплавкая и плотная пленка. При механическом разрушении этой пленки в процессе заливки формы отдельные куски ее оседают в различных местах формы.

Спаи - сквозные или поверхностные с закругленными краями щели или углубления в теле отливки, образованные неслившимися потоками преждевременно застывшего металла. При прерывистой заливке и не­равномерном поступлении металла в форму иногда возникают внутренние спаи (неслитины), одной из причин которых могут быть окисные плены, создающие значительное сопротивление движению расплава.

Оксидный спай - нарушение сплошности отливки в виде неслившихся потоков металла, разделенных пленкой. Наиболее часто проявляются в тонких сечениях отливки.

Пригар - неравномерные утолщения из формовочной или стержневой смеси, пропитанные металлом, располагающиеся в местах ее соприкосновения с наиболее горячими участками формы.

Горячие трещины - обычно хорошо видимые разрывы поверх­ности отливки, распространяющиеся по границам кристаллов и имею­щие неровную окисленную поверхность, на которой при увеличении видны дендриты. Образуются вследствие усадки при застывании рас­плава в формах. Характерными признаками горячих трещин являются их неровные (рваные) края и значительная ширина.

Холодные трещины - очень тонкие разрывы поверхности от­ливки, имеющие обычно чистую, светлую с цветами побежалости зер­нистую поверхность. Образуются из-за внутренних напряжений или механического воздействия при температуре ниже температуры све­чения отливки. В отличие от горячих трещин холодные распространя­ются по зернам, а не по их границам, располагаются они преимущест­венно в острых углах и других местах концентрации напряжений.

Термические трещины - обычно хорошо видимые глубокие разрывы поверхности отливки. Поверхность излома раскрытой тре­щины - мелкозернистая, окисленная или с цветами побежалости. Об­наруживаются эти трещины в отливках после термической обработки. Причина возникновения - высокие температурные растягивающие на­пряжения, совпадающие по знаку с остаточными напряжениями.

Межкристаллические трещины представляют собой тонкие нарушения сплошности, образующиеся по границам кристаллов при низкой прочности этих границ. Пониженная прочность границ часто связана с присутствием на них прослоек неметаллической фазы и ликватов.

Литейные подрезы - дефекты литья в виде углублений в местах конструк­тивных концентраторов напряжений. Образование литейных подрезов связано с недостаточной жидкотекучестью металла в процессе отливки детали из-за понижения температуры.

Коробление - искажение геометрии и конфигурации отливки. Обнаружи­вается после остывания отливки в форме, выбивки и заварки.

Отклонение микроструктуры - по виду, количеству и величине структурных составляющих от требований стандарта.

Технологические дефекты