Дефекты прокатанного и кованого металла

Трещины - бывают одиночные или групповые, расположен­ные беспорядочно или идущие в определенном направлении. По длине они достигают нескольких метров; глубина трещин в зависи­мости от размеров проката, причин и условий возникновения де­фекта - до 10-15 мм.

Штамповочные трещины - (трещины горячего деформационного происхож­дения) связаны с пониженной пластичностью материала и имеют, как правило, извилистый характер. Характерным структурным признаком, свидетельствующем об образовании трещины в процессе горячей деформационной обработки, явля­ется объединение легирующими элементами материала детали в зоне ее полостей, которое на микрошлифах проявляется в виде наблюдаемых белых нетравящихся полос, окаймляющих берега трещины.

Трещины напряжения - дефект, представляющий собой направленную вглубь металла, часто под прямым углом к поверхности, трещину, образующуюся вследствие объемных изменений, связанными со структурными превращениями, или с нагревом и охлаждением металла.

Флокены - представляют собой волосные трещины с кристал­лическим строением поверхности стенок, образующиеся внутри толс­того проката или поковок (диаметром более 30 мм) из сталей перлит­ного и мартенситного классов (хромистых, хромоникельвольфрамовых, марганцовистых и некоторых других легированных сталей).

Флокены можно наблюдать на изломах в виде пятен круглой или овальной формы, имеющих серебристо-белую блестящую ок­раску и называемых "хлопьями", а на макро - и микрошлифах - в виде прямых, иногда извилистых и зигзагообразных линий длиной от нескольких десятков долей миллиметра до 10-15 мм и более. В малых сечениях изделий из сильно прокатанной стали (диаметром менее 25 -30 мм) флокены никогда не обнаруживаются так же, как и в литой стали. Флокены не встречаются также в сталях аустенитного класса. Характерным для флокенов является расположение в виде групп преимущественно в средней части проката или поковки по толщине. Причина образования флокенов - возникновение значи­тельных структурных напряжений и охрупчивание стали в сердцеви­не, вызванное присутствием водорода, не успевшего выделиться из металла при быстром охлаждении.

Волосовины - мелкие внутренние или выходящие на поверх­ность трещины, образовавшиеся из газовых пузырей или неметал­лических включений при прокате или ковке. Они направлены вдоль волокон металла и в поперечном изломе видны как точки или линии небольшой высоты. Шлаковые и песчаные включения не способны пластически деформироваться и при обжатии слитка распадаются на большое число обломков с острыми углами, образуя при вытяжке цепочки вдоль волокон. Силикаты железа, марганца и других эле­ментов при температуре прокатки могут быть пластичны, поэтому вы­тягиваются вдоль волокон прокатанного металла. Длина волосовин 20-30 мм, а иногда 100-150 мм. Встречаются волосовины во всех конструкционных сталях.

Расслоения - нарушения сплошности внутри прокатанного ме­талла, представляющие собой раскатанные крупные дефекты слитка (глубокие усадочные раковины, усадочная пористость, скопления пу­зырей или неметаллических включений).

Характерным для расслоения является то, что поверхность нару­шения сплошности параллельна плоскости прокатки. Так, раскатан­ные скопления неметаллических включений дают внутреннюю прослой­ку, разделяющую лист или профиль на две, три или несколько частей.

Внутренние разрывы - сравнительно крупные нарушения сплошности внутренней части заготовки, периодически повторяющие­ся по ее длине. Поверхность излома по разрыву - крупнокристалли­ческая. Разрывы возникают под влиянием сил растяжения вследст­вие неодинаковой деформации наружных и внутренних слоев прока­тываемого металла с малой пластичностью. Наблюдаются при про­катке высоколегированных сталей. Разрывы, возникшие в начальной стадии прокатки, при дальнейшей значительной деформации могут образовать расслоения.

Рванины - представляют собой разрывы или надрывы метал­ла разнообразного очертания с рваными краями. Чаще расположе­ны на кромках листов, профилей. К образованию рванин при прокатке слитков особенно склонны высоколегированные стали с крупнозер­нистой структурой.

Скворечник - представляет собой раскрывшуюся при деформации внутрен­нюю поперечную термическую трещину в слитках или заготовках. На макро­шлифе наблюдается полость с разрывами, выходящими на поверхность.

Закаты и заковы – вдавленные и закатанные (закованные) заусенцы или возвышения (бугорки) на поверхности, получившиеся при предыдущем пропуске слитка через калибр прокатного стана. При этом металл заусенца или возвышения не сваривается с основной массой проката. Закат, образовавшийся от заусенца, похож на продольную трещину, а от возвышения - на плену с криволинейным незамкнутым контуром. Иногда закат образуется от остатков уса­дочной раковины после обрезки верхней части слитка с усадочной раковиной. При прокатке раковина не заваривается из-за окислов на ее стенках.

Плены - представляют собой сравнительно тонкие плоские от­слоения на поверхности прокатанного или кованого металла. В боль­шинстве случаев плены имеют вид "языка", у которого уширенный и утолщенный конец составляет одно целое с основной массой метал­ла. По размерам плены бывают от мелких едва заметных чешуек до 100 мм и более по длине и ширине (в толстых листах); толщина плен колеблется от десятых долей миллиметра до 3-5 мм и более.

Причинами образования плен могут быть неудовлетворительное качество слитков (наличие на поверхности отливки плен, плохая раскисленность и пузырчатость металла) и нарушение режимов прокатки (неудовлетворительная калибровка, неправильная насечка валков, об­разование заусенцев и рванин в самом начале прокатки).

Прижоги - дефекты, образующиеся при локальном перегреве материала, например в процессе клеймения (маркировки) деталей электрографом. При ме­таллографическом анализе материала деталей наличие прижогов устанавлива­ется по белым, нетравящимся участкам, видимым на поверхности травленого шлифа.