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(一)鍛件質(zhì)量檢驗(yàn)的內(nèi)容
/ V6 m v* ^( t鍛件缺陷的存在,有的會(huì)影響后續(xù)工序處理質(zhì)量或加工質(zhì)量,有的則嚴(yán)重影響鍛件的性能及使用,甚至極大地降低所制成品件的使用壽命,危及安全。因此為了保證或提高鍛件的質(zhì)量,除在工藝上加強(qiáng)質(zhì)量控制,采取相應(yīng)措施杜絕鍛件缺陷的產(chǎn)生外,還應(yīng)進(jìn)行必要的質(zhì)量檢驗(yàn),防止帶有對(duì)后續(xù)工序(如熱處理、表面處理、冷加工)及使用性能有惡劣影響的缺陷的鍛件流人后續(xù)工序。經(jīng)質(zhì)量檢驗(yàn)后,還可以根據(jù)缺陷的性質(zhì)及影響使用的程度對(duì)已制鍛件采取補(bǔ)救措施,使之符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或使用的要求。
; o* X8 T, J3 u因此,鍛件質(zhì)量檢驗(yàn)從某種意義上講,一方面是對(duì)已制鍛件的質(zhì)量把關(guān),另一方面則是給鍛造工藝指出改進(jìn)方向,從而保證鍛件質(zhì)量符合鍛件技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求,并滿足設(shè)計(jì)、加工、使用上的要求。
; y& `% h) u5 T0 H" B" v& [1 k鍛件質(zhì)量的檢驗(yàn)包括外觀質(zhì)量及內(nèi)部質(zhì)量的檢驗(yàn)。外觀質(zhì)量檢驗(yàn)主要指鍛件的幾何尺寸、形狀、表面狀況等項(xiàng)目的檢驗(yàn);內(nèi)部質(zhì)量的檢驗(yàn)則主要是指鍛件化學(xué)成分、宏觀組織、) h! k+ ?5 x3 ]# [) X
顯微組織及力學(xué)性能等各項(xiàng)目的檢驗(yàn)。
# |0 ` V* r" d' E0 Q. h具體說(shuō)來(lái),鍛件的外觀質(zhì)量檢驗(yàn)也就是檢查鍛件的形狀、幾何尺寸是否符合圖樣的規(guī)定,鍛件的表面是否有缺陷,是什么性質(zhì)的缺陷,它們的形態(tài)特征是什么。表面狀態(tài)的檢驗(yàn)內(nèi)容一般是檢查鍛件表面是否有表面裂紋、折疊、折皺、壓坑、桔皮、起泡、斑疤、腐蝕坑、碰傷、外來(lái)物、未充滿、凹坑、缺肉、劃痕等缺陷。而內(nèi)部質(zhì)量的檢驗(yàn)就是檢查鍛件本身的內(nèi)在質(zhì)量,是外觀質(zhì)量檢查無(wú)法發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量狀況,它既包含檢查鍛件的內(nèi)部缺陷,也包含檢查鍛件的力學(xué)性能,而對(duì)重要件、關(guān)鍵件或大型鍛件還應(yīng)進(jìn)行化學(xué)成分分析。對(duì)于內(nèi)部缺陷我們將通過(guò)低倍檢查、斷口檢查、高倍檢查的方法來(lái)檢驗(yàn)鍛件是否存在諸如內(nèi)裂、縮孔、疏松、粗晶、白點(diǎn)、樹枝狀結(jié)晶、流線不符合外形、流線紊亂、穿流、粗晶環(huán)、氧化膜、分層、過(guò)熱、過(guò)燒組織等缺陷。而對(duì)于力學(xué)性能主要是檢查常溫抗拉強(qiáng)度、塑性、韌性、硬度、疲勞強(qiáng)度、高溫瞬時(shí)斷裂強(qiáng)度、高溫持久強(qiáng)度、持久塑性及高溫蠕變強(qiáng)度等。
3 [% F' d1 i1 u d! Y# K由于鍛件制成零件后,在使用過(guò)程中其受力情況、重要程度、工作條件不同,其所用材料和冶金工藝也不同,因此不同的部位依據(jù)上述情況并按照本部門的要求將鍛件分出類別,不同的部門,不同的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鍛件的分類也是不同的。但不管怎么,對(duì)于鍛件質(zhì)量檢驗(yàn)的整體來(lái)說(shuō)都離不開兩大類檢驗(yàn),即外觀質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量的檢驗(yàn),只不過(guò)鍛件的類別不同,其具體的檢驗(yàn)項(xiàng)目、檢驗(yàn)數(shù)量和檢驗(yàn)要求不同罷了。例如,有的工業(yè)部門將結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、耐熱鋼鍛件分成Ⅳ類進(jìn)行檢驗(yàn),有的部門將鋁合金鍛件與模鍛件按其使用情況分成Ⅲ類進(jìn)行檢驗(yàn),還有的部門將鋁合金、銅合金鍛件分成Ⅳ類進(jìn)行檢驗(yàn)。 + I7 \1 n- y0 w! }$ ~" B
(二)鍛件質(zhì)量檢驗(yàn)的方法
5 x" `% J! f( a% n1 I" a6 H1 E當(dāng)今時(shí)代,人們對(duì)產(chǎn)品的使用要求更高了,相應(yīng)對(duì)制造產(chǎn)品的鍛件也提出了更高的要求。而鍛件質(zhì)量問(wèn)題的表現(xiàn)形式又多而雜,某些類型的鍛件缺陷又將嚴(yán)重地降低鍛件的性能,威脅使用的安全性、可靠性,縮短了使用壽命,這類缺陷的存在其后果是嚴(yán)重的。因此對(duì)鍛件質(zhì)量的檢驗(yàn)也提出了更高的要求,即絕不能將帶有缺陷的鍛件放過(guò)去,特別是不能放過(guò)那些嚴(yán)重影響使用性能的帶有缺陷的鍛件。要做到這一點(diǎn),就要在進(jìn)行鍛件質(zhì)量的檢驗(yàn)和 控制時(shí),除充分地沿用常規(guī)的檢測(cè)方法及手段外,也要采用反映當(dāng)代水平的更快速更準(zhǔn)確的檢測(cè)手段和方法,使之對(duì)鍛件質(zhì)量的評(píng)估、鍛件缺陷性質(zhì)的判斷、產(chǎn)生原因的判斷及形成機(jī)理的分析更準(zhǔn)確,更符合實(shí)際,從而保證不放過(guò)缺陷鍛件,并能采取得當(dāng)?shù)慕鉀Q措施來(lái)改進(jìn)和提高鍛件質(zhì)量。
$ h& U" E9 R8 q6 L/ r/ m" }如前所述,鍛件質(zhì)量的檢驗(yàn)分為外觀質(zhì)量的檢驗(yàn)和內(nèi)部質(zhì)量的檢驗(yàn)。外觀質(zhì)量的檢驗(yàn)一般來(lái)講是屬于非破壞性的檢驗(yàn),通常用肉眼或低倍放大鏡進(jìn)行檢查,必要時(shí)也采用無(wú)損探傷的方法。而內(nèi)部質(zhì)量的檢驗(yàn),由于其檢查內(nèi)容的要求,有些必須采用破壞性檢驗(yàn),也就是通常所講的解剖試驗(yàn),如低倍檢驗(yàn)、斷口檢驗(yàn)、高倍組織檢驗(yàn)、化學(xué)成分分析和力學(xué)性能測(cè)試等,有些則也可以采用無(wú)損檢測(cè)的方法,而為了更準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)鍛件質(zhì)量,應(yīng)將破壞性試驗(yàn)方法與無(wú)損檢測(cè)方法互相結(jié)合起來(lái)進(jìn)行使用。而為了從深層次上分析鍛件質(zhì)量問(wèn)題,進(jìn)行機(jī)理性的研究工作還要籍助于透射型或掃描型的電子顯微鏡、電子探針等。
' N/ D+ D: d1 P8 Y" L, |/ C+ ^+ K通常鍛件內(nèi)部質(zhì)量的檢驗(yàn)方法可歸結(jié)為:宏觀組織檢驗(yàn)法、微觀組織檢驗(yàn)法、力學(xué)性能檢驗(yàn)、化學(xué)成分分析法及無(wú)損檢測(cè)法。 5 S! U9 {# e- R
宏觀組織檢驗(yàn)就是采用目視或者低倍放大鏡(一般倍數(shù)在 30×以下)來(lái)觀察分析鍛的低倍組織特征的一種檢驗(yàn)。對(duì)于鍛件的宏觀組織檢驗(yàn)常用的方法有低倍腐蝕法(包括熱蝕法、冷蝕法及電解腐蝕法)、斷口試驗(yàn)法和硫印法。
1 @) g( s0 a1 {* S; S% Y低倍腐蝕法用以檢查結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、高溫合金、鋁及鋁合金、鎂及鎂合金、銅合金、鈦合金等材料鍛件的裂紋、折疊、縮孔、氣孔偏析、白點(diǎn)、疏松、非金屬夾雜、偏析集聚、流線的分布形式、晶粒大小及分布等。只不過(guò)對(duì)于不同的材料顯現(xiàn)低倍組織時(shí)采用的浸蝕劑和浸蝕的規(guī)范不同。 & ]+ \, b `5 h
斷口試驗(yàn)法用以檢查結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼(奧氏體型除外)的白點(diǎn)、層狀、內(nèi)裂等缺陷、檢查彈簧鋼鍛件的石墨碳及上述各鋼種的過(guò)熱、過(guò)燒等,對(duì)于鋁、鎂、銅等合金用來(lái)檢查其晶粒是否細(xì)致均勻,是否有氧化膜、氧化物夾雜等缺陷。) \( W5 i5 V( R& z1 s
而硫印法主要應(yīng)用于某些結(jié)構(gòu)鋼的大型鍛件,用以檢查其硫的分布是否均勻及硫含量的多少。
6 F- H/ g# h) v$ u2 a# i除結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼鍛件用于低倍檢查的試片不進(jìn)行最終熱處理外,其余材料的鍛件一般都經(jīng)過(guò)最終熱處理后才進(jìn)行低倍檢驗(yàn)。: i" b8 ]) }; X B: Y
斷口試樣一般都進(jìn)行規(guī)定的熱處理。
' B2 L( i/ J2 q( `0 J5 v1 \微觀組織檢驗(yàn)法則是利用光學(xué)顯微鏡來(lái)檢查各種材料牌號(hào)鍛件的顯微組織。檢查的項(xiàng)目一般有本質(zhì)晶粒度,或者是在規(guī)定溫度下的晶粒度,即實(shí)際晶粒度,非金屬夾雜物,顯微組織如脫碳層、共晶碳化物不均勻度,過(guò)熱、過(guò)燒組織及其它要求的顯微組織等。
. J# Q9 H" N/ m- Q) [4 k/ T力學(xué)性能和工藝性能的檢驗(yàn)則是對(duì)已經(jīng)過(guò)規(guī)定的最終熱處理的鍛件和試片加工成規(guī)定試樣后利用拉力試驗(yàn)機(jī)、沖擊試驗(yàn)機(jī)、持久試驗(yàn)機(jī)、疲勞試驗(yàn)機(jī)、硬度計(jì)等儀器來(lái)進(jìn)行力學(xué)性能及工藝性能數(shù)值的測(cè)定。
- e& G* k" r# u. V- s- E化學(xué)成分的測(cè)試一般是采用化學(xué)分析法或光譜分析法對(duì)鍛件的成分進(jìn)行分析測(cè)試,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,無(wú)論是化學(xué)分析還是光譜分析其分析的手段都有了進(jìn)步。對(duì)于光譜分析法而言,現(xiàn)在已不單純采用看譜法和攝譜法來(lái)進(jìn)行成分分析,新出現(xiàn)的光電光譜儀不僅分析速度快,而且準(zhǔn)確性也大大地提高了,而等離子光電光譜儀的出現(xiàn)更大大地提高了分析精度,其分析精度可達(dá) 10-6級(jí),這對(duì)于分析高溫合金鍛件中的微量有害雜質(zhì)如 Pb、As、Sn、Sb、Bi等是非常行之有效的方法。- r' z6 z1 N+ U0 s" ~
以上所說(shuō)的方法,無(wú)論是宏觀組織檢驗(yàn)法,還是微觀組織檢驗(yàn)法或性能及成分測(cè)定法,均屬于破壞性的試驗(yàn)方法,對(duì)于某些重要的、大型的鍛件破壞性的方法已不能完全適應(yīng)質(zhì)量檢驗(yàn)的要求,這一方面是因?yàn)樘唤?jīng)濟(jì),另一方面主要是為了避免破壞性檢查的片面性。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展為鍛件質(zhì)量檢驗(yàn)提供了更先進(jìn)更完善的手段。! H8 x/ E- z* h* W! S
對(duì)于鍛件的質(zhì)量檢驗(yàn)所采用的無(wú)損檢測(cè)方法一般有:磁粉檢驗(yàn)法、滲透檢驗(yàn)法、渦流檢驗(yàn)法、超聲波檢驗(yàn)法等。 e, @# ^& v" M0 y. c9 Y
磁粉檢驗(yàn)法廣泛地用于檢查鐵磁性金屬或合金鍛件的表面或近表面的缺陷,如裂紋、發(fā)紋、白點(diǎn)、非金屬夾雜、分層、折疊、碳化物或鐵素體帶等。
! h3 f& v+ C* C該方法僅適用于鐵磁性材料鍛件的檢驗(yàn),對(duì)于奧氏體鋼制成的鍛件不適于采用該方法。% |2 S6 C' u X1 `! c' v9 k( B
滲透檢驗(yàn)法除能檢查磁性材料鍛件外,還能檢查非鐵磁性材料鍛件的表面缺陷,如裂 紋、疏松、折疊等,一般只用于檢查非鐵磁性材料鍛件的表面缺陷,不能發(fā)現(xiàn)隱在表面以下的缺陷。
$ T0 x) u5 v& V, Z- @- @& k- Q渦流檢驗(yàn)法用以檢查導(dǎo)電材料的表面或近表面的缺陷。
5 m5 n, r/ {! ^1 ~) C9 f' a* u超聲波檢驗(yàn)法用以檢查鍛件內(nèi)部缺陷如縮孔、白點(diǎn)、心部裂紋、夾渣等,該方法雖然操作方便、快且經(jīng)濟(jì),但對(duì)缺陷的性質(zhì)難以準(zhǔn)確地進(jìn)行判定。
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