（热加工行业论坛）结晶状断口结晶结晶

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宏观断裂检查是宏观检查中常用的方法。 通过断口检查，可以发现钢材的冶炼缺陷以及锻造、热处理等制造工艺中的问题。 断裂检查有很大的优点，即对于使用过程中损坏的零件、制造过程中由于某种原因损坏的断裂以及拉伸、冲击试验试件断裂后的断裂，无需进行处理。 样品制备好后，可直接观察检查。 断裂检查和酸蚀试验有时可以同时使用，相互补充，避免漏检缺陷。 当技术条件规定断裂检验试样时，必须按技术条件制备断裂试样。 准备不当会导致检查错误。

钢材断裂的分类和各种缺陷形式的识别按照GB/T 1814-1979《钢材断裂试验方法》进行评定。 本标准适用于结构钢、滚动轴承钢、工具钢和弹簧钢的热轧、锻造、冷拔钢筋及钢坯。 其他钢种需要断裂检验时可参照本标准。 钢材断裂的主要类别如下所述。

纤维断裂

纤维状断裂又称韧性断裂，如图1所示。此类断裂呈纤维状，无金属光泽，颜色深，看不到晶体颗粒，边缘常有明显的塑性变形。断裂。 这种纤维状断口形貌的出现表明该钢具有良好的塑性和韧性。

结晶断裂

结晶断裂经常出现在热轧或退火钢中。 断口平坦，银灰色，有较强的金属光泽，有明显的晶粒。 结晶断口如图2所示。这种断口表明断裂时没有发生明显的塑性变形，属于脆性断口。

层状断裂

层状断口的特征是在纵向断口上，沿热加工方向出现非金属光泽、不均匀、起伏的条状，条状内伴有白色或灰色的线条。 这种缺陷类似于劈开的木头的纹理。 淬火状态和调质状态的层状断口分别如图3和图4所示。 层状现象主要是由多个相互平行的非金属夹杂物的存在引起的。 这种缺陷对纵向力学性能影响不大，但显着降低横向塑性和韧性。

白点骨折

白点是指断口表面呈圆形或椭圆形的银白色斑点。 光斑区域的晶粒通常比基体晶粒厚。 白点有时呈鸭嘴状裂纹，其大小变化很大，从几毫米到几十毫米，有时达到100毫米以上。 白点缺陷一般分布在偏析区，其断口如图5所示。白点有时沿加工变形方向分布。

白点缺陷是由氢和钢内应力共同作用引起的。 它们是破坏金属连续性的缺陷。 具有白点缺陷的钢的延伸率很低，其断面收缩率和冲击韧性降低更为显着。 具有白点缺陷的钢材或零件在热处理过程中往往容易出现淬火裂纹，有时甚至开裂。 因此，钢材中不允许存在白点缺陷。

缩孔残余断裂

缩孔残余断口位于纵轴区域，呈条状或疏松条状非晶组织，有时伴有非金属夹杂物或夹渣。 淬火后，样品往往沿条带呈现氧化色。 断口如图6所示。

这种缺陷一般发生在钢锭头的轴向中心区域。 主要是钢锭凝固时送料不均匀或热加工时切削量过少造成的。 它有时存在于钢材的一定长度内，是一种破坏金属连续性的缺陷。

气泡破裂

气泡破裂的特征是沿热处理方向具有光滑内壁的细长非晶条。 气泡破裂分为皮下气泡破裂和内部气泡破裂两种。 骨折如图7所示。

钢中气泡主要是由于钢液中气体含量过高、铸造系统中的水分、钢锭模中的生锈等原因造成的，是破坏金属连续性的缺陷。

非金属夹杂物（肉眼可见）和夹渣断口

非金属夹杂物和含渣断口是纵向断口上不同颜色（灰色、淡黄色、黄绿色等）的非结晶细条状或块状缺陷。 它们没有一定的规律性，可以出现在整个骨折处。 。 断口如图8所示。

黑色脆断

黑色脆性断裂缺陷断口呈部分或全部黑灰色，严重时可达石墨颗粒水平。 断口形貌如图9所示。黑色脆性缺陷主要是钢中石墨化引起的。 石墨（石墨化钢除外）破坏钢的化学成分和组织的均匀性，降低淬火硬度，使性能恶化。 一般发生在多次退火后的共析或过共析碳素工具钢和含硅弹簧钢中。 黑脆缺陷不能通过热处理或热加工来改善和消除。

结石骨折

石状断口呈现非金属光泽，浅灰色，有棱角，类似砾石。 轻的时候只有几个，重的时候可以覆盖整个骨折。 断口如图10所示。

石子状断口表明钢材已严重过热或过烧，使钢材的塑性和韧性下降，特别是韧性下降。 钢材一旦发生类似石头的断裂，通常就无法挽救。

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萘状断口

萘状断裂缺陷的特点是断口表面存在金属光泽较弱的亮点或刻面。 由于各个颗粒的方向不同，这些刻面闪耀着蔡般的光泽。 断口如图11所示。

这种缺陷在结构钢和高速工具钢的断口表面上都可以看到。 高速工具钢中典型的萘状断裂往往是由于工件未经退火而反复淬火造成的。 结构钢中的萘状断裂是由于钢被加热至过高温度或在高温下保持过长时间而导致晶粒长大而引起的。

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瓷断裂

瓷断口是一种亮灰色断口，具有缎子光泽，致密，类似细瓷碎片。 这种断裂常发生在经过淬火或低温回火的过共析钢和某些合金钢（钢坯）中。 烤瓷断口如下图所示：

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桌形骨折

平台状断口是纵向断口上较基体稍轻的较平坦的片状（平台状）结构，变形能力稍差，宽窄不一，多分布在偏析处区。

桌形断裂一般发生在钢锭的头部和中部，枝晶发达。 这是钢沿着大枝晶断裂的结果。 此类缺陷对纵向力学性能无大影响； 横向塑性和韧性略有降低。 当夹杂物呈台状富集时，横向塑性显着降低。 桌形断裂如下图所示：

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撕裂状骨折

撕裂状断口是纵向断口上沿热加工方向呈灰白色、致密、光滑的条状，变形能力差。 其分布没有一定的规律，严重时会覆盖整个断面。

撕裂状断裂可发生在整个钢锭上，一般钢锭尾部较重，头部较轻。 尾部的条纹多为细而密，头部的条纹则较宽。 这是由于钢中残留铝过多，导致氮化铝沿铸件晶界析出，并沿这条线断裂所致。 轻微撕裂痕对力学性能无明显影响； 严重的撕裂痕显着降低横向塑性和韧性，也降低纵向韧性。 典型的泪状骨折如下图所示。

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内部骨折

常见的内部裂纹分为锻造裂纹和冷裂纹两种。 锻件裂纹的特征是光滑平面或裂纹； 冷裂纹的特点是颜色较浅的平面和与基体有明显边界的裂纹。 每个平面都比较平坦，平行于加工方向的条带清晰可见。 经过热处理或酸洗的断口可能会呈现氧化色。

内部断裂大多发生在轴附近。 锻造裂纹产生的原因有热加工温度过低、内外温差过大、热加工压力过高、变形不合理等； 冷裂纹是由于锻后冷却速度过快，组织应力和热应力叠加而产生的。 它是一种严重破坏金属连续性的缺陷。 大多数锻造裂纹分布在轴的中心。 当只有一条裂纹时，通常沿对角线方向，当有两条裂纹时，往往接近十字形，更多的情况是从轴线向外辐射。 典型锻造裂纹的断口和截面分别如图a和图b所示。 截面照片的蚀刻剂为1:1（体积比）的盐酸水溶液，温度为60～70℃。

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异种金属夹杂物断口

异质金属夹杂物断口是纵向断口上与母材有明显分界、变形能力不同、金属光泽和组织不同的条状。 有时带材边界处会发生氧化。

这种缺陷是由于异物金属落入、合金材料未完全熔化等原因造成的，是破坏金属组织的均匀性或连续性的缺陷。