1、 各种加工工艺和材料中的常见缺陷铸造定义：铸造熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属浇入铸型，凝固后获得具有一定形状、尺 寸 和性能金属零件毛 坯 的成型方法。 铸造是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程。铸造毛坯因近乎成形，而达到免机械加工或少量加工的目的降低了成本并在一定程度上减少了制作时间铸造是现代装置制 造 工 业的基础工艺之一。铸造缺陷气孔：气体在金属液结壳之前未及时逸出，在铸件内生成的孔洞类缺陷。气孔的内壁光滑，明亮或带有轻微的氧化色。铸件中产生气孔后，将会减小其有效承载面积，且在气孔周围会引起应力集中而降低铸件的抗
2、冲击性和抗疲劳性。气孔还会降低铸件的致密性，致使某些要求承受水压试验的铸件报废。另外，气孔对铸件的耐腐蚀性和耐热性也有不良的影响。 防止气孔的产生：降低金属液中的含气量，增大砂型的透气性，以及在型腔的最高处增设出气冒口等。粘砂：铸件表面上粘附有一层难以清除的砂粒称为粘砂。粘砂既影响铸件外观，又增加铸件清理和切削加工的工作量，甚至会影响机器的寿命 防止粘砂：在型砂中加入煤粉，以及在铸型表面涂刷防粘砂涂料等。 夹砂：在铸件表面形成的沟槽和疤痕缺陷，在用湿型铸造厚大平板类铸件时极易产生。铸件中产生夹砂的部位大多是与砂型上表面相接触的地方，型腔上表面受金属液辐射热的作用，容易拱起和翘曲，当翘起的砂层受
3、金属液流不断冲刷时可能断裂破碎，留在原处或被带入其它部位。铸件的上表面越大，型砂体积膨胀越大，形成夹砂的倾向性也越大。砂眼：在铸件内部或表面充塞着型砂的孔洞类缺陷。 胀砂：浇注时在金属液的压力作用下，铸型型壁移动，铸件局部胀大形成的缺陷。 为了防止胀砂，应提高砂型强度、砂箱刚度、加大合箱时的压箱力或紧固力，并适当降低浇注温度，使金属液的表面提早结壳，以降低金属液对铸型的压力 冷隔和浇不足：液态金属充型能力不足，或充型条件较差，在型腔被填满之前，金属液便停止流动，将使铸件产生浇不足或冷隔缺陷。浇不足时，会使铸件不能获得完整的形状；冷隔时，铸件虽可获得完整的外形，但因存有未完全融合的接缝，铸件的力
4、学性能严重受损。 防止浇不足和冷隔：提高浇注温度与浇注速度。锻造定义：锻造是一种利用锻 压 机 械 对金属坯料施加压力，使其产生塑 性 变 形 以获得具有一定机 械 性 能 、一定形状和尺寸锻件的加工方法，锻 压 (锻造与冲压)的两大组成部分之一。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组 织 结 构 ，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸 件 。相关机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧 制 的板 材 、型材或焊接件外，多采用锻 件 。锻造缺陷一、原材料的主要缺陷及其引起的锻件缺陷锻造用的原材料为铸锭、轧材、挤材及锻坯。而轧
5、材、挤材及锻坯分别是铸锭经轧制、挤压及锻造加工成的半成品。一般情况下，铸锭的内部缺陷或表面缺陷的出现有时是不可避免的。例如，内部的成分与组织偏析等。原材料存在的各种缺陷，不仅会影响锻件的成形，而且将影响锻件的最终质量。根据不完全的统计，在航空工业系统中，导致航空锻件报废的诸多原因中，由于原材料固有缺陷引起的约占一半左右。因此，千万不可忽视原材料的质量控制工作。由于原材料的缺陷造成的锻件缺陷通常有：1.表面裂纹表面裂纹多发生在轧制棒材和锻制棒材上，一般呈直线形状，和轧制或锻造的主变形方向一致。造成这种缺陷的原因很多，例如钢锭内的皮下气泡在轧制时一面沿变形方向伸长，一面暴露到表面上和向内部深处发展
6、。又如在轧制时，坯料的表面如被划伤，冷却时将造成应力集中，从而可能沿划痕开裂等等。这种裂纹若在锻造前不去掉，锻造时便可能扩展引起锻件裂纹。2.折叠折叠形成的原因是当金属坯料在轧制过程中，由于轧辊上的型槽定径不正确，或因型槽磨损面产生的毛刺在轧制时被卷入，形成和材料表面成一定倾角的折缝。对钢材，折缝内有氧化铁夹杂，四周有脱碳。折叠若在锻造前不去掉，可能引起锻件折叠或开裂（见实例 4） 。3.结疤结疤是在轧材表面局部区域的一层可剥落的薄膜。结疤的形成是由于浇铸时钢液飞溅而凝结在钢锭表面，轧制时被压成薄膜，贴附在轧材的表面，即为结疤。锻后锻件经酸洗清理，薄膜将会剥落而成为锻件表面缺陷。4.层状断口层
7、状断口的特征是其断口或断面与折断了的石板、树皮很相似。层状断口多发生在合金钢（铬镍钢、铬镍钨钢等） ，碳钢中也有发现。这种缺陷的产生是由于钢中存在的非金属夹杂物、枝晶偏析以及气孔疏松等缺陷，在锻、轧过程中沿轧制方向被拉长，使钢材呈片层状。如果杂质过多，锻造就有分层破裂的危险。层状断口越严重，钢的塑性、韧性越差，尤其是横向力学性能很低，所以钢材如具有明显的层片状缺陷是不合格的5.亮线（亮区）亮线是在纵向断口上呈现结晶发亮的有反射能力的细条线，多数贯穿整个断口，大多数产生在轴心部分。亮线主要是由于合金偏析造成的，见实例 86。轻微的亮线对力学性能影响不大，严重的亮线将明显降低材料的塑性和韧性。6.
8、非金属夹杂非金属夹杂物主要是熔炼或浇铸的钢水冷却过程中由于成分之间或金属与炉气、容器之间的化学反应形成的。另外，在金属熔炼和浇铸时，由于耐火材料落入钢液中，也能形成夹杂物，这种夹杂物统称夹渣。在锻件的横断面上，非金属夹杂可以呈点状、片状、链状或团块状分布。严重的夹杂物容易引起锻件开裂或降低材料的使用性能，见实例 47。7.碳化物偏析碳化物偏析经常在含碳高的合金钢中出现。其特征是在局部区域有较多的碳化物聚集。它主要是钢中的莱氏体共晶碳化物和二次网状碳化物，在开坯和轧制时未被打碎和均匀分布造成的。碳化物偏析将降低钢的锻造变形性能，易引起锻件开裂。锻件热处理淬火时容易局部过热、过烧和淬裂。制成的刀具
9、使用时刃口易崩裂，见实例 37、38。8.铝合金氧化膜铝合金氧化膜一般多位于模锻件的腹板上和分模面附近。在低倍组织上呈微细的裂口，在高倍组织上呈涡纹状，在断口上的特征可分两类：其一，呈平整的片状，颜色从银灰色、浅黄色直至褐色、暗褐色；其二，呈细小密集而带闪光的点状物。铝合金氧化膜是熔铸过程中敞露的熔体液面与大气中的水蒸气或其它金属氧化物相互作用时所形成的氧化膜在转铸过程中被卷人液体金属的内部形成的。锻件和模锻件中的氧化膜对纵向力学性能无明显影响，但对高度方向力学性能影响较大，它降低了高度方向强度性能，特别是高度方向的伸长率、冲击韧度和高度方向抗腐蚀性能。9.白点白点的主要特征是在钢坯的纵向断口
10、上呈圆形或椭圆形的银白色斑点，在横向断口上呈细小的裂纹。白点的大小不一，长度由 120mm 或更长。白点在镍铬钢、镍铬钼钢等合金钢中常见，普通碳钢中也有发现，是隐藏在内部的缺陷。 白点是在氢和相变时的组织应力以及热应力的共同作用下产生的，当钢中含氢量较多和热压力加工后冷却（或锻后热处理）太快时较易产生。用带有白点的钢锻造出来的锻件，在热处理时（淬火）易发生龟裂，有时甚至成块掉下。白点降低钢的塑性和零件的强度，是应力集中点，它像尖锐的切刀一样，在交变载荷的作用下，很容易变成疲劳裂纹而导致疲劳破坏。所以锻造原材料中绝对不允许有白点。关于白点的详细介绍请见第三章第七节和实例 97。10.粗晶环粗晶环
11、常常是铝合金或镁合金挤压棒材上存在的缺陷。经热处理后供应的铝、镁合金的挤压棒材，在其圆断面的外层常常有粗晶环。粗晶环的厚度，由挤压时的始端到末端是逐渐增加的。若挤压时的润滑条件良好，则在热处理后可以减小或避免粗晶环。反之，环的厚度会增加。粗晶环的产生原因与很多因素有关。但主要因素是由于挤压过程中金属与挤压筒之间产生的摩擦。这种摩擦致使挤出来的棒材横断面的外表层晶粒要比棒材中心处晶粒的破碎程度大得多。但是由于筒壁的影响，此区温度低，挤压时未能完全再结晶，淬火加热时未再结晶的晶粒再结晶并长大吞并已经再结晶的晶粒，于是在表层形成了粗晶环。有粗晶环的坯料锻造时容易开裂，如粗晶环保留在锻件表层，则将降低
12、零件的性能，见实例 76。有粗晶环缺陷的坯料，在锻造前必需将粗晶环车去。11.缩管残余缩管残余一般是由于钢锭冒口部分产生的集中缩孔未切除干净，开坯和轧制时残留在钢材内部而产生的。缩管残余附近区域一般会出现密集的夹杂物、疏松或偏析。在横向低倍中呈不规则的皱折的缝隙。锻造时或热处理时易引起锻件开裂，二、加热工艺不当常产生的缺陷 加热不当所产生的缺陷可分为：由于介质影响使坯料外层组织化学状态变化而引起的缺陷，如氧化、脱碳、增碳和渗硫、渗铜等。由内部组织结构的异常变化引起的缺陷，如过热、过烧和未热透等。由于温度在坯料内部分布不均，引起内应力（如温度应力、组织应力）过大而产生的坯料开裂等。下面介绍其中几
13、种常见的缺陷，其余的可见有关的实例。1.脱碳脱碳是指金属在高温下表层的碳被氧化，使得表层的含碳量较内部有明显降低的现象。脱碳层的深度与钢的成分、炉气的成分、温度和在此温度下的保温时间有关。采用氧化性气氛加热易发生脱碳，高碳钢易脱碳，含硅量多的钢也易脱碳。脱碳使零件的强度和疲劳性能下降，磨损抗力减弱。2.增碳经油炉加热的锻件，常常在表面或部分表面发生增碳现象。有时增碳层厚度达1.51.6mm，增碳层的含碳量达 1（质量分数）左右，局部点含碳量甚至超过 2（质量分数） ，出现莱氏体组织。这主要是在油炉加热的情况下，当坯料的位置靠近油炉喷嘴或者就在两个喷嘴交叉喷射燃油的区域内时，由于油和空气混合得不
14、太好，因而燃烧不完全，结果在坯料的表面形成还原性的渗碳气氛，从而产生表面增碳的效果。增碳使锻件的机械加工性能变坏，切削时易打刀。3.过热过热是指金属坯料的加热温度过高，或在规定的锻造与热处理温度范围内停留时间太长，或由于热效应使温升过高而引起的晶粒粗大现象。碳钢（亚共析或过共析钢）过热之后往往出现魏氏组织。马氏体钢过热之后，往往出现晶内织构，工模具钢往往以一次碳化物角状化为特征判定过热组织。钛合金过热后，出现明显的 相晶界和平直细长的魏氏组织。合金钢过热后的断口会出现石状断口或条状断口。过热组织，由于晶粒粗大，将引起力学性能降低，尤其是冲击韧度。一般过热的结构钢经过正常热处理（正火、淬火）之后
15、，组织可以改善，性能也随之恢复，这种过热常被称之为不稳定过热；而合金结构钢的严重过热经一般的正火（包括高温正火） 、退火或淬火处理后，过热组织不能完全消除，这种过热常被称之为稳定过热。4.过烧过烧是指金属坯料的加热温度过高或在高温加热区停留时间过长，炉中的氧及其它氧化性气体渗透到金属晶粒间的空隙，并与铁、硫、碳等氧化，形成了易熔的氧化物的共晶体，破坏了晶粒间的联系，使材料的塑性急剧降低。过烧严重的金属，撤粗时轻轻一击就裂，拔长时将在过烧处出现横向裂纹。过烧与过热没有严格的温度界线。一般以晶粒出现氧化及熔化为特征来判断过烧。对碳钢来说，过烧时晶界熔化、严重氧化工模具钢（高速钢、Cr12 型钢等）
16、过烧时，晶界因熔化而出现鱼骨状莱氏体。铝合金过烧时出现晶界熔化三角区和复熔球等。锻件过烧后，往往无法挽救，只好报废。5.加热裂纹在加热截面尺寸大的大钢锭和导热性差的高合金钢和高温合金坯料时，如果低温阶段加热速度过快，则坯料因内外温差较大而产生很大的热应力。加之此时坯料由于温度低而塑性较差，若热应力的数值超过坯料的强度极限，就会产生由中心向四周呈辐射状的加热裂纹，使整个断面裂开。6.铜脆铜脆在锻件表面上呈龟裂状。高倍观察时，有淡黄色的铜（或铜的固溶体）沿晶界分布。坯料加热时，如炉内残存氧化铜屑，在高温下氧化钢还原为自由铜，熔融的钢原子沿奥氏体晶界扩展，削弱了晶粒间的联系。另外，钢中含铜量较高2（
17、质量分数） 时，如在氧化性气氛中加热，在氧化铁皮下形成富铜层，也引起钢脆。三、锻造工艺不当常产生的缺陷 锻造工艺不当产生的缺陷通常有以下几种1.大晶粒大晶粒通常是由于始锻温度过高和变形程度不足、或终锻温度过高、或变形程度落人临界变形区引起的。铝合金变形程度过大，形成织构；高温合金变形温度过低，形成混合变形组织时也可能引起粗大晶粒晶粒粗大将使锻件的塑性和韧性降低，疲劳性能明显下降。2.晶粒不均匀晶粒不均匀是指锻件某些部位的晶粒特别粗大，某些部位却较小。产生晶粒不均匀的主要原因是坯料各处的变形不均匀使晶粒破碎程度不一，或局部区域的变形程度落人临界变形区，或高温合金局部加工硬化，或淬火加热时局部晶粒
18、粗大。耐热钢及高温合金对晶粒不均匀特别敏感。晶粒不均匀将使锻件的持久性能、疲劳性能明显下降。3.冷硬现象变形时由于温度偏低或变形速度太快，以及锻后冷却过快，均可能使再结晶引起的软化跟不上变形引起的强化（硬化） ，从而使热锻后锻件内部仍部分保留冷变形组织。这种组织的存在提高了锻件的强度和硬度，但降低了塑性和韧性。严重的冷硬现象可能引起锻裂。4.裂纹裂纹通常是锻造时存在较大的拉应力、切应力或附加拉应力引起的。裂纹发生的部位通常是在坯料应力最大、厚度最薄的部位。如果坯料表面和内部有微裂纹、或坯料内存在组织缺陷，或热加工温度不当使材料塑性降低，或变形速度过快、变形程度过大，超过材料允许的塑性指针等，则
19、在撤粗、拔长、冲孔、扩孔、弯曲和挤压等工序中都可能产生裂纹。5.龟裂龟裂是在锻件表面呈现较浅的龟状裂纹。在锻件成形中受拉应力的表面（例如，未充满的凸出部分或受弯曲的部分）最容易产生这种缺陷。引起龟裂的内因可能是多方面的：原材料合 Cu、Sn 等易熔元素过多。高温长时间加热时，钢料表面有铜析出、表面晶粒粗大、脱碳、或经过多次加热的表面。燃料含硫量过高，有硫渗人钢料表面。6.飞边裂纹飞边裂纹是模锻及切边时在分模面处产生的裂纹。飞边裂纹产生的原因可能是：在模锻操作中由于重击使金属强烈流动产生穿筋现象。镁合金模锻件切边温度过低；铜合金模锻件切边温度过高。7.分模面裂纹分模面裂纹是指沿锻件分模面产生的裂
20、纹。原材料非金属夹杂多，模锻时向分模面流动与集中或缩管残余在模锻时挤人飞边后常形成分模面裂纹。8.折叠折叠是金属变形过程中已氧化过的表层金属汇合到一起而形成的。它可以是由两股（或多股）金属对流汇合而形成；也可以是由一股金属的急速大量流动将邻近部分的表层金属带着流动，两者汇合而形成的；也可以是由于变形金属发生弯曲、回流而形成；还可以是部分金属局部变形，被压人另一部分金属内而形成。折叠与原材料和坯料的形状、模具的设计、成形工序的安排、润滑情况及锻造的实际操作等有关。折叠不仅减少了零件的承载面积，而且工作时由于此处的应力集中往往成为疲劳源。9.穿流穿流是流线分布不当的一种形式。在穿流区，原先成一定角
21、度分布的流线汇合在一起形成穿流，并可能使穿流区内、外的晶粒大小相差较为悬殊。穿流产生的原因与折叠相似，是由两股金属或一股金属带着另一股金属汇流而形成的，但穿流部分的金属仍是一整体。穿流使锻件的力学性能降低，尤其当穿流带两侧晶粒相差较悬殊时，性能降低较明显。10.锻件流线分布不顺锻件流线分布不顺是指在锻件低倍上发生流线切断、回流、涡流等流线紊乱现象。如果模具设计不当或锻造方法选择不合理，预制毛坯流线紊乱；工人操作不当及模具磨损而使金属产生不均匀流动，都可以使锻件流线分布不顺。流线不顺会使各种力学性能降低，因此对于重要锻件，都有流线分布的要求。11.铸造组织残留铸造组织残留主要出现在用铸锭作坯料的
22、锻件中。铸态组织主要残留在锻件的困难变形区。锻造比不够和锻造方法不当是铸造组织残留产生的主要原因。铸造组织残留会使锻件的性能下降，尤其是冲击韧度和疲劳性能等。12.碳化物偏析级别不符要求碳化物偏析级别不符要求主要出现于莱氏体工模具钢中。主要是锻件中的碳化物分布不均匀，呈大块状集中分布或呈网状分布。造成这种缺陷的主要原因是原材料碳化物偏析级别差，加之改锻时锻比不够或锻造方法不当具有这种缺陷的锻件，热处理淬火时容易局部过热和淬裂。制成的刃具和模具使用时易崩刃等。13.带状组织带状组织是铁素体和珠光体、铁素体和奥氏体、铁素体和贝氏体以及铁素体和马氏体在锻件中呈带状分布的一种组织，它们多出现在亚共折钢
23、、奥氏体钢和半马氏体钢中。这种组织，是在两相共存的情况下锻造变形时产生的带状组织能降低材料的横向塑性指针，特别是冲击韧性。在锻造或零件工作时常易沿铁素体带或两相的交界处开裂。14.局部充填不足局部充填不足主要发生在筋肋、凸角、转角、圆角部位，尺寸不符合图样要求。产生的原因可能是：锻造温度低，金属流动性差；设备吨位不够或锤击力不足；制坯模设计不合理，坯料体积或截面尺寸不合格；模膛中堆积氧化皮或焊合变形金属。15.欠压欠压指垂直于分模面方向的尺寸普遍增大，产生的原因可能是：锻造温度低。设备吨位不足，锤击力不足或锤击次数不足。16.错移错移是锻件沿分模面的上半部相对于下半部产生位移。产生的原因可能是
24、：滑块（锤头）与导轨之间的间隙过大；锻模设计不合理，缺少消除错移力的锁口或导柱；模具安装不良。17.轴线弯曲锻件轴线弯曲，与平面的几何位置有误差。产生的原因可能是：锻件出模时不注意；切边时受力不均；锻件冷却时各部分降温速度不一；清理与热处理不当 。焊接 定义：焊接焊接是被焊工件的材质（同种或异种） ，通过加热或加压或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子间的建和而形成永久性连接的工艺过程。焊接过程中，工 件 和焊 料 熔 化 形成熔融区域，熔 池 冷却凝固后便形成材料之间的连接。这一过程中，通常还需要施加压 力 。焊接的能 量 来源有很多种，包括气体焰、电 弧 、激 光 、 电
25、子 束 、摩 擦 和超 声 波 等。 19 世 纪 末之前，唯一的 焊 接 工 艺 是铁 匠 沿用了数百年的金属锻焊。最早的现代焊 接 技 术 出现在 19 世纪末，先是弧焊和氧燃气焊，稍后出现了电 阻 焊 。20 世纪早期，随着 第 一 次 和第 二 次 世 界 大 战 开战，对军用器材廉价可靠的连接方法需求极大，故促进了焊接技术的发展。今天，随着焊 接 机 器 人 在工业应用中的广泛应用，研究人员仍在深入研究焊接的本质，继续开发新的焊 接 方 法 ，以进一步提高焊 接 质量 。 焊接缺陷焊接缺陷分类：从宏观上看，可分为裂纹、未熔合、未焊透、夹渣、气孔、及形状缺陷，又称焊缝金属表面缺陷或叫接
26、头的几何尺寸缺陷，如咬边，焊瘤等。在底片上还常见如机械损伤（磨痕） ，飞溅、腐蚀麻点等其他非焊接缺陷。从微观上看，可分为晶体空间和间隙原子的点缺陷，位错性的线缺陷，以及晶界的面缺陷。微观缺陷是发展为宏观缺陷的隐患因素。宏观六类缺陷的形态及产生机理气孔：焊接时，熔池中的气泡在凝固时未能逸出而残留下来所形成的空穴。气孔可分为条虫状气孔、针孔、柱孔，按分布可分为密集气孔，链孔等。气孔的生成有工艺因素，也有冶金因素。工艺因素主要是焊接规范、电流种类、电弧长短和操作技巧。冶金因素，是由于在凝固界面上排出的氮、氢、氧、一氧化碳和水蒸汽等所造成的。夹渣：焊后残留在焊缝中的溶渣，有点状和条状之分。产生原因是熔
27、池中熔化金属的凝固速度大于熔渣的流动速度，当熔化金属凝固时，熔渣未能及时浮出熔池而形成。它主要存于焊道之间和焊道与母材之间。未熔合：熔焊时，焊道与母材之间或焊道与焊道之间未完全熔化结合的部分；点焊时母材与母材之间未完全熔化结合的部分，称之。未熔合可分为坡口未熔合、焊道之间未熔合（包括层间未熔合） 、焊缝根部未熔合。按其间成分不同，可分为白色未熔合（纯气隙、不含夹渣） 、黑色未熔合（含夹渣的） 。产生机理：a.电流太小或焊速过快（线能量不够） ；b.电流太大，使焊条大半根发红而熔化太快，母材还未到熔化温度便覆盖上去。C.坡口有油污、锈蚀；d. 焊件散热速度太快，或起焊处温度低；e.操作不当或磁偏
28、吹，焊条偏弧等。未焊透：焊接时接头根部未完全熔透的现象，也就是焊件的间隙或钝边未被熔化而留下的间隙，或是母材金属之间没有熔化，焊缝熔敷金属没有进入接头的根部造成的缺陷。产生原因：焊接电流太小，速度过快。坡口角度太小，根部钝边尺寸太大，间隙太小。焊接时焊条摆动角度不当，电弧太长或偏吹（偏弧）裂纹（焊接裂纹）：在焊接应力及其它致脆因素共同作用下，焊接接头中局部地区的金属原子结合力遭到破坏而形成的新界面而产生缝隙，称为焊接裂纹。它具有尖锐的缺口和大的长宽比特征。按其方向可分为纵向裂纹、横向裂纹，辐射状（星状）裂纹。按发生的部位可分为根部裂纹、弧坑裂纹，熔合区裂纹、焊趾裂纹及热响裂纹。按产生的温度可分
29、为热裂纹（如结晶裂纹、液化裂纹等） 、冷裂纹（如氢致裂纹、层状撕裂等）以及再热裂纹。产生机理：一是冶金因素，另一是力学因素。冶金因素是由于焊缝产生不同程度的物理与化学状态的不均匀，如低熔共晶组成元素 S、P、Si 等发生偏析、富集导致的热裂纹。此外，在热影响区金属中，快速加热和冷却使金属中的空位浓度增加，同时由于材料的淬硬倾向，降低材料的抗裂性能，在一定的力学因素下，这些都是生成裂纹的冶金因素。力学因素是由于快热快冷产生了不均匀的组织区域，由于热应变不均匀而导至不同区域产生不同的应力联系，造成焊接接头金属处于复杂的应力-应变状态。内在的热应力、组织应力和外加的拘束应力，以及应力集中相叠加构成了
30、导致接头金属开裂的力学条件。形状缺陷焊缝的形状缺陷是指焊缝表面形状可以反映出来的不良状态。如咬边、焊瘤、烧穿、凹坑（内凹） 、未焊满、塌漏等。产生原因：主要是焊接参数选择不当，操作工艺不正确，焊接技能差造成。焊接缺陷对焊接接头机械性能的影响气孔：削弱焊缝的有效工作面积，破坏了焊缝金属的致密性和结构的连续性，它使焊缝的塑性降低可达40-50%并显著降低焊缝弯曲和冲击韧性以及疲劳强度，接头机械能明显不良。夹渣：呈棱角（夹渣的主要特征）的不规则夹渣，容易引起应力集中，是脆性断裂扩展的疲劳源，它同样也减小焊缝工作面积，破坏焊缝金属结构的连续性，明显降低接头的机械性能。焊缝中存在夹杂物（又称夹渣） ，是
31、十分有害的，它不仅降低焊缝金属的塑性，增加低温脆性，同时也增加了产生裂纹的倾向和厚板结构层状撕裂。焊缝中的金属夹渣（夹钨等）如同气孔一样，也会降低焊缝机械性能。未焊透：在焊缝中，未焊透会导致焊缝机械强度大大降低，易延伸为裂纹缺陷，导致构件破坏，尤其连续未焊透更是一种危险缺陷。未熔合：是一种类似于裂纹的极其危险的缺陷。未熔合本身就是一种虚焊， 在交变载荷工作状态下， 应力集中，极易开裂，是最危险缺陷之一。裂纹：是焊缝中最危险的缺陷，大部分焊接构件的破坏由此产生。形状缺陷：主要是造成焊缝表面的不连续性，有的会造成应力集中，产生裂纹（如咬边） ，有的致使焊缝截面积减小（如凹坑、内凹坑等） ，有的缺陷
32、是不允许的（如烧穿） ，因为烧穿能致使焊缝接头完全破坏，机械强度下降。热处理定义：热处理是将金属材料放在一定的介质内加热、保温、冷却，通过改变材料表面或内部的金相组织结构,来控制其性能的一种金属热加工工艺。金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工 件 的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工 件 表 面 的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。为使金属工件具有所需要的力 学 性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。钢 铁 是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。
