단조 결함: 유형, 원인 및 품질 관리

품질을 보장하기 위해 금속 단조품은 반드시 품질 검사를 받아야 합니다. 검사 중 결함이 확인된 단조품은 사용 요건(검사 기준)과 결함의 정도에 따라 적격, 폐기 또는 수리 후 사용 여부가 결정됩니다.

I. 단조 결함의 분류 및 원인

1. 단조 결함의 분류

단조 결함의 분류는 표 1에 나와 있습니다.

표 1 단조 결함의 분류

2. 단조 결함의 주요 특징 및 원인

공정마다 다른 형태의 결함이 발생할 수 있지만 동일한 형태의 결함도 다른 공정에서 발생할 수 있습니다. 단조 결함의 원인은 종종 원료 생산 공정 및 단조 후 열처리 공정과 같은 다양한 요인과 관련이 있으므로 단조 결함의 원인을 단독으로 분석해서는 안 됩니다.

단조 결함의 주요 특징과 원인은 표 2에 나와 있습니다.

표 2 단조 결함의 주요 특징 및 원인

결함 이름	주요 특징	원인 및 결과
1. 원자재로 인한 결함
헤어라인 균열(갈라짐)	강철 표면에 0.5 ~ 1.5mm 깊이의 헤어라인 균열이 있습니다.	강철을 압연하는 동안 강철 잉곳의 피하 기포가 길어지고 파열됩니다. 단조 전에 제거하지 않으면 단조 부품에 균열이 발생할 수 있습니다.
딱지	강철 표면의 국부적인 영역에 존재하는 쉽게 벗겨질 수 있는 박막 층으로 두께는 약 1.5mm입니다. 단조 시 용접할 수 없으며 단조 부품의 표면에 딱지 형태로 나타납니다.	주조하는 동안 강철 액체는 강철 잉곳 표면에 튀고 응고되며 압연하는 동안 얇은 필름으로 압축되어 압연 재료의 표면에 딱지처럼 부착됩니다. 단조 및 산세 후 딱지가 벗겨져 단조 부품의 표면에 구덩이가 남습니다.
접기(접기)	압연된 재료의 끝면 직경의 양쪽 끝에 주름이 나타나며, 주름은 호의 접선과 각도를 이룹니다. 접힌 내부에는 산화된 내포물이 포함되어 있으며 그 주변에서 탈탄이 발생합니다.	압연기에서 롤 그루브의 크기가 잘못되었거나 그루브의 마모된 표면에서 생성된 버는 압연 중에 주름으로 말려 들어갑니다. 단조 전에 제거하지 않으면 단조 부품의 표면에 남아 있습니다.
비금속 내포물	길쭉하거나 부서졌지만 세로로 불연속적인 비금속 내포물이 압연 재료의 세로 부분에 나타납니다. 황화물과 같은 전자와 산화물, 취성 규산염과 같은 후자가 이에 해당합니다.	주로 용해 중 금속과 용광로 가스, 용기 사이의 화학 반응으로 인해 발생하며, 용해 및 주조 중 내화 물질, 모래 등이 용강에 떨어지면서 발생하기도 합니다.
적층 골절	종종 강철 재료의 중앙 부분에서 발생합니다. 강철의 파단 또는 단면에는 깨진 슬레이트나 나무껍질과 유사한 형태가 나타납니다. 이 결함은 합금강, 특히 크롬-니켈강, 몰리브덴-니켈-텅스텐강에서 더 흔하며 탄소강에서도 발견됩니다.	강철에는 비금속 개재물, 수지상 분리, 다공성, 느슨함 및 기타 결함이 존재하며, 단조 및 압연 과정에서 세로로 길어져 강철 균열이 층을 이루며 나타납니다. 적층 골절은 강철 재료의 횡방향 기계적 특성을 크게 감소시키며 단조는 박리 및 파열이 매우 쉽습니다.
분리 영역	저전력 현미경으로 일부 합금 구조용 강철 단조품(예: 40CrNiMoA, 38CrMoAIA 등)의 세로 방향에서 흐름선 방향과 다른 줄무늬 또는 띠 형태의 결함이 흐름선 방향을 따라 나타납니다. 결함 영역의 미세 경도는 정상 영역의 미세 경도와 크게 다릅니다.	분리 구역은 주로 원자재 생산 과정에서 합금 원소를 분리하기 때문입니다. 약간의 분리 영역은 기계적 특성에 거의 영향을 미치지 않지만 심한 분리 영역은 단조의 가소성과 인성을 크게 감소시킵니다.
밝은 선 또는 밴드	단조품의 표면 또는 단조품의 가공된 표면에는 다양한 길이의 밝은 선이 나타납니다. 대부분의 밝은 선은 단조의 세로 방향을 따라 분포되어 있습니다. 이 결함은 주로 티타늄 합금 및 초합금 단조품에서 발생합니다.	합금 원소의 분리로 인해 발생합니다. 티타늄 합금 단조품에서 밝은 선은 대부분 알루미늄과 바나듐 분리가 낮은 영역에 속하며, 초합금 단조품에서는 밝은 선 영역에 니켈, 크롬, 코발트 등의 원소 함량이 높은 경우가 많습니다. 밝은 선의 존재는 재료의 가소성과 인성을 감소시킵니다.
카바이드 분리 수준이 표준에 미치지 못함	고속강 및 고크롬 냉간 가공 금형강과 같은 고탄소 합금강에서 종종 발생하며, 탄화물 농도가 높은 국부 영역이 특징이며 탄화물 분리가 허용 기준을 초과하는 경우가 많습니다.	빌릿 개봉 및 압연 시 레데부라이트 공융 탄화물이 강철에 불충분하게 파쇄되고 균일하게 분포되어 발생합니다. 카바이드 분리가 심하면 단조품이 쉽게 과열, 화상 또는 균열이 발생할 수 있습니다.
흰색 반점	강철 빌릿의 세로 부분에 원형 또는 타원형의 은백색 반점이 있고 가로 부분에 미세한 균열이 있습니다. 흰색 반점의 크기는 다양하며 길이는 1～20mm 이상입니다. 흰색 반점은 합금 구조용 강철에서 흔히 볼 수 있으며 일반 탄소강에서도 발견됩니다.	강철의 높은 수소 함량과 상 변환 중 큰 조직적 응력으로 인해 발생합니다. 대형 강철 빌릿은 단조 및 압연 후 빠르게 냉각되면 흰색 반점이 발생하기 쉽습니다. 흰색 반점은 강철의 가소성과 강도를 감소시키는 숨겨진 내부 균열입니다. 흰색 반점은 응력 집중 지점으로, 교대로 하중이 가해지면 피로 균열이 발생하기 쉽습니다.
수축 다공성 잔류물	단조품의 저배율 검사 시 균열과 유사한 불규칙한 주름 모양의 틈이 암갈색 또는 회백색으로 나타나고, 고배율에서는 수축 다공성 잔류물 근처에서 다량의 비금속 개재물이 발견되어 부서지기 쉽고 벗겨지기 쉽습니다.	스틸 체인의 라이저 부분에서 발생하는 집중된 수축 기공이 깨끗하게 제거되지 않아 슬래빙 및 압연 중에 스틸 빌릿 내부에 남아 있습니다.
알루미늄 합금 압출 봉의 거친 입자 링	열처리 후 공급되는 알루미늄 합금 압출 막대는 단면 외층에 굵은 입자가 고리 모양으로 나타나는데, 이를 굵은 입자 고리라고 합니다. 거친 입자 고리의 두께는 막대의 시작부터 끝까지 점차적으로 증가합니다.	주로 알루미늄 합금에 Mn, Cr과 같은 원소가 존재하고 압출 시 금속과 압출 실린더 벽 사이의 마찰로 인한 막대 표면층의 심한 변형으로 인해 발생합니다. 거친 입자 고리가 있는 빌릿은 단조 중에 균열이 생기기 쉬우며, 단조 부품에 그대로 두면 부품의 성능이 저하됩니다.
알루미늄 합금 산화물 필름	단조의 저배율 구조에서 산화막은 금속 흐름선을 따라 분포되어 검은색의 짧은 선으로 나타납니다. 산화막의 길이 방향에 수직인 파단면에서는 산화막이 찢어지고 층을 이룬 것처럼 보이고, 산화막의 길이 방향에 평행한 파단면에서는 산화막이 벗겨지거나 조밀하게 점점이 박힌 것처럼 보입니다. 금형 단조 내부의 산화막은 벨리 플레이트 또는 절단면 근처에서 쉽게 볼 수 있습니다.	녹는 동안 알루미늄 액체에서 제거되지 않은 산화물은 주조 공정 중에 금속 액체로 압연되고 압출, 단조 및 기타 변형 공정 중에 길어지고 얇아져 산화막이 됩니다. 산화막은 단조의 종방향 기계적 특성에는 작은 영향을 미치지 만 횡방향, 특히 짧은 횡방향 기계적 특성에는 더 큰 영향을 미칩니다. 단조품의 범주와 산화막의 기준에 따라 비교하여 부적합한 단조품만 폐기됩니다.
2. 절단으로 인해 발생한 결함.
스큐 커팅	빌릿의 끝면이 빌릿 축으로 기울어져 허용 값을 초과합니다.	절단 중 봉재가 단단히 고정되지 않아 발생합니다. 비스듬히 절단된 블랭크는 업셋 시 구부러지기 쉽고 금형 단조 시 위치를 잡기 어려워 주름이 쉽게 생깁니다.
블랭크의 끝이 구부러져 있고 버가 있습니다.	절단하는 동안 금속의 일부가 가위 사이의 틈으로 이동하여 날카로운 버를 형성하고 블랭크의 끝이 구부러지고 변형됩니다.	전단날 사이의 간격이 너무 크거나 날 가장자리가 날카롭지 않아 버가 있는 블랭크가 발생하면 단조품이 접히기 쉽습니다.
블랭크의 끝이 움푹 패이거나 튀어나온 경우	블랭크 끝의 중앙 부분의 금속이 찢어져 끝 표면에 돌출되거나 움푹 들어간 부분이 있습니다.	블레이드 사이의 간격이 너무 작고 블랭크 중앙 부분의 금속이 절단되지 않고 찢어져 금속의 일부가 벗겨집니다. 이러한 블랭크는 단조 중에 접히거나 갈라지기 쉽습니다.
끝 균열	주로 큰 섹션 빌릿을 절단 할 때 발생하며 이러한 균열은 다음과 같은 경우에도 발생합니다. 전단 합금강 또는 고탄소강을 차가운 상태로 보관합니다.	재료의 경도가 너무 높고 전단 중 칼날에 가해지는 단위 압력이 너무 커서 발생합니다. 단조로 인해 끝부분의 균열이 더 확대될 수 있습니다.
펀치 코어 균열.	선반에서 소재를 절단할 때, 빌릿의 끝면에 펀치 코어가 남는 경우가 많습니다. 제거하지 않으면 단조 중에 펀치 코어 주변에 균열이 생길 수 있습니다.	펀치 코어의 단면이 작기 때문에 빠르게 냉각되고, 넓은 끝면 영역은 천천히 냉각되어 펀치 코어 주변에 균열이 생깁니다.
가스 절단 균열.	일반적으로 빌렛의 끝면 또는 끝 부분에 위치하며 균열 입구는 거칠습니다.	가스 절단 전 예열이 불충분하여 큰 열 응력이 형성되어 원인이 됩니다.
연삭 휠 절단 균열	차가운 상태에서 연삭 휠로 초합금을 절단할 때 종종 끝면에 균열이 생깁니다. 이러한 균열은 가열 후 육안으로만 확인할 수 있는 경우도 있습니다.	초합금은 열전도율이 낮고 연삭 휠 절삭에서 발생하는 많은 양의 열이 빠르게 전도되지 않아 절삭 표면에 큰 열 응력을 형성하고 미세 균열을 생성하기도 합니다. 다시 가열하면 더 큰 열 응력이 발생하여 미세 균열이 눈에 보이는 균열로 확대됩니다.
3. 가열로 인한 결함
과열	지나치게 높은 가열 온도로 인해 발생하는 거친 입자 현상입니다. 과열 탄소강의 특징은 비드만슈타텐 구조의 출현으로, 공구강 및 금형강의 경우 1차 탄화물로 특징지어지며 18Cr2Ni4WA, 20Cr2Ni4A와 같은 일부 합금 구조강의 경우 거친 입자 외에도 경계를 따라 MnS 침전이 발생하여 일반적인 열처리 방법으로는 제거하기 쉽지 않은 특징이 있습니다.	가열 온도가 지나치게 높거나 가열 시간이 너무 길거나 변형 열의 영향을 고려하지 않아서 발생합니다. 과열은 강철 단조의 기계적 특성, 특히 가소성 및 충격 인성을 감소시킵니다. 일반적으로 강철 단조품의 과열은 어닐링 또는 노멀라이징을 통해 제거할 수 있습니다.
"두꺼비 피부" 표면	알루미늄과 구리 합금의 빌릿은 화를 내는 동안 "두꺼비 껍질" 또는 오렌지 껍질과 비슷한 거친 표면을 형성하며 심한 경우 균열이 생길 수도 있습니다.	빌렛의 과열로 인해 거친 입자로 인해 발생합니다. 거친 입자 고리가 있는 알루미늄 합금 블랭크는 업셋 시에도 이러한 현상을 나타냅니다.
위상 α 또는 β 취성	(α+β) 티타늄 합금 빌릿의 과열 후 미세 구조의 특징은 α 상이 거친 원래 β 입자 경계를 따라 그리고 입자 내에서 거친 스트립 형태로 침전된다는 것입니다. 입자 내에 침전된 거친 스트립 형태의 α 상은 특정 방향으로 배열되어 비드만슈타텐 α 상이라고 불리는 것을 형성합니다.	(α+β) 티타늄 합금의 β 변형 온도를 초과하는 가열 온도로 인한 Widmanstätten α 상으로 티타늄 합금 단조는 소위 β 취성인 인장 가소성 지수를 크게 감소시켰습니다. 열처리는 β 취성을 제거할 수 없습니다.
강철 단조품의 오버버닝	과도하게 탄 부분의 입자가 특히 거칠고 산화가 특히 심하며 균열 사이의 표면이 밝은 회색-파란색으로 나타납니다. 탄소강과 합금 구조강이 과연소된 후에는 입자 경계에서 산화와 용융이 발생합니다. 공구 및 금형강이 과연소된 후 용융으로 인해 입자 경계에 물고기 뼈와 같은 납작한 석회석이 나타납니다.	용광로 온도가 과도하거나 빌릿이 고온 영역에 너무 오래 머물러 있기 때문에 발생합니다. 용광로의 산소가 입자 경계를 따라 입자 내부로 침투하여 산화를 일으키거나 용융 산화물 유텍틱을 형성하여 입자 간의 연결을 파괴합니다.
알루미늄 단조품의 오버버닝	표면은 검은색 또는 짙은 검은색으로 나타나며 때로는 표면에 닭 껍질과 같은 기포가 있습니다. 알루미늄 합금 빌릿이 과연소된 후 미세 구조는 입자 경계가 녹거나 삼각형 입자 경계 또는 재용융된 구체를 보여줍니다. 이러한 현상 중 하나가 존재하면 과연소를 나타냅니다.	알루미늄 합금 빌릿의 가열 온도가 너무 높으면 강화상이 녹습니다. 냉각 후 미세 구조에서 거친 입자 경계, 삼각형 입자 경계 또는 재용융된 구와 같은 특수한 모양을 볼 수 있습니다.
가열 균열	일반적으로 빌렛의 단면을 따라 균열이 발생하고 균열이 중앙에서 주변으로 확장됩니다. 이러한 유형의 균열은 고온 합금 및 고합금 강철 잉곳 및 빌릿의 가열에서 종종 발생합니다.	빌릿의 크기가 크고 열전도율이 낮으며 가열 속도가 너무 빠르기 때문에 빌릿의 중심과 표면 사이에 큰 온도 차이가 발생하여 빌릿의 강도를 초과하는 열 응력이 발생합니다.
구리 취성	강철 단조품의 표면에 균열이 나타납니다. 고배율 검사 시 구리는 입자 경계를 따라 분포되어 있습니다. 이 결함은 구리 재료를 가열하는 데 사용 된 용광로에서 강철 재료를 가열 할 때 발생할 수 있습니다.	용광로에 남아있는 구리 산화물 스크랩은 가열되면 철에 의해 유리 구리로 환원됩니다. 용융된 구리 원자는 고온에서 오스테나이트 입자 경계를 따라 확산되어 입자 간 응집력을 약화시킵니다.
나프탈렌 유사 골절	나프탈렌 결정과 같은 반짝이는 작은 평면이 강철 단조품의 파손 부위에 나타납니다. 이 결함은 합금 구조용 강재 및 고속 공구강에서 쉽게 볼 수 있습니다.	너무 높은 가열 온도 또는 높은 최종 온도로 인해 발생합니다. 단조 온도변형이 충분히 크지 않습니다. 나프탈렌과 같은 골절의 본질은 과열로 인해 강철 단조의 가소성과 인성이 감소합니다.
바위 같은 골절	암석형 골절은 합금 구조용 강철이 심하게 과열된 후에 나타나는 결함입니다. 이는 강화된 상태에서 관찰되며 섬유질 골절 매트릭스에 나타나는 비금속 광택, 시멘트와 같은 회백색의 작은 평면이 특징입니다. 열처리 방법으로는 제거할 수 없으므로 허용되지 않는 결함입니다.	가열 온도가 너무 높아서 다량의 MnS가 용해되고 강철에 용해된 MnS는 냉각 중에 매우 미세한 입자로 거친 오스테나이트 입자 경계에 침전되어 입자 경계의 결합력을 약화시킵니다. 템퍼링 처리는 강철 매트릭스의 인성을 강화하고 강철은 파단 중에 오스테나이트 입자 경계를 따라 파단되어 파단에 광택이없는 회백색 과열 된 작은 평면을 형성합니다. 바위와 같은 골절이 있는 단조품은 폐기해야 합니다.
저배율 거친 입자	저배율 거친 입자는 합금 구조용 강철 단조품에서 과열의 또 다른 반영으로, 산 에칭된 저배율 시편에 눈에 보이는 다각형 입자가 존재하며 심한 경우 눈송이처럼 보이는 것이 특징입니다.	과열된 오스테나이트 입자의 입자 경계는 비교적 안정적이며, 일반적인 열처리로는 이를 제거할 수 없습니다. 재결정은 거친 오스테나이트 입자 내에서만 일어나며, 하나의 오스테나이트 입자 내에서 여러 개의 새로운 작은 입자를 생성합니다. 작은 입자의 입자 경계가 얇거나 방향 차이가 거의 없기 때문에 원래의 거친 오스테나이트 입자는 낮은 배율에서도 여전히 거친 입자로 보입니다.
탈탄화	강철 부품의 표면층의 탄소 함량은 내부보다 현저히 낮으며 경도 값은 필요한 것보다 낮습니다. 고배율에서는 표면의 시멘타이트 상 수가 감소합니다. 탈탄은 산화 분위기에서 가열된 고탄소강, 특히 실리콘 함량이 높은 강철에서 가장 쉽게 발생합니다.	강철 표면층의 탄소는 고온에서 산화됩니다. 탈탄 층의 깊이는 강철의 조성, 용광로 가스의 조성, 온도 및 가열 시간에 따라 0.01~0.6mm입니다. 탈탄은 부품의 강도와 피로 성능을 떨어뜨리고 내마모성을 약화시킵니다.
탄화	석유로에서 가열된 단조품은 표면 또는 표면 일부의 탄소 함량이 크게 증가하여 경도가 증가합니다. 침탄 층의 탄소 질량 분율은 약 1%에 달할 수 있으며 일부 지역에서는 2%를 초과하여 침탄 두께가 1.5 ~ 1.6mm에 이르는 레데부라이트 구조를 나타낼 수도 있습니다.	빌렛 오일로에서 가열하는 동안 두 노즐 주입의 교차 면적이 완전 연소되지 않거나 노즐 분무가 불량하여 기름 방울이 분사되어 단조 표면에 침탄이 발생합니다. 탄소가 증가된 단조품, 절단 중 공구가 파손되기 쉬운 단조품
불충분한 난방으로 인한 중앙 균열	중앙 균열은 종종 빌릿의 머리에서 발생하며 균열의 깊이는 가열 및 단조와 관련이 있으며 때로는 균열이 전체 빌릿을 세로로 관통합니다.	단열 시간이 충분하지 않고 완전히 가열되지 않아 코어의 가소성이 낮아서 발생합니다. 고온 합금은 열전도율이 낮으며, 빌릿 단면 크기가 큰 경우 충분한 단열 시간을 제공해야 합니다.
4. 단조로 인해 발생한 결함
배의 세로 표면 균열	프리 업셋 중에는 인장 응력으로 인해 블랭크의 배꼽 표면에 불규칙한 세로 균열이 발생합니다.	블랭크와 모루 표면 사이의 마찰로 인해 고르지 않은 변형이 발생하여 배꼽이 생깁니다. 업셋의 양이 너무 많으면 세로 균열이 발생합니다.
교차 균열(세로 내부 균열)	이러한 유형의 균열은 저소성 고속강 및 고크롬강의 인발 공정에서 자주 발생합니다. 교차 균열은 단조 단면의 대각선을 따라 다양한 깊이의 세로 확장으로 분포하며, 심한 균열은 블랭크의 전체 길이를 관통할 수 있습니다.	드로잉 중 90°를 반복적으로 회전하는 과정에서 이송량이 너무 많으면 블랭크 단면의 대각선에서 최대 교번 전단이 발생합니다. 전단 응력이 재료의 허용 값을 초과하면 대각선 방향을 따라 균열이 생깁니다.
세로 스트립 균열	주로 원형 봉재를 원형에서 정사각형으로 인발하거나 인발 후 빌렛을 모따기 또는 라운딩할 때 발생합니다. 단면에서는 중간 부분에 스트립 형태로 균열이 나타나며 단조 작업과 관련하여 세로 연장 깊이가 다양합니다.	평평한 모루로 블랭크를 모따기하거나 둥글게 만들 때 블랭크의 수평 방향으로 인장 응력이 나타나며, 이 인장 응력은 블랭크 표면에서 중앙을 향해 증가하여 중앙에서 최대 값에 도달합니다. 재료의 강도를 초과하면 세로 방향의 내부 균열이 형성됩니다.
모서리 균열	드로잉 후 빌릿의 네 모서리에 나타나는 흩어진 당김 균열. 모서리 균열은 고속 공구강 및 고크롬강 빌릿의 드로잉 공정에서 종종 발생합니다.	빌렛을 정사각형으로 뽑아낸 후 모서리의 온도가 떨어지고 모서리와 본체 사이의 기계적 특성 차이가 증가합니다. 금속 흐름의 어려움으로 인한 인장 응력으로 인해 모서리에 균열이 생깁니다.
내부 가로 균열	빌릿의 세로 단면 높이 방향을 따라 나타나는 띠 모양의 균열입니다. 고속강 및 고크롬강 빌릿을 드로잉할 때 이송 비율이 0.5 미만인 경우 이러한 균열이 발생할 가능성이 높습니다.	연신율이 0.5 미만이면 빌릿의 축 방향으로 인장 응력이 발생합니다. 빌릿의 일부 약한 부분의 인장 강도를 초과하면 해당 위치에 가로 균열이 발생합니다.
펀칭 크랙	펀칭 가장자리를 따라 방사형으로 나타나는 균열. 크롬강 펀칭에서 더 흔하게 발생합니다.	펀치 코어가 예열되지 않았거나 예열이 불충분하거나 펀치 한 번에 너무 많은 변형이 발생하여 발생합니다.
이중 단조 균열	오스테나이트-페라이트계 스테인리스강 또는 반마텐사이트계 스테인리스강 빌릿 단조 시 α상과 γ상의 계면을 따라 또는 더 약한 α상에서 발생하는 균열입니다.	α 상(오스테나이트-페라이트계 스테인리스강의 경우 12% 이상, 반마텐사이트계 스테인리스강의 경우 10% 이상)의 과잉과 높은 가열 온도로 인해 발생합니다.
이별 선 균열	단조의 절단선을 따라 나타나는 균열은 종종 트리밍 후에 드러납니다.	원재료의 비금속 개재물, 잔류 수축 공동 또는 느슨함, 단조 중 절단 선으로의 압착으로 인해 발생합니다.
스레드 피어싱	리브의 뿌리 또는 L 자 모양의 단조 조각의 보스에 있습니다,  -자형 및 H형 단면, 절단면과 평행한 균열이 나타납니다.	과도한 빌렛으로 인해 리브가 채워진 후 웹에 더 많은 초과 금속이 있습니다. 다이 단조를 계속하는 동안 웹의 과도한 금속이 플래시 홈을 향해 격렬하게 흐르면서 리브의 루트에 큰 전단 응력이 발생합니다. 금속의 전단 강도를 초과하면 나사산 피어싱이 발생합니다.
전단 밴드	단조의 저배율 횡단면에 방황하는 미세 입자 영역이 나타납니다. 저온에서 단조된 티타늄 합금 및 고온 합금 단조품에서 종종 발생합니다.	티타늄 합금과 고온 합금은 담금질에 대한 민감도가 높기 때문에 다이 단조 공정 중에 접촉면 근처의 변형하기 어려운 영역이 점차 확장되어 변형하기 어려운 영역의 경계에서 강렬한 전단 변형이 발생합니다. 결과적으로 강한 방향성 형성이 발생하여 단조품의 특성이 저하됩니다.
밴드 구조	페라이트 또는 기타 매트릭스 상이 단조품에 띠 모양으로 분포하는 구조입니다. 저유텍토이드강, 오스테나이트-페라이트계 스테인리스강 및 반마텐사이트강에서 자주 발생합니다.	두 단계의 공존 하에서 단조 중 변형으로 인해 소재의 횡가소성 지수를 감소시키고 페라이트 밴드를 따라 또는 두 상 사이의 경계에서 균열이 발생하기 쉽습니다.
단조품의 부적절한 동선 분포	단조의 낮은 배율에서 단절, 역류 및 와류 대류와 같은 흐름 라인 중단이 나타나는 경우	부적절한 금형 설계, 불합리한 빌릿 크기 및 모양, 잘못된 단조 방법 선택으로 인해 발생합니다.
접기	외관상 접힘은 균열과 유사합니다. 저배율 시편에서는 접힌 부분의 외부 흐름선이 구부러지는 반면, 균열인 경우 흐름선이 끊어집니다. 고배율 시편에서는 균열의 날카로운 바닥과 달리 접힌 부분의 바닥이 뭉툭하고 양쪽이 심하게 산화되어 있습니다.	접힘은 단조 공정 중에 이미 산화된 표면 금속이 합류하여 형성됩니다. 자유 단조에서 접힘은 주로 연신 중 공급량이 너무 적거나, 압착량이 너무 크거나, 모루 블록 모서리의 반경이 너무 작기 때문에 발생하며, 다이 단조에서 접힘은 주로 다이 단조 중 금속 대류 또는 역류로 인해 발생합니다.
고르지 않은 입자 크기	단조의 일부 부품은 입자가 특히 굵은 반면 다른 부품은 입자가 작아 입자 크기가 고르지 않습니다. 내열강 및 고온 합금은 특히 고르지 않은 입자 크기에 민감합니다.	초기 단조 온도가 너무 높고 변형량이 충분하지 않아 특정 영역의 변형 정도가 임계 변형에 빠지거나 최종 단조 온도가 너무 낮아 고온 합금 빌릿의 국부적 인 작업 경화와 담금질 가열 중에 해당 부분에서 심한 입자 성장을 일으킵니다. 입자 크기가 고르지 않으면 지구력 성능과 피로 성능이 저하될 수 있습니다.
잔여 캐스팅 구조	잔류 주조 구조가 있는 경우 단조의 연신율과 피로 강도가 표준을 충족하지 못하는 경우가 많습니다. 저배율에서는 잔류 주조 구조 영역의 흐름 선이 명확하지 않으며 수지상 결정도 볼 수 있습니다. 이는 주로 잉곳 블랭크로 만든 단조품에서 발생합니다.	불충분한 단조 비율 또는 부적절한 단조 방법으로 인해 발생하는 이 결함은 단조 성능의 저하, 특히 충격 인성 및 피로 성능의 큰 저하로 이어집니다.
로컬 충전 부족	단조품의 돌출 부분의 상단 또는 가장자리에서 충전이 불충분 한 현상은 주로 다이 단조의 리브, 볼록한 어깨 및 모서리에서 발생하여 단조의 윤곽이 불분명합니다.	블랭크의 불충분한 가열, 금속 유동성 불량, 사전 단조 다이 캐비티 및 빌렛 제조 다이 캐비티의 불합리한 설계, 장비 톤수 부족이 모두 이 결함의 원인이 될 수 있습니다.
불충분한 다이 단조	단조의 모든 치수는 절단면에 수직 인 방향으로 증가하여 도면에 지정된 치수를 초과합니다. 이 결함은 해머 다이 단조품에서 발생할 가능성이 가장 높습니다.	플래시의 과도한 저항, 불충분한 장비 톤수, 대형 또는 대형 블랭크, 낮은 단조 온도, 다이 캐비티의 과도한 마모는 모두 언더필링의 원인이 될 수 있습니다.
정렬 오류	단조품의 윗부분이 절단면을 따라 아랫부분과 정렬이 잘못되었습니다.	단조 다이가 올바르게 설치되지 않았거나 해머 헤드와 가이드 레일 사이에 너무 많은 간격이 있거나 단조 다이에 오정렬의 균형을 잡아주는 잠금 장치 또는 가이드 포스트가 없습니다.
표면 물고기 비늘 흉터	단조 부품의 국부적인 표면이 매우 거칠고 물고기 비늘 모양의 흉터가 보입니다. 이러한 유형의 표면 결함은 오스테나이트 및 마르텐사이트 계 스테인리스 단조품에서 발생할 가능성이 가장 높습니다.	부적절한 윤활제 선택, 윤활제 품질 불량 또는 윤활제 도포가 불균일하여 금형에 국부적으로 접착되는 경우
5. 트리밍으로 인한 결함
균열 다듬기	트리밍 중 절단면에 발생하는 균열	재료 가소성이 낮기 때문에 트리밍 중에 균열이 발생합니다. 마그네슘 합금 단조품의 경우 트리밍 온도가 너무 낮거나 구리 합금 단조품의 경우 너무 높으면 이러한 균열이 발생할 수 있습니다.
잔여 버	트리밍 후 단조품의 절단면 주변에 0.5mm보다 큰 버가 남습니다. 트리밍 후에도 보정이 필요한 경우 잔여 버가 단조품 본체에 눌려 주름을 형성합니다.	트리밍 다이 사이의 과도한 간격, 절삭날의 과도한 마모, 트리밍 다이의 부정확한 설치 및 조정은 모두 잔류 버를 유발할 수 있습니다.
표면 멍	단조품과 펀치 사이의 국부적인 접촉면에 움푹 패이거나 멍이 생깁니다.	펀치와 단조의 접촉면 사이의 모양이 일치하지 않거나 푸시 표면이 너무 작습니다.
굽힘 또는 뒤틀림 변형	트리밍 중에 단조품에 굽힘 또는 뒤틀림 변형이 발생합니다. 이는 가늘고 얇고 복잡한 모양의 단조품에서 발생하기 쉽습니다.	트리밍 펀치 단조의 접촉면이 너무 작거나 고르지 않은 접촉이 발생하기 때문입니다.
6. 단조 후 부적절한 냉각으로 인한 결함.
냉각 균열	균열은 매끄럽고 가늘며 때로는 거북이 균열의 네트워크를 보여줍니다. 고배율에서: 소성 변형의 흔적 없이 균열 근처에 마르텐사이트 구조가 나타납니다. 마르텐사이트강 단조품에서 자주 발생합니다.	단조 후 너무 빠른 냉각으로 인해 큰 열 응력과 구조적 응력이 발생합니다. 약 200℃의 모래 구덩이 또는 슬래그에서 천천히 냉각하면 이러한 유형의 균열을 방지할 수 있습니다.
냉각 변형	단조 후 냉각 공정 중 크고 얇은 벽의 골이 있는 프레임 부품의 뒤틀림 변형	단조 과정에서 발생하는 잔류 응력과 고르지 않은 냉각의 상호 작용으로 인해 발생합니다. 단조 후 즉시 어닐링하면 이러한 결함을 방지할 수 있습니다.
475℃ 취성 균열	페라이트계 스테인리스 단조품에 나타나는 표면 균열은 너무 느리게 냉각되어 400~520℃의 온도 범위에서 너무 오래 유지됩니다.	400~520℃에서 장기간 머무르기 때문에 특정 특수 물질의 침전을 촉진하여 취성을 유발합니다. 400~520℃의 빠른 냉각으로 균열을 방지할 수 있습니다.
네트워크 탄화물	탄화물은 네트워크의 입자 경계를 따라 침전되어 단조품의 가소성과 인성을 감소시킵니다. 이 결함은 탄소 함량이 높은 강철 단조품에서 종종 나타납니다.	단조 후 냉각이 느리기 때문에 탄화물은 입자 경계를 따라 침전되어 화염 절단 중에 단조에 균열이 생기기 쉬워 부품의 성능이 저하될 수 있습니다.
7. 단조 후 열처리로 인해 발생하는 결함
과도한 경도	열처리 후 단조품의 경도를 확인할 때 측정된 경도가 기술 조건에서 요구하는 것보다 높습니다.	정상화 후 너무 빠른 냉각 또는 강철의 부적합한 화학 성분으로 인해 발생합니다.
경도가 너무 낮음	단조의 경도가 기술 조건에서 요구하는 것보다 낮습니다.	너무 낮은 담금질 온도, 너무 높은 템퍼링 온도 또는 여러 번의 가열로 인한 심각한 표면 탈탄으로 인해 발생합니다.
고르지 않은 경도(소프트 스팟)	경도는 동일한 단조품의 부위마다 크게 다르며, 국부적인 부분은 경도가 낮습니다.	한 용광로에 너무 많은 부하가 걸리거나, 유지 시간이 너무 짧거나, 국부적인 탈탄이 심할 때 발생합니다.
변형	열처리 공정 중, 특히 담금질 중에 단조품이 변형됩니다.	불합리한 열처리 공정 또는 부적절한 냉각 방법으로 인해 발생합니다.
균열 담금질	단조의 날카로운 모서리와 같은 응력 집중 지점에서 균열이 발생합니다. 단조 균열과 달리 담금질 균열의 내벽 표면에는 산화 및 탈탄 현상이 없습니다.	예열 처리 부족, 너무 높은 담금질 온도, 너무 빠른 냉각 속도, 단조 내부의 내포물과 같은 결함으로 인해 발생합니다.
검은 골절	골절은 짙은 회색 또는 거의 검은색으로 나타납니다. 미세 구조에서 고르지 않은 구상 펄라이트에 면과 같은 흑연이 분포되어 있으며, 이는 종종 고탄소 공구강 단조품에 나타납니다.	단조 후 어닐링 시간이 너무 길거나 여러 번의 어닐링 처리 후 강철의 흑연화 과정과 흑연 탄소 침전으로 인해 발생합니다.
8. 단조품 세척 과정에서 발생하는 결함
과도한 부식	단조품 표면에 움푹 패이거나 구멍이 나거나 느슨하고 다공성인 상태가 나타납니다.	산세 용액 열화, 너무 긴 산세 시간 또는 단조에 남아있는 산 잔류물로 인해
부식 균열	단조 표면에 미세한 네트워크 균열이 있고 미세 구조의 입자 경계를 따라 균열이 확장되는 마르텐사이트 계 스테인리스 단조품에 종종 나타납니다.	단조 후 공작물의 잔류 응력이 제때 제거되지 않아 산세 공정 중에 응력 부식이 발생하여 균열이 형성되었습니다.
국부적 과열 균열	그라인딩 휠로 표면을 청소할 때 나타나는 균열. 페라이트계 스테인리스 스틸 단조품에서 발생하기 쉽습니다.	그라인딩 휠을 사용한 연마로 인한 국부적 과열로 인해 발생합니다. 에어 치즐로 교체하여 표면 결함을 청소할 수 있습니다.

3. 금형 단조품의 허용 편차 및 표면 결함

다이 단조의 허용 편차 및 표면 결함은 표 3에 나와 있습니다.

표 3 다이 단조품의 허용 편차 및 표면 결함(단위: mm)

일련 번호	도식	편차 및 결함의 형태	단조 품질
			1~2t	3~5t	10t
1		버 주변: Z 1 내부 구멍의 버:Z 2 갈림길에 선 버:Z 3	Z1=0.5～1.0 Z2 = 1.0 ～ 2.0 Z3 = 1.0 ～ 2.0	Z1 = 0.7 ~ 1.5 Z2 = 1.5 ～ 2.0 Z3 = 1.5 ～ 2.0	Z1 = 1.0 ～ 2.0 Z2 = 2.0 ～ 3.0
2		표면 결함 깊이 가공되지 않은 표면(이 표의 오른쪽에 있는 값 참조) 실제 여백의 1/2보다 크지 않은 가공 표면 Q - 스케일 구덩이 또는 움푹 들어간 곳 Q 1 - 구부러진 텍스처 Q 2 - 균열	0.5 ~1.0	0. 75 ~1.5	1.0 ~2.0
3		굽힘: f(단, 막대 여백의 1/2 이하)	0.8 ~1.0	0.8 ~1.5	1.0 ~2.0
4		오류: λ	0.8 ~1. 0	0.8 ~1.5	1.0 ~2.0
5		벽 두께 차이: K-K 1 = 2e(그러나 1/2 허용치 이하)	0.8 ~1.0	1.5 ~2.0	2.5 ~3.0
6		평탄도: A(단, 1/2 허용치 이하)	0.5 ~1.0	0.8 ~1.5	1.0 ~2.0

II. 단조 품질 검사 내용

단조 품질 검사의 목적은 단조품의 품질이 단조품의 기술 표준을 충족하는지 확인하는 것입니다. 일반적인 단조 기술 표준은 표 4에 나와 있습니다. 단조 품질 검사의 내용에는 단조 형상 및 크기 검사, 표면 품질 검사, 내부 품질 검사, 기계적 특성 검사 및 화학 성분 검사 등이 포함됩니다.

표 4 일반적인 단조 기술 표준

단조에 대한 구체적인 검사 항목과 요구 사항은 단조품의 등급에 따라 다릅니다. 단조품의 등급은 부품의 응력 조건, 작업 조건, 중요도, 재료 유형 및 야금 공정에 따라 분류됩니다. 단조품의 등급 분류는 산업 분야마다 다르며, 일부 부서에서는 단조품을 3단계로 나누고 다른 부서에서는 4단계 또는 5단계로 나누기도 합니다.

표 5는 단조품을 3단계로 분류하고 각 단계별 검사 항목을 나타냅니다. 표 6은 단조품의 각 검사 항목에 대한 시험 방법 표준입니다. 특별한 요구 사항이 있는 일부 단조품의 경우 전용 기술 조건 문서의 사양에 따라 검사를 수행해야 합니다.

표 5 단조 등급 및 검사 항목

표 6 단조품의 다양한 검사 항목에 대한 시험 방법 표준

III. 단조 품질 검사 방법

1. 단조 형상 및 치수 검사

단조 형상 및 치수의 검사 내용에는 다음이 포함됩니다:

• 단조 길이 치수;
• 단조 높이(또는 가로 크기) 및 직경;
• 단조 두께;
• 단조 원통형 및 필렛 반경;
• 단조 각도;
• 단조 조리개;
• 정렬 불량을 위조합니다;
• 단조 편향;
• 단조 평면 수직도;
• 병렬성 강화.

단조의 기하학적 모양과 크기는 캘리퍼, 마이크로미터, 버니어 캘리퍼와 같은 일반 측정 도구로 측정할 수 있습니다. 대량 생산에서는 고/노고 게이지, 플러그 게이지, 템플릿과 함께 특수 측정 도구를 검사에 사용할 수 있습니다. 복잡한 모양과 여러 검사 영역 또는 항목이 있는 단조품의 경우 특수 제작된 특수 기구 또는 템플릿을 검사에 사용할 수 있습니다.

2. 단조 표면 품질 검사 방법

표 7 단조 표면 품질 검사 방법

3. 단조품의 내부 품질 검사 방법

표 8 단조품의 내부 품질을 검사하는 방법

비파괴 검사는 단조품의 표면 또는 내부 결함을 손상 없이 검출할 수 있습니다. 비파괴 검사는 엄격한 품질 요구 사항이 있는 중요한 단조품에 매우 적합하며, 몇 가지 일반적인 비파괴 검사 방법의 비교는 표 9에 나와 있습니다.

표 9 여러 비파괴 검사 방법의 비교

4. 단조 기계적 특성 검사 방법

표 10 단조 기계적 특성 검사 방법

IV. 단조 품질 관리

1. 단조 품질 관리의 주요 내용 및 방법

단조가 단조 도면에 지정된 치수 정확도와 기계적 성능 요구 사항을 갖도록 하기 위해서는 단조의 품질을 제어, 즉 원료에서 단조 후 열처리까지 전체 생산 공정을 제어하여 생산 품질의 안정성과 제품의 일관성을 보장해야 합니다.

단조 품질 관리에는 입고 검사(원자재), 중간 검사(반제품), 최종 검사(단조품), 공구, 장비 및 측정기 조정, 검사 및 측정 도구와 같은 생산 수단 관리가 포함됩니다.

단조 전 가열 공정과 단조 후 열처리 공정은 품질 특성을 정밀하게 측정하거나 경제적으로 측정할 수 없는 특수 공정으로, 주로 엄격한 공정 파라미터 제어에 의존하여 품질을 보장합니다.

단조 품질 관리는 표 11에 나와 있습니다.

표 11 단조품의 품질 관리

2. 단조품의 결함을 수정하는 방법

표 12 단조품의 결함을 수정하는 방법