Defecten in smeedwerk: Soorten, oorzaken en kwaliteitscontrole

Om de kwaliteit te garanderen, moeten smeedstukken een kwaliteitsinspectie ondergaan. Smeedstukken met defecten die tijdens de inspectie worden vastgesteld, worden gekwalificeerd, afgedankt of na reparatie gebruikt op basis van de gebruiksvereisten (inspectienormen) en de omvang van de defecten.

I. Classificatie van smeedgebreken en hun oorzaken

1. Classificatie van smeedgebreken

De classificatie van smeedgebreken wordt weergegeven in tabel 1.

Tabel 1 Classificatie van smeedgebreken

2. Belangrijkste kenmerken en oorzaken van smeedgebreken

Verschillende processen kunnen verschillende vormen van defecten produceren, maar dezelfde vorm van defect kan ook voortkomen uit verschillende processen. Aangezien de oorzaken van smeedgebreken vaak gerelateerd zijn aan verschillende factoren zoals het productieproces van de grondstof en het warmtebehandelingsproces na het smeden, moet je de oorzaken van smeedgebreken niet afzonderlijk analyseren.

De belangrijkste kenmerken en oorzaken van smeedgebreken staan in tabel 2.

Tabel 2 Belangrijkste kenmerken en oorzaken van smeedgebreken

Naam defect	Belangrijkste kenmerken	Oorzaken en gevolgen
1. Defecten als gevolg van grondstoffen
Haarscheuren (splijten)	Haarscheuren op het staaloppervlak met een diepte van 0,5 tot 1,5 mm	Tijdens het walsen van staal worden onderhuidse bellen in de staalstaaf uitgerekt en barsten ze. Als ze niet verwijderd worden voor het smeden, kunnen ze scheuren veroorzaken in de gesmede onderdelen.
Schurft	Een laag gemakkelijk afpelbare dunne film die plaatselijk op het oppervlak van het staal zit, met een dikte van ongeveer 1,5 mm. Het kan niet gelast worden tijdens het smeden en verschijnt op het oppervlak van het gesmede onderdeel in de vorm van korsten.	Tijdens het gieten spettert en stolt de staalvloeistof op het oppervlak van de staalstaaf en wordt tijdens het walsen tot een dunne film geperst, die zich als korsten aan het oppervlak van het gewalste materiaal hecht. Na het smeden en beitsen komen de korsten los en blijven er putjes achter op het oppervlak van het gesmede onderdeel.
Vouwen (vouwen)	Er ontstaan plooien aan beide uiteinden van de diameter op het eindvlak van het gewalste materiaal, waarbij de plooi een hoek vormt met de raaklijn van de boog. De binnenkant van de plooi bevat geoxideerde insluitsels en ontkoling treedt op rond de plooi.	Verkeerde afmetingen van de walsgroef op de walserij of bramen die ontstaan op het afgesleten oppervlak van de groef, worden tijdens het walsen in plooien gerold. Als ze niet worden verwijderd voor het smeden, blijven ze achter op het oppervlak van het gesmede onderdeel.
Niet-metalen insluitsels	Langwerpige of gebroken maar in de lengterichting discontinue niet-metallische insluitsels verschijnen op de lengtedoorsnede van het gewalste materiaal. De eerste, zoals sulfiden, en de laatste, zoals oxiden, brosse silicaten.	Voornamelijk door chemische reacties tussen het metaal en ovengas, container tijdens het smelten; daarnaast veroorzaakt door vuurvaste materialen, zand, enz. die in het gesmolten staal vallen tijdens het smelten en gieten.
Gelamineerde breuk	Komt vaak voor in het centrale deel van het staalmateriaal. Op de breuk of dwarsdoorsnede van het staal verschijnen enkele morfologieën die lijken op gebroken leien of schors. Dit defect komt vaker voor in gelegeerd staal, vooral in chroomnikkelstaal, molybdeen-nikkel-wolfraamstaal en wordt ook gevonden in koolstofstaal.	In staal zitten niet-metalen insluitingen, dendritische segregatie, porositeit, losheid en andere defecten die tijdens het smeden en walsen in de lengterichting worden uitgerekt, waardoor de staalbreuk in lagen ontstaat. Gelamineerde breuk vermindert de transversale mechanische eigenschappen van staalmaterialen aanzienlijk en smeden is zeer vatbaar voor delaminatie en breuk.
Segregatiezone	Onder een microscoop met laag vermogen verschijnen in de lengterichting van sommige smeedstukken van gelegeerd constructiestaal (zoals 40KrNiMoA, 38KrMoAIA, enz.) defecten in de vorm van strepen of banden die verschillen van vloeilijnen langs de vloeilijnrichting. De microhardheid van het defecte gebied verschilt aanzienlijk van die van het normale gebied.	De segregatiezone is voornamelijk te wijten aan de segregatie van legeringselementen tijdens het productieproces van grondstoffen. Lichte segregatiezones hebben weinig invloed op de mechanische eigenschappen, terwijl ernstige segregatie de plasticiteit en taaiheid van het smeedstuk aanzienlijk zal verminderen.
Heldere lijnen of banden	Op het oppervlak van het smeedstuk of het bewerkte oppervlak van het smeedstuk verschijnen heldere lijnen van verschillende lengte. De meeste heldere lijnen zijn verdeeld langs de lengterichting van het smeedstuk. Dit defect komt vooral voor in smeedstukken van titaanlegeringen en superlegeringen.	Veroorzaakt door segregatie van legeringselementen. Bij smeedstukken van titaanlegeringen behoren de heldere lijnen meestal tot gebieden met lage aluminium- en lage vanadiumsegregatie; bij smeedstukken van superlegeringen hebben de heldere lijnen vaak hogere niveaus van elementen zoals nikkel, chroom en kobalt. De aanwezigheid van heldere lijnen vermindert de plasticiteit en taaiheid van het materiaal
Het segregatieniveau van hardmetaal voldoet niet aan de norm	Komt vaak voor in gelegeerd staal met een hoog koolstofgehalte, zoals hogesnelheidsstaal en koudwerkstaal met een hoog chroomgehalte, gekenmerkt door een lokaal gebied met een hogere concentratie carbiden, waardoor de carbide segregatie de toegestane norm overschrijdt.	Veroorzaakt door het onvoldoende breken en gelijkmatig verdelen van ledeburiet eutectische carbiden in staal tijdens het openen van de billet en het walsen Ernstige ontmenging van hardmetaal kan er gemakkelijk toe leiden dat smeedstukken oververhit raken, verbranden of barsten.
Witte vlekken	Ronde of ovale zilverwitte vlekken op de langsdoorsnede van de stalen staaf en fijne scheurtjes op de dwarsdoorsnede. De grootte van de witte vlekken varieert, met lengtes van 1～20mm of langer Witte vlekken komen vaak voor in gelegeerd constructiestaal en worden ook aangetroffen in gewoon koolstofstaal.	Veroorzaakt door het hoge waterstofgehalte in het staal en de grote organisatorische spanning tijdens de fasetransformatie. Grote stalen knuppels vertonen witte vlekken als ze snel afkoelen na het smeden en walsen. Witte vlekken zijn verborgen interne scheuren die de plasticiteit en sterkte van staal verminderen. Witte vlekken zijn spanningsconcentratiepunten die onder wisselende belastingen gemakkelijk vermoeiingsscheuren kunnen veroorzaken.
Krimp porositeit residu	Bij het inspecteren van smeedstukken met een lage vergrotingsfactor verschijnen onregelmatige rimpels die op scheuren lijken, in donkerbruin of grijswit; bij een hoge vergrotingsfactor wordt een grote hoeveelheid niet-metalen insluitsels gevonden in de buurt van de krimpporeusheidsresten, die broos zijn en gemakkelijk los te trekken zijn.	Omdat de geconcentreerde krimpporiën die ontstaan aan het stijgende deel van de stalen ketting niet goed worden verwijderd, blijven ze tijdens het plakken en walsen in de stalen staaf zitten.
Grove korrelringen op geëxtrudeerde staven van aluminiumlegering	Geëxtrudeerde staven van aluminiumlegeringen die na een warmtebehandeling worden geleverd, vertonen grove korrels in de vorm van een ring op de buitenste laag van de dwarsdoorsnede, de zogenaamde grove korrelringen. De dikte van de grove korrelringen neemt geleidelijk toe van het begin tot het einde van de staaf.	Voornamelijk door de aanwezigheid van elementen zoals Mn, Cr in de aluminiumlegering en de ernstige vervorming van de staafoppervlaklaag door wrijving tussen het metaal en de extrusiecilinderwand tijdens extrusie. Billets met grove korrelringen zijn gevoelig voor barsten tijdens het smeden en als ze op de gesmede onderdelen achterblijven, zullen ze de prestaties van de onderdelen verminderen.
Aluminiumlegering oxidelaag	In de lage vergrotingsstructuur van het smeedstuk is de oxidelaag verdeeld langs de metaalstroomlijnen, die eruitzien als zwarte korte lijnen. Op het breukvlak loodrecht op de lengterichting van de oxidelaag ziet de oxidelaag eruit als gescheurd en gelaagd; op het breukvlak parallel aan de lengterichting van de oxidelaag ziet de oxidelaag eruit als schilferig of dicht gestippeld. De oxidelaag in het matrijssmeedstuk is gemakkelijk te zien op de buikplaat of bij het deellichaam.	Oxiden die tijdens het smelten niet uit de aluminiumvloeistof worden verwijderd, worden tijdens het gietproces in de metaalvloeistof gerold en worden tijdens de extrusie-, smeed- en andere vervormingsprocessen uitgerekt en verdund tot oxidelagen. De oxidelaag heeft een kleine invloed op de longitudinale mechanische eigenschappen van het smeedstuk, maar een grotere invloed op de transversale, vooral de korte transversale mechanische eigenschappen. Vergelijk volgens de categorie van smeedstukken en de standaard van oxidelaag, alleen diegene die niet gekwalificeerd zijn worden gesloopt.
2. Defecten die ontstaan door snijden.
Schuin afsnijden	Het uiteinde van de staaf helt over ten opzichte van de as van de staaf, waardoor de toegestane waarde wordt overschreden.	Veroorzaakt doordat het staafmateriaal tijdens het snijden niet goed wordt vastgeklemd Schuin gesneden vormstukken zijn gevoelig voor buigen tijdens het opbuigen en moeilijk te positioneren tijdens het smeden, waardoor ze gemakkelijk plooien vormen.
Het uiteinde van de blank is gebogen en heeft bramen	Tijdens het knippen wordt een deel van het metaal meegenomen in de opening tussen de scharen, waardoor scherpe bramen ontstaan en het uiteinde van de blenk wordt gebogen en vervormd.	Als de opening tussen de schaarmessen te groot is, of als de rand van het mes niet scherp is, wat resulteert in een blenk met bramen, kan het smeedstuk gaan plooien.
Het uiteinde van de losse flodder is ingedeukt of steekt uit	Het metaal in het middelste deel van het blinde uiteinde is gescheurd, waardoor er uitsteeksels of deuken op het uiteinde zitten.	De spleet tussen de messen is te klein, het metaal in het middelste deel van de blank is niet gesneden maar gescheurd, waardoor een deel van het metaal is losgetrokken. Dergelijke vormstukken kunnen tijdens het smeden vouwen en barsten
Einde scheuren	Komt voornamelijk voor bij het snijden van knuppels met een grote doorsnede en dergelijke scheuren komen ook voor bij scheren gelegeerd staal of koolstofstaal in koude toestand.	Veroorzaakt doordat de hardheid van het materiaal te hoog is en de druk op het mes tijdens het scheren te groot is. Door het smeden zullen de scheuren aan de uiteinden verder uitzetten.
Scheuren in de ponskern.	Bij het snijden van materiaal op een draaibank blijft er vaak een ponskern achter op de kopse kant van de staaf. Als dit niet wordt verwijderd, kan dit leiden tot scheuren rond de ponskern tijdens het smeden.	Door de kleine doorsnede van de ponskern koelt deze snel af; het grote eindvlak koelt langzaam af, waardoor er zich scheuren vormen rond de ponskern.
Scheuren door gas snijden.	Over het algemeen bevindt de scheurmond zich aan het uiteinde van de staaf en is hij ruw.	Onvoldoende voorverwarming voor het snijden met gas, wat leidt tot de vorming van grote thermische spanningen en dit veroorzaakt.
Scheuren in slijpschijf	Wanneer superlegeringen koud worden doorgeslepen met een slijpschijf, leidt dit vaak tot scheuren op het eindvlak. Deze scheuren zijn soms pas na verwarming met het blote oog te zien.	Superlegeringen hebben een slecht warmtegeleidingsvermogen en de grote hoeveelheid warmte die vrijkomt bij het slijpen van de slijpschijf kan niet snel worden afgevoerd, waardoor grote thermische spanningen ontstaan op het snijoppervlak en er zelfs microscheurtjes ontstaan. Opnieuw verhitten genereert grotere thermische spanning, waardoor microscheurtjes uitgroeien tot zichtbare scheurtjes.
3. Defecten veroorzaakt door verhitting
Oververhitting	Het fenomeen van grove korrels veroorzaakt door te hoge verhittingstemperaturen. Het kenmerk van oververhit koolstofstaal is het verschijnen van Widmanstättenstructuur; voor gereedschaps- en matrijzenstaal wordt het gekenmerkt door primaire carbiden en voor sommige gelegeerde constructiestalen zoals 18Hr2N4WA, 20Hr2N4A is er naast grove korrels ook MnS-precipitatie langs de grenzen, die niet gemakkelijk te verwijderen is met de gebruikelijke warmtebehandelingsmethoden.	Veroorzaakt door te hoge verwarmingstemperaturen of te lange verwarmingstijden, of door geen rekening te houden met het effect van vervormingswarmte. Oververhitting vermindert de mechanische eigenschappen van stalen smeedstukken, vooral de plasticiteit en de slagvastheid. In het algemeen kan oververhitting van stalen smeedstukken worden geëlimineerd door gloeien of normaliseren.
"Paddenhuid" oppervlak	De knuppels van aluminium- en koperlegeringen vormen een "paddenhuid" of een ruw oppervlak dat lijkt op sinaasappelschil tijdens het stuiken, en in ernstige gevallen kunnen ze ook barsten.	Als gevolg van de oververhitting van de billet, wordt dit veroorzaakt door grove korrels Aluminiumlegering blanks met grove korrelringen zullen dit fenomeen ook vertonen tijdens het stuiken.
Widmanstätten α fase of β brosheid	Na oververhitting van de billet van de (α+β) titaanlegering is het kenmerkend voor de microstructuur dat de α-fase neerslaat langs de grove oorspronkelijke β-korrelgrenzen en binnen de korrels in een grove strookvorm. De grove strookvormige α-fase die binnen de korrels neerslaat, is in een bepaalde richting gerangschikt en vormt wat Widmanstätten α-fase wordt genoemd.	De titanium legering smeden met Widmanstätten α fase veroorzaakt door verhittingstemperatuur hoger dan de β transformatie temperatuur van de (α +β) titanium legering heeft aanzienlijk verminderd trekplasticiteit index, die de zogenaamde β brosheid Warmtebehandeling kan β brosheid niet elimineren
Oververbranding van stalen smeedstukken	De korrels in het oververhitte gebied zijn bijzonder grof, de oxidatie is bijzonder ernstig en het oppervlak tussen de scheuren ziet er licht grijsblauw uit. Nadat koolstofstaal en gelegeerd constructiestaal zijn overgebrand, treedt oxidatie en smelten op bij de korrelgrenzen. Na oververhitting van gereedschaps- en matrijzenstaal verschijnt visgraatachtig ledeburiet op de korrelgrenzen door smelten.	Veroorzaakt door een te hoge oventemperatuur of een te lang verblijf van de billet in de zone met hoge temperaturen. Zuurstof in de oven dringt langs de korrelgrenzen door in de korrels, waardoor oxidatie optreedt of smeltbare oxide-eutecten worden gevormd, die de verbinding tussen de korrels vernietigen.
Oververbranding van aluminium smeedstukken	Het oppervlak ziet er zwart of donkerzwart uit, soms zitten er kippenvelachtige belletjes op het oppervlak. Nadat de billet van de aluminiumlegering oververhit is, zal de microstructuur smelten van de korrelgrenzen, driehoekige korrelgrenzen of hersmolten bolletjes vertonen. De aanwezigheid van een van deze verschijnselen duidt op oververbranding.	Als de verhittingstemperatuur van de billet van de aluminiumlegering te hoog is, smelt de versterkende fase. Na afkoeling zijn er grove korrelgrenzen, driehoekige korrelgrenzen of speciale vormen zoals omgesmolten bollen te zien in de microstructuur.
Verwarmingsscheuren	Over het algemeen scheurt het langs de dwarsdoorsnede van de staaf en breidt de scheur zich uit van het midden naar de omgeving. Dit type barst komt vaak voor bij het verhitten van legeringen met een hoge temperatuur en hooggelegeerde stalen blokken en knuppels.	Door de grote omvang van de staaf, de slechte thermische geleidbaarheid en de te snelle opwarmsnelheid is er een groot temperatuurverschil tussen het midden en het oppervlak van de staaf, wat resulteert in thermische spanning die de sterkte van de staaf overschrijdt.
Broosheid van koper	Er verschijnen scheuren op het oppervlak van stalen smeedstukken. Bij inspectie met hoge vergroting is koper verdeeld langs de korrelgrenzen. Dit defect treedt waarschijnlijk op wanneer stalen materialen worden verhit in een oven die is gebruikt om koperen materialen te verhitten.	De koperoxideschrootjes die in de oven achterblijven, worden bij verhitting door ijzer gereduceerd tot vrij koper De gesmolten koperatomen diffunderen langs de austenietkorrelgrenzen bij hoge temperaturen, waardoor de interkristallijne cohesie verzwakt.
Naftaleenachtige breuk	Sommige glimmende kleine vlakken zoals naftaleenkristallen verschijnen op de breuk van stalen smeedstukken. Dit defect is gemakkelijk te zien in gelegeerd constructiestaal en hogesnelheidsgereedschapsstaal.	Veroorzaakt door te hoge verwarmingstemperatuur of hoge eindtemperatuur smeedtemperatuuren de vervorming is niet groot genoeg. De essentie van de naftaleenachtige breuk is oververhitting, waardoor de plasticiteit en taaiheid van de stalen smeedstukken afneemt.
Rotsachtige breuk	Rotsachtige breuk is een defect dat optreedt na ernstige oververhitting van gelegeerd constructiestaal. Het wordt waargenomen in de getemperde toestand en wordt gekenmerkt door wat niet-metaalachtige glans, cementachtige grijswitte kleine vlakken die verschijnen op de vezelige breukmatrix. Het kan niet worden geëlimineerd door warmtebehandelingsmethoden, dus het is een onaanvaardbaar defect.	De verhittingstemperatuur is te hoog, waardoor een grote hoeveelheid MnS oplost en het in het staal opgeloste MnS neerslaat op de grove austenietkorrelgrenzen in uiterst fijne deeltjes tijdens het afkoelen, waardoor de bindingskracht van de korrelgrenzen verzwakt. Een tempereerbehandeling versterkt de taaiheid van de staalmatrix en het staal breekt langs de austenietkorrelgrenzen tijdens het breken, waardoor enkele glansloze grijswitte oververhitte kleine vlakken op de breuk ontstaan. Smeedstukken met rotsachtige breuken moeten worden gesloopt
Grove korrel bij lage vergroting	Grove korrels bij lage vergroting zijn een andere weerspiegeling van oververhitting in smeedstukken van gelegeerd constructiestaal, gekenmerkt door de aanwezigheid van zichtbare veelhoekige korrels op het met zuur geëtste specimen bij lage vergroting, die er in ernstige gevallen uitzien als sneeuwvlokjes.	De korrelgrenzen van oververhitte austenietkorrels zijn relatief stabiel en de gebruikelijke warmtebehandelingen zijn niet in staat om ze te elimineren. Herkristallisatie treedt alleen op binnen de grove austenietkorrels, waarbij binnen een enkele austenietkorrel meerdere nieuwe kleine korrels ontstaan. Omdat de korrelgrenzen van de kleine korrels dun zijn of weinig oriëntatieverschil hebben, zijn de oorspronkelijke grove austenietkorrels bij lage vergroting nog steeds te zien als grove korrels.
Ontkoling	Het koolstofgehalte in de oppervlaktelaag van het stalen onderdeel is aanzienlijk lager dan in het inwendige en de hardheidswaarde is lager dan vereist. Het aantal cementietfasen aan het oppervlak neemt af bij sterke vergroting. Ontkoling treedt het gemakkelijkst op in staal met een hoog koolstofgehalte dat wordt verhit in een oxiderende atmosfeer, vooral in staal met een hoog siliciumgehalte.	De koolstof in de oppervlaktelaag van het staal wordt bij hoge temperaturen geoxideerd. De diepte van de ontkolingslaag varieert van 0,01 tot 0,6 mm, afhankelijk van de samenstelling van het staal, de samenstelling van het ovengas, de temperatuur en de verhittingsduur. Ontkoling vermindert de sterkte en vermoeidheid van onderdelen en verzwakt de slijtvastheid.
Carburatie	Smeedstukken verhit in een olieoven hebben een significant verhoogd koolstofgehalte aan het oppervlak of een deel van het oppervlak, waardoor de hardheid toeneemt. De koolstofmassafractie van de gecarboneerde laag kan oplopen tot ongeveer 1%, en op sommige plaatsen zelfs tot meer dan 2%, met een ledeburietstructuur, waarbij sommige gecarboneerde diktes kunnen oplopen tot 1,5 tot 1,6 mm.	Tijdens het verhitten in de billet-olieoven bereikt de dwarsdoorsnede van twee inspuitmonden geen volledige verbranding, of door een slechte verstuiving van de sproeier worden oliedruppels uitgespoten, waardoor carburatie ontstaat op het oppervlak van het smeedstuk. Smeedstukken met verhoogd koolstofgehalte, gevoelig voor gereedschapbreuk tijdens het snijden
Centraal barsten door onvoldoende verwarming	Centraal scheuren komt vaak voor aan de kop van de staaf, de scheurdiepte is gerelateerd aan het verhitten en smeden, soms dringt de scheur in de lengterichting door in de hele staaf.	Veroorzaakt door onvoldoende isolatietijd en niet grondig verhitten, wat resulteert in een lage plasticiteit in de kern Hoge-temperatuurlegeringen hebben een slechte warmtegeleiding. Als de doorsnede van de billet groot is, moet voldoende isolatietijd worden gegeven.
4. Defecten door smeden
Overlangse oppervlaktescheuren op de buik	Tijdens het vrijzetten ontstaan onregelmatige overlangse scheuren op het oppervlak van de buik van de blenk als gevolg van trekspanning.	Door de wrijving tussen de blenk en het aambeeldoppervlak treedt ongelijkmatige vervorming op, wat resulteert in een buik. Als de hoeveelheid opruwing te groot is, ontstaan er scheuren in de lengterichting.
Kruisscheuren (longitudinale interne scheuren)	Dit type scheur komt vaak voor bij het trekproces van snelstaal met een lage elasticiteit en hoog chroomstaal. Kruisscheuren zijn verdeeld over de diagonaal van de dwarsdoorsnede van het smeedstuk, met verschillende lengtedieptes en ernstige scheuren kunnen de hele lengte van de blenk binnendringen.	In het proces van herhaaldelijk 90° draaien tijdens het trekken, als de toevoerhoeveelheid te groot is, zal de maximale wisselende afschuiving optreden op de diagonaal van de doorsnede van de blenk. Als de schuifspanning de toelaatbare waarde van het materiaal overschrijdt, zullen er zich scheuren vormen langs de diagonaal.
Scheuren in lengtestroken	Ze ontstaan vooral bij het trekken van rond staafmateriaal van rond naar vierkant, of bij het afschuinen of afronden van de staaf na het trekken. Op de dwarsdoorsnede verschijnen scheuren in het middelste deel in stripvorm en de diepte van de longitudinale uitbreiding varieert, gerelateerd aan de smeedbewerking.	Bij het afschuinen of afronden van de blenk met een vlak aambeeld ontstaat trekspanning in de horizontale richting van de blenk, deze trekspanning neemt toe vanaf het oppervlak van de blenk naar het midden toe en bereikt zijn maximumwaarde in het midden. Wanneer de trekspanning de sterkte van het materiaal overschrijdt, worden interne scheuren in de lengterichting gevormd.
Hoekscheuren	Verspreide trekscheuren die verschijnen aan de vier randen van de billet na het trekken. Hoekscheuren komen vaak voor bij het trekproces van billets van hogesnelheidsgereedschapsstaal en hoogchroomstaal.	Nadat de billet in een vierkant is getrokken, daalt de temperatuur van de hoeken en neemt het verschil in mechanische eigenschappen tussen de hoeken en het hoofdlichaam toe. De hoeken barsten door trekspanning veroorzaakt door de moeilijke metaalstroom.
Inwendige dwarsscheuren	Stripvormige scheuren die in de lengterichting van de billet ontstaan. Bij het trekken van hogesnelheidsstaal en stalen knuppels met hoog chroomgehalte is de kans op dergelijke scheuren groot als de aanvoerverhouding minder dan 0,5 is.	Als de rekverhouding kleiner is dan 0,5, wordt trekspanning opgewekt in de axiale richting van de staaf. Als de trekspanning groter is dan de treksterkte van een zwak onderdeel in de staaf, ontstaan er op die plaats dwarsscheuren.
Scheur slaan	Scheuren die radiaal langs de rand van de pons verschijnen. Komt vaker voor bij het ponsen van chroomstaal.	Veroorzaakt doordat de ponskern niet is voorverwarmd, onvoldoende is voorverwarmd of te veel vervorming in één pons.
Duplex smeedbarst	Scheuren die voorkomen langs het grensvlak van α-fase en γ-fase of in de zwakkere α-fase bij het smeden van austenitisch-ferritisch roestvast staal of half-martensitische stalen knuppels.	Veroorzaakt door een overmaat aan α-fase (meer dan 12% in austenitisch-ferritisch roestvast staal, meer dan 10% in semi-martensitisch staal) en hoge verhittingstemperatuur.
Scheur in de scheidingslijn	Scheuren die verschijnen langs de deellijn van het smeedijzer, vaak zichtbaar na het trimmen.	Veroorzaakt door niet-metalen insluitsels in het ruwe materiaal, resterende krimpholten of losheid, en samendrukking in de deellijn tijdens het smeden.
Draad doorboren	Aan de wortel van de rib of nok van het gesmede stuk met L-vorm,  -vormige en H-vormige doorsneden, verschijnen er scheuren parallel aan het scheidingsoppervlak	Nadat de ribben gevuld zijn, is er meer overtollig metaal op de baan. Tijdens het verder smeden vloeit het overtollige metaal op de spiraal met geweld naar de vlamplaatgroef, waardoor een grote schuifspanning ontstaat aan de wortel van de ribben. Wanneer deze spanning de afschuifsterkte van het metaal overschrijdt, treedt draaddoorboring op.
Afschuifband	Een zwervende fijne korrelzone verschijnt op de dwarsdoorsnede van het smeedstuk bij lage vergroting. Het komt vaak voor in titaanlegeringen en smeedstukken van hoge-temperatuurlegeringen gesmeed bij lage temperaturen.	Door de hoge gevoeligheid van titaanlegeringen en hoge-temperatuurlegeringen voor afschrikken, zet tijdens het matrijssmeedproces het moeilijk te vervormen gebied in de buurt van het contactoppervlak geleidelijk uit, wat resulteert in intense afschuifvervorming aan de grens van het moeilijk te vervormen gebied. Hierdoor ontstaat een sterke directionele vorming, waardoor de eigenschappen van het smeedstuk afnemen.
Gebandeerde structuur	Een structuur waarbij ferriet of andere matrixfasen in banden verdeeld zijn in het smeedijzer. Het komt vaak voor in hypoeutectoïde staal, austenitisch-ferritisch roestvrij staal en semi-martensitisch staal.	Door de vervorming tijdens het smeden onder het naast elkaar bestaan van twee fasen Het verlaagt de transversale plasticiteitsindex van het materiaal en is gevoelig voor scheuren langs de ferrietband of op de grens tussen de twee fasen.
Onjuiste verdeling van stroomlijnen in het smeedstuk	Verschijning van onderbrekingen in de stromingslijn zoals loskoppelingen, terugstromen en wervelconvecties op de lage vergroting van het smeedstuk	Veroorzaakt door onjuist matrijsontwerp, onredelijke billetgrootte en -vorm en slechte selectie van smeedmethoden
Inklapbaar	Vouwen zien er hetzelfde uit als scheuren. Op het specimen met lage vergroting buigen de externe vloeilijnen van de plooi, terwijl de vloeilijnen van een scheur afgesneden zijn. Op het specimen met hoge vergroting is de onderkant van de vouw, in tegenstelling tot de scherpe onderkant van een scheur, stomp, met ernstige oxidatie aan beide zijden.	Plooiing wordt gevormd door de samenvloeiing van reeds geoxideerd oppervlaktemetaal tijdens het smeedproces. Bij vrij smeedwerk is plooiing vooral te wijten aan een te kleine toevoerhoeveelheid tijdens het strekken, een te grote pershoeveelheid of een te kleine straal van de hoek van het aambeeldblok; bij matrijssmeedwerk wordt plooiing vooral veroorzaakt door metaalconvectie of terugstroming tijdens het matrijssmeden.
Ongelijke korrelgrootte	Sommige delen van het smeedstuk hebben bijzonder grove korrels, terwijl andere delen kleiner zijn, wat resulteert in ongelijke korrelgrootte Hittebestendig staal en legeringen voor hoge temperaturen zijn bijzonder gevoelig voor ongelijke korrelgrootte	De aanvankelijke smeedtemperatuur is te hoog en de mate van vervorming is onvoldoende, waardoor de mate van vervorming in bepaalde gebieden in de kritische vervorming valt; of de uiteindelijke smeedtemperatuur is te laag, waardoor de billet van de hogetemperatuurlegering plaatselijk verhardt en er tijdens het afschrikken een ernstige korrelgroei in dat deel optreedt. Een ongelijkmatige korrelgrootte kan leiden tot een afname van de uithoudingsprestaties en de vermoeiingsprestaties
Resterende gietstructuur	Als er restgietstructuur is, voldoen de rek en vermoeiingssterkte van het smeedstuk vaak niet aan de normen. Bij een lage vergroting zijn de vloeilijnen in het gebied van de restgietstructuur niet duidelijk en zijn er zelfs dendritische kristallen te zien. Dit komt vooral voor bij smeedstukken gemaakt van ingot blanks.	Veroorzaakt door onvoldoende smeedratio of onjuiste smeedmethode leidt dit defect tot een afname van de prestaties van het smeedstuk, met name een grotere afname van de slagvastheid en vermoeidheidsprestaties.
Onvoldoende lokale vulling	Het fenomeen van onvoldoende vulling aan de bovenzijde of randen van de verhoogde delen van het smeedstuk doet zich vooral voor bij de ribben, bolle schouders en hoeken van matrijssmeedstukken, waardoor de contour van het smeedstuk onduidelijk wordt.	Onvoldoende verhitting van de blenk, slechte doorstroming van het metaal, onredelijk ontwerp van de matrijsholte voor het voorsmelten en de matrijsholte voor het maken van knuppels, en onvoldoende tonnage van de apparatuur kunnen allemaal de oorzaak zijn van dit defect.
Onvoldoende matrijssmeedwerk	Alle afmetingen van het smeedstuk nemen toe in de richting loodrecht op het deellichaam en overschrijden de op de tekening aangegeven afmetingen. Dit defect komt het meest voor bij smeedstukken met hamermatrijs	Overmatige weerstand bij de vlamplaat, onvoldoende tonnage, te grote of te grote vormstukken, lage smeedtemperatuur en overmatige slijtage van de matrijsholte kunnen allemaal ondervulling veroorzaken.
Scheefstand	Het bovenste deel van het smeedstuk is langs het deellijnvlak verkeerd uitgelijnd met het onderste deel	De smeedmatrijs is niet correct geïnstalleerd, of er is te veel speling tussen de hamerkop en de geleiderail; of er is geen vergrendeling of geleidebalk op de smeedmatrijs om de uitlijningsfout te compenseren.
Oppervlakkige littekens van visschubben	Het lokale oppervlak van het gesmede onderdeel is erg ruw en vertoont visschubvormige littekens. Dit type oppervlaktedefect komt het meest voor bij smeedstukken van austenitisch en martensitisch roestvast staal.	Door de onjuiste keuze van het smeermiddel, slechte kwaliteit van het smeermiddel of ongelijkmatige toepassing van het smeermiddel, met als gevolg plaatselijke hechting aan de matrijs
5. Defecten veroorzaakt door trimmen
Scheuren trimmen	Scheuren die ontstaan aan het deellijnoppervlak tijdens het trimmen	Door de lage plasticiteit van het materiaal ontstaan er scheurtjes tijdens het snijden. Een te lage afbraamtemperatuur voor smeedstukken van magnesiumlegeringen of een te hoge temperatuur voor smeedstukken van koperlegeringen kan zulke scheuren veroorzaken.
Resterende bramen	Bramen groter dan 0,5 mm blijven achter rond het scheidingsvlak van het smeedstuk na het trimmen. Als er na het afkorten nog correctie nodig is, worden de overgebleven bramen in het lichaam van het smeedstuk gedrukt, waardoor er plooien ontstaan.	Een te grote ruimte tussen de snijmatrijzen, overmatige slijtage van de snijkant of onnauwkeurige installatie en afstelling van de snijmatrijs kunnen allemaal restbramen veroorzaken.
Kneuzingen aan het oppervlak	Er ontstaan inkepingen of kneuzingen op het plaatselijke contactoppervlak tussen het smeedstuk en de stempel.	Als gevolg van de mismatch in vorm tussen de stempel en het contactoppervlak van het smeedstuk, of als het duwoppervlak te klein is.
Buigende of verdraaiende vervorming	Buiging of verdraaiing treedt op in het smeedstuk tijdens het snijden. Dit gebeurt vaak bij smeedstukken die slank, dun en complex van vorm zijn.	Als gevolg van een te klein contactoppervlak van het smeedstuk van de afbraamstempel of een ongelijk contact.
6. Defecten veroorzaakt door onjuiste koeling na het smeden.
Koelscheuren	De scheuren zijn glad en slank en vertonen soms een netwerk van schildpadscheuren. Onder hoge vergroting: Martensitische structuur verschijnt in de buurt van de scheuren, zonder sporen van plastische vervorming. Komt vaak voor bij smeedstukken van martensitisch staal	Door te snel afkoelen na het smeden, wat resulteert in grote thermische spanning en structurele spanning Langzaam afkoelen in zandkuilen of slakken rond 200℃ kan dit soort scheuren voorkomen.
Afkoeling vervorming	Kromtrekkende vervorming van grote, dunwandige, geribde framecomponenten tijdens het afkoelingsproces na het smeden	Veroorzaakt door de interactie van restspanningen die ontstaan tijdens het smeden en ongelijkmatige afkoeling Onmiddellijk gloeien na het smeden kan dit defect voorkomen
475℃ brosheid scheuren	Oppervlaktescheuren die verschijnen op ferritische roestvrijstalen smeedstukken die te langzaam worden afgekoeld en te lang in het temperatuurbereik van 400 tot 520℃ blijven.	Door het langdurige verblijf bij 400~520℃ wordt het neerslaan van een bepaalde speciale stof bevorderd, waardoor broosheid ontstaat. Snel koelen bij 400~520℃ kan barsten voorkomen
Netwerkcarbiden	Carbiden slaan neer langs de korrelgrenzen in een netwerk, waardoor de plasticiteit en taaiheid van het smeedstuk afnemen. Dit defect komt vaak voor bij smeedstukken van staal met een hoog koolstofgehalte.	Door de langzame afkoeling na het smeden kunnen hardmetalen neerslaan langs de korrelgrenzen, waardoor het smeedstuk vatbaar is voor barsten tijdens het vlamsnijden, wat de prestaties van het onderdeel verslechtert.
7. Defecten door warmtebehandeling na het smeden
Overmatige hardheid	Bij het controleren van de hardheid van het smeedstuk na de warmtebehandeling is de gemeten hardheid hoger dan vereist door de technische voorwaarden.	Veroorzaakt door te snel afkoelen na het normaliseren, of een ongeschikte chemische samenstelling van het staal
Hardheid te laag	De hardheid van het smeedstuk is lager dan vereist door de technische voorwaarden	Veroorzaakt door te lage afschriktemperatuur, te hoge ontlaattemperatuur of ernstige ontkoling van het oppervlak door meerdere verhittingen
Ongelijke hardheid (zachte plekken)	De hardheid varieert sterk in verschillende delen van hetzelfde smeedstuk, met lokale gebieden met een lagere hardheid.	Veroorzaakt door te veel belasting in één oven, te korte wachttijd of ernstige plaatselijke ontkoling
Vervorming	Tijdens het warmtebehandelingsproces, vooral tijdens het afschrikken, vervormt het smeedstuk	Veroorzaakt door onredelijk warmtebehandelingsproces of onjuiste koelmethode
Doofscheuren	Scheuren ontstaan op punten met spanningsconcentratie zoals scherpe hoeken van het smeedstuk. Anders dan bij smeedscheuren is er aan het binnenwandoppervlak van afschrikscheuren geen sprake van oxidatie- of ontkolingsverschijnselen.	Veroorzaakt door defecten zoals onvoldoende voorverwarming, te hoge afschriktemperatuur, te hoge afkoelsnelheid en insluitingen in het smeedstuk
Zwarte breuk	De breuk ziet er donkergrijs of bijna zwart uit. In de microstructuur is er een katoenachtige verdeling van grafiet op ongelijk sferoïdaal parelliet, dat vaak voorkomt in smeedstukken van gereedschapsstaal met een hoog koolstofgehalte.	Veroorzaakt door het grafitisatieproces van staal en het neerslaan van grafiet als gevolg van een te lange gloeitijd na het smeden of na meerdere gloeibehandelingen.
8. Defecten die ontstaan tijdens het reinigingsproces van smeedstukken
Overcorrosie	Er verschijnen putjes of pockmarks op het oppervlak van het smeedijzer, of zelfs een losse en poreuze toestand.	Door aantasting van de beitsoplossing, te lange beitstijd of zuurresten op het smeedwerk
Corrosiescheuren	Verschijnen vaak op martensitische roestvrijstalen smeedstukken, gekenmerkt door fijne netwerkscheurtjes op het oppervlak van het smeedstuk, met scheurtjes die zich uitstrekken langs de korrelgrenzen in de microstructuur.	Doordat de restspanningen op het nagesmede werkstuk niet tijdig werden weggewerkt, ontstond er spanningscorrosie tijdens het beitsen, wat leidde tot de vorming van scheuren.
Plaatselijke oververhittingsscheuren	Scheuren die ontstaan bij het reinigen van het oppervlak met een slijpschijf. Dit komt vaak voor bij smeedstukken van ferritisch roestvrij staal.	Veroorzaakt door plaatselijke oververhitting door het slijpen met een slijpschijf. Het kan worden vervangen door een luchtbeitel om de oppervlaktedefecten te reinigen

3. Toelaatbare afwijkingen en oppervlaktedefecten van matrijssmeedstukken

De toelaatbare afwijkingen en oppervlaktedefecten van matrijssmeedstukken staan in tabel 3.

Tabel 3 Toelaatbare afwijkingen en oppervlakfouten van matrijssmeedstukken (eenheid: mm)

Serienummer	Schema	Vormen van afwijkingen en defecten	Smeedkwaliteit
			1~2t	3~5t	10t
1		Bramen rond:Z 1 Bramen in binnengat:Z 2 Bramen aan de vork:Z 3	Z1=0.5～1.0 Z2 = 1.0 ～ 2.0 Z3 = 1.0 ～ 2.0	Z1 = 0,7 tot 1,5 Z2 = 1.5 ～ 2.0 Z3 = 1.5 ～ 2.0	Z1 = 1.0 ～ 2.0 Z2 = 2.0 ～ 3.0
2		Diepte defect oppervlak ①Onbewerkt oppervlak (zie waarden aan de rechterkant van deze tabel) ②Bewerkt oppervlak niet groter dan 1/2 van de werkelijke marge Q - Kalkputjes of deuken Q 1 - Gebogen textuur Q 2 - Barst	0.5 ~1.0	0. 75 ~1.5	1.0 ~2.0
3		Buiging: f (maar niet groter dan 1/2 van de staafmarge)	0.8 ~1.0	0.8 ~1.5	1.0 ~2.0
4		Fout: λ	0.8 ~1. 0	0.8 ~1.5	1.0 ~2.0
5		Verschil in wanddikte: K-K 1 = 2e (maar niet groter dan 1/2 toeslag)	0.8 ~1.0	1.5 ~2.0	2.5 ~3.0
6		Vlakheid: A (maar niet groter dan 1/2 toeslag)	0.5 ~1.0	0.8 ~1.5	1.0 ~2.0

II. Inspectie van smeedkwaliteit Inhoud

Het doel van de inspectie van de smeedkwaliteit is ervoor te zorgen dat de kwaliteit van de smeedstukken voldoet aan de technische normen van de smeedstukken. Veel voorkomende technische normen voor smeedstukken worden weergegeven in tabel 4. De inhoud van de inspectie van de smeedkwaliteit omvat: inspectie van de geometrie en grootte van het smeedstuk, inspectie van de oppervlaktekwaliteit, interne kwaliteitsinspectie, inspectie van mechanische eigenschappen en inspectie van de chemische samenstelling, enz.

Tabel 4 Gemeenschappelijke technische normen voor smeden

De specifieke inspectiepunten en vereisten voor smeedstukken variëren naargelang de kwaliteit van het smeedstuk. De kwaliteit van het smeedstuk wordt geclassificeerd op basis van de spanningsomstandigheden van het onderdeel, de werkomstandigheden, het belang, het materiaaltype en het metallurgische proces. De classificatie van smeedkwaliteiten varieert per industriële sector, waarbij sommige afdelingen smeedstukken onderverdelen in drie niveaus en andere in vier of vijf niveaus.

Tabel 5 deelt smeedstukken in drie niveaus in en geeft de inspectiepunten voor elk niveau aan. Tabel 6 is de standaard voor testmethoden voor elk inspectiepunt van smeedstukken. Voor sommige smeedstukken met speciale eisen, moet de inspectie ook worden uitgevoerd in overeenstemming met de specificaties in het specifieke technische voorwaarden document.

Tabel 5 Smeedkwaliteiten en inspectiepunten

Tabel 6 Testmethoden normen voor diverse inspectiepunten van smeedstukken

III. Inspectiemethoden voor smeedkwaliteit

1. Inspectie van smeedgeometrie en afmetingen

De inspectie-inhoud van smeedgeometrie en afmetingen omvat:

• Afmetingen van de smeedlengte;
• Smeedhoogte (of dwarsmaat) en diameter;
• Smeeddikte;
• Cilindrische en hoekradius smeden;
• Hoek op smeden;
• Opening smeden;
• Verkeerde uitlijning van het smeedstuk;
• Doorbuiging van smeden;
• De loodlijn van het smeedvlak;
• Parallellisme smeden.

De geometrische vorm en grootte van het smeedstuk kunnen worden gemeten met algemeen meetgereedschap zoals schuifmaten, micrometers en schuifmaten. Bij massaproductie kunnen speciale meetinstrumenten samen met go/no-go meters, pluggen en sjablonen gebruikt worden voor inspectie. Voor smeedstukken met complexe vormen en meerdere inspectiegebieden of -punten kunnen speciaal gemaakte speciale instrumenten of sjablonen gebruikt worden voor inspectie.

2. Inspectiemethoden voor de kwaliteit van het smeedoppervlak

Tabel 7 Inspectiemethoden voor de kwaliteit van het smeedoppervlak

3. Methoden voor de inspectie van de inwendige kwaliteit van smeedstukken

Tabel 8 Methoden voor het inspecteren van de inwendige kwaliteit van smeedstukken

Niet-destructief onderzoek kan oppervlakte- of interne defecten van smeedstukken opsporen zonder ze te beschadigen. Niet-destructief onderzoek is zeer geschikt voor belangrijke smeedstukken met strenge kwaliteitseisen, en een vergelijking van verschillende gangbare niet-destructieve testmethoden is te zien in Tabel 9.

Tabel 9 Vergelijking van verschillende niet-destructieve testmethoden

4. Inspectiemethoden voor mechanische eigenschappen van smeedstukken

Tabel 10 Inspectiemethoden voor mechanische eigenschappen van smeedstukken

IV. Kwaliteitscontrole smeden

1. Belangrijkste inhoud en methoden van kwaliteitscontrole van smeden

Om ervoor te zorgen dat het smeedstuk de maatnauwkeurigheid en mechanische prestatie-eisen heeft die in de smeedtekening zijn gespecificeerd, is het noodzakelijk om de kwaliteit van het smeedstuk te controleren, dat wil zeggen om het hele productieproces te controleren, van grondstof tot warmtebehandeling na het smeden, om de stabiliteit van de productiekwaliteit en de consistentie van het product te garanderen.

Kwaliteitscontrole van smeedwerk omvat: inkomende inspectie (grondstoffen), tussentijdse inspectie (halffabricaten), eindinspectie (afgewerkte smeedstukken) en controle van productiemiddelen zoals gereedschap, apparatuur en meetinstrumenten afstelling, inspectie en meetinstrumenten.

Het verhittingsproces vóór het smeden en het warmtebehandelingsproces na het smeden zijn speciale processen, waarvan de kwaliteitskenmerken niet precies kunnen worden gemeten of economisch kunnen worden gemeten, en die voornamelijk afhankelijk zijn van een strikte controle van de procesparameters om de kwaliteit te waarborgen.

De controle van de smeedkwaliteit wordt weergegeven in tabel 11.

Tabel 11 Kwaliteitscontrole van smeedstukken

2. Methoden voor het corrigeren van defecten in smeedstukken

Tabel 12 Methoden voor het corrigeren van defecten in smeedstukken