宏观检验是用肉眼或不大于10倍的放大镜下检查模具钢材表面或断口,以确定模具钢材组织缺陷及质量的方法。宏观检验分酸浸检验和断口检验两种。酸浸检验又分热酸浸检验和冷酸浸检验。工厂多用热酸浸检验,以便快速出结果。热酸浸检验可以检查模具钢材中的偏析、疏松、枝晶、白点和发纹。断口检验可以提供某些损坏的直观证据,非金属夹杂物、内裂、气泡、缩孔及疏松也可利用断口进行检验。
模具钢材中常见的宏观缺陷:
①偏析
形成原因:浇注凝固过程中,因选择结晶和扩散作用引起某些元素的聚集,造成化学成分不均匀。根据分布的不同位置可分为锭型、中心和点状偏析等。
宏观特征:在酸浸试样上,当偏析是易蚀物质或气体夹聚集时,呈现颜色深暗、形状不规则,略有凹陷、底部平坦并有很多密集微孔斑点。如为抗蚀元素聚集,则呈现颜色浅淡、形状不规则、比较光滑的微凸斑点。
② 疏松
形成原因:模具钢材在凝固过程中由于低熔点物质后凝固收缩和放出气体产生空隙,而在热加工过程未能焊合。根据其分布,可分为中心疏松和一般疏松。
宏观特征:在横向热浸酸面上,孔隙呈不规则的多边形且底部尖窄的凹坑多出现在偏析斑点之内。严重时,有连成海绵状的趋势。
③ 夹杂
⑴形成原因:外来金属夹杂:在浇注过程中,金属条、块、片落入钢锭模中或冶炼末期加入的铁合金未熔化。
宏观特征:在酸浸蚀片上,多呈边缘清晰、颜色与周围显著不同的几何形状。
⑵形成原因:外来非金属夹杂:在浇注过程中,没有来得及浮出的熔渣或剥落到钢液中的炉衬和浇注系统的内壁的耐火材料。
宏观特征:较大的非金属夹杂物容易辨认,较小的在腐蚀后剥落,留下细小的圆形状小孔。
⑶形成原因:翻皮:底浇注钢锭的浇注过程中在表面上半凝固的薄膜卷入钢液中。
宏观特征:在酸浸蚀片上,颜色与周围不同,形状不规则的弯曲狭长条带,周边常有氧化物夹杂和气孔存在在。
④ 翻孔
形成原因:钢锭或铸件浇注时,心部的液体由于后冷凝时体积收缩未能提到补充,在铸锭头部队或铸件中形成宏观孔穴。
宏观特征:在横向酸浸试样上缩孔位于中心部位,其周围常是偏析、夹杂或缩松密集的地方。有时在浸蚀前就可看到洞穴或缝隙,浸蚀后孔穴部分变暗,呈不规则褶皱的孔洞。
⑤ 气泡
形成原因:钢锭浇注过程中所产生和放出的气体造成的缺陷。
宏观特征:在横向酸浸试样上,呈现与表面大致垂直的裂缝,附近略有氧化和脱碳现象。在表面以下的位置存在称为皮下气泡,较深的皮下气泡称为。在锻轧过程中,这些未经氧化也未经焊合的气孔被延伸成细管状,横截面上呈孤立的小。在横截面上类似于排列规则的点状偏析,但颜色较深者为内部蜂窝气泡。
⑥ 白点
形成原因:氢与组织应力的作用,模具钢材中的偏析和夹杂也有一定的影响,属于裂纹的一种。
宏观特征:在横向热酸浸试样上,呈现细短裂缝。在纵向断口上则为粗晶状的银亮白点。
⑦ 裂纹
⑴形成原因:轴心晶间裂纹:当树枝状组织较严重时,大尺寸钢坯沿树枝状组织主、枝干间产生裂纹。
宏观特征:在横向截面上,轴心位置出现沿晶间开裂,呈蛛网状,严重时呈放射状开裂。
⑵形成原因:内裂:由于锻轧工艺不当而产生的开裂。
宏观特征:——
⑧ 折叠
形成原因:模具钢材或钢锭的表面斑疤凹凸不平及的棱角,在锻轧中叠附在钢材上或由于孔型设计或操作不当成耳子,在继续轧制时叠合而成。
宏观特征:在横向热酸浸试样上,与模具钢材的表面呈斜交的裂缝,附近有较严重的脱碳,缝内常夹有氧化物鳞屑。