管道及其元件的種類很多，制造方法也千差萬別，本節(jié)無意將各種管道及元件的制造過程和制造方法都羅列出來，也無意將加工過程的工藝參數(shù)、設(shè)備配置等內(nèi)容都給出來。在這里用較大的篇幅作這樣的介紹是不現(xiàn)實的，對管道設(shè)計者來說也是沒有必要的，這些內(nèi)容應(yīng)是各制造商致力研究和解決的問題。但是，就某些對產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量影響較大的制造過程進(jìn)行了解，有助于材料工程師更好地選用產(chǎn)品，并提出適宜的制造要求。
工程上應(yīng)用的大多數(shù)金屬管道元件的制造方法主要有以下三種：鑄造、壓力變形加工和焊接。這三種方法運用的好壞都直接影響到了管道元件的內(nèi)在質(zhì)量。本節(jié)就鑄造和壓力變形加工的制造工藝過程及其內(nèi)在質(zhì)量的影響因素進(jìn)行介紹，而焊接加工方法則將在第十章中進(jìn)行介紹。
一、鑄造
鑄造是將熔化的液體金屬注入到具有與零件形狀相適應(yīng)的型腔中，經(jīng)過凝固以得到鑄件毛坯的制造方法。
鑄造方法與壓力變形加工方法相比，具有以下明顯的優(yōu)點：
a、可以得到形狀復(fù)雜的零件毛坯。例如閥門的閥體，如果采用鍛造是鍛不出來的，或者將留有較大的機(jī)加工余量；
b、機(jī)加工余量較少。鑄件毛坯的形狀尺寸接近設(shè)計要求，除少量的配合面要進(jìn)行機(jī)加工外，其它一般不需要機(jī)加工；
c、原材料質(zhì)量要求低，價格便宜。鑄件生產(chǎn)過程伴隨著冶煉過程，故其原材料可以用廢鋼，而壓力變形加工用材料一般是成品型鋼（如園鋼、鋼管、鋼板等）；
d、適用范圍廣。它既可以做幾十克重的零件，又可做數(shù)噸乃至上百噸的零件，而壓力變形加工方法往往受機(jī)器功率及鍛透性的限制而不宜做太大的零件。
但是，正如第三章中所講的那樣，鑄造方法得到的材料具有鑄造組織，它除了晶粒粗大且有柱狀晶粒外，還容易出現(xiàn)許多諸如偏析、疏松、氣孔、夾雜、裂紋等鑄造缺陷，因此鑄造材料的強(qiáng)度較低，可靠性較差。
鑒于以上原因，鑄件在壓力管道上常用于大直徑閥門的閥體、閥板、閥蓋和手輪等具有復(fù)雜外形零件的制造。
鑄件生產(chǎn)的工藝原則流程如圖9-4所示。
9-4 鑄件生產(chǎn)工藝原則流程
下面分步介紹各過程對質(zhì)量的影響。
1、原材料
原材料入爐前應(yīng)重點進(jìn)行化學(xué)成分分析，并根據(jù)產(chǎn)品的要求，計算好應(yīng)添加和去除的元素及其用量，以保證下一步的熔化冶煉階段在最短時間內(nèi)就能獲得滿足化學(xué)成分要求的鋼液。
2、熔化及冶煉
熔煉是獲得高質(zhì)量鑄件的基礎(chǔ)。它主要表現(xiàn)在兩個方面，其一是化學(xué)成分控制，其二是熔煉溫度或燒注溫度控制。
在本章的第一節(jié)中已經(jīng)講到，不同的冶煉方法獲得的材料質(zhì)量是不一樣的。一般情況下，采用電弧爐熔煉可得到較好的材料，我國大多數(shù)大型閥門廠都是采用電弧爐進(jìn)行熔煉的，而國外閥門廠已開始普遍用AOD或VOD進(jìn)行熔煉，因此獲得的產(chǎn)品具有化學(xué)成分偏差小，硫、磷有害雜質(zhì)元素少，脫氣性好等優(yōu)良品質(zhì)。值得一得的是，ASTM標(biāo)準(zhǔn)中沒有相應(yīng)的0Cr18Ni10Ti（俗稱321）材料的鑄件牌號，這是因為該材料中的鈦（Ti）元素極易被氧化，如果鑄件廠沒有真空澆注系統(tǒng)，就不可避免地造成鈦被氧化，從而使材料喪失抗晶間腐蝕的能力。事實上，到目前為上，尚沒有聽到過有哪家閥門廠擁有真空熔煉和澆注系統(tǒng)，因此我國材料牌號中出現(xiàn)ZG0Cr18Ni9Ti是不合適的。
確定一個較合適的熔煉溫度，既可以避免因溫度過高而帶來的不利影響（如沖模、高能耗、凝固溶差大、晶粒粗大等），又可避免因溫度過低而造成的鋼液流動性不好，從而發(fā)生澆不足、冷隔、氣孔、縮松、夾渣等缺陷。因此說，熔煉溫度是一個主要的工藝控制指標(biāo)。
熔煉過程中要進(jìn)行爐前分析（也叫熱分析）。熱分析的目的主要是及時進(jìn)行化學(xué)成分分析，以便當(dāng)鋼液的化學(xué)成分不能滿足要求時，可及時調(diào)整。一旦澆注完成，化學(xué)成分就無法改變了。熱分析的方法有很多，國內(nèi)一些大的閥門廠都裝備了爐前快速分析設(shè)備，它能很快地得到爐內(nèi)鋼液的化學(xué)成分，以便能夠及時確定是否需要進(jìn)一步添加元素。
3、澆注
澆注方式的不同，對鑄造缺陷的影響也不一樣。常規(guī)的澆注方法有頂注式、底注式、中注式和多層注式四種，它們各有優(yōu)缺點，但均不能對鑄造缺陷有較大的改善。新型的澆注方式如振動澆注、壓力澆注可以有效地改善鑄件缺陷的影響。
澆注前，應(yīng)準(zhǔn)備好模型。有關(guān)模型的種類很多，常見的有砂模、蠟?zāi)?、金屬膜等，不同的模型各有?yōu)缺點，但目前應(yīng)用最多的仍然是砂模。一些國內(nèi)大的閥門廠安裝了樹脂砂連鑄生產(chǎn)線，不僅有效地改善了普通砂模鑄造的缺陷，同時也提高了生產(chǎn)效率。
4、結(jié)晶與凝固
大多數(shù)鑄造缺陷都是在結(jié)晶凝固過程中產(chǎn)生的，因此結(jié)晶凝固過程的控制是影響鑄造缺陷的關(guān)鍵控制點之一，也是眾多制造商致力研究的課題之一。除了上述的振動澆注和壓力澆注能有效地改善鑄造缺陷外，采用等溫凝固、多設(shè)澆冒口、控制砂型溫度等方法都可改善鑄造缺陷。
在第三章中已經(jīng)講到，鑄件組織中易出現(xiàn)的缺陷有縮孔、疏松、氣泡、偏析、夾雜、柱狀組織和粗大晶粒組織等。除此之外，它還容易產(chǎn)生鑄造應(yīng)力，并導(dǎo)致鑄件變形和裂紋的產(chǎn)生。
鑄造應(yīng)力主要由以下三部分組成：
a、由于收縮變形受到阻礙而產(chǎn)的約束應(yīng)力；
b、由于各部位的溫度差造成的收縮不均勻而產(chǎn)生的熱應(yīng)力；
c、由于各部位的組織轉(zhuǎn)化不同步或者組織不均勻產(chǎn)生的組織應(yīng)力。
當(dāng)鑄造應(yīng)力較大時，會導(dǎo)致鑄件的變形，嚴(yán)重時會導(dǎo)致鑄件的破裂。鑄件的變形是鑄造應(yīng)力釋放的一個自然過程，釋放的結(jié)果使鑄造應(yīng)力與變形應(yīng)力相平衡。因此變形可降低鑄造應(yīng)力，但不能消除鑄造應(yīng)力。
鑄件的開裂有熱裂和冷裂之分。熱裂主要是發(fā)生在凝固末期或凝固之后，它主要由變形約束應(yīng)力造成。冷裂主要發(fā)生在淬硬性較強(qiáng)的的材料中，此時其組織應(yīng)力較大，如果鑄件存在應(yīng)力集中較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)，就可能會造成這個組織應(yīng)力超過材料強(qiáng)度而產(chǎn)生開裂。
無論是變形、熱裂還是冷裂，無不與鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計、砂型設(shè)計有關(guān)。鑄件的結(jié)構(gòu)應(yīng)采用有一定曲率半徑的園弧過渡，避免尖角過渡。鑄件和砂型的結(jié)構(gòu)和形狀要便于金屬凝固時的收縮，并合理設(shè)置澆冒口的位置，以避免產(chǎn)生較大的凝固溫差。
5、檢驗（1）
在檢驗前應(yīng)先進(jìn)行清砂、去氧化皮、除澆冒口等予處理。
此時的檢驗內(nèi)容主要有：化學(xué)成分、外觀肉眼檢查、無損檢驗等。
其中化學(xué)成分和無損探傷按本章第二節(jié)的方法進(jìn)行，并應(yīng)符合相應(yīng)材料規(guī)范。應(yīng)該指出的是，無損探傷在一些材料標(biāo)準(zhǔn)中并沒有被列為必檢項目，而往往是列為由用戶選擇的附加檢驗項目。也就是說，當(dāng)用戶有要求時，制造商才做，但要收附加檢驗費。故用戶尤其是作為第一用戶的設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)使用條件來決定是否要做附加檢驗項目的檢查，檢查比例是多少，合格判定標(biāo)準(zhǔn)等級為多少級。如果這些要求選擇不當(dāng)，會無謂地增加產(chǎn)品費用。
外觀肉眼檢查應(yīng)逐件進(jìn)行。對于API閥門用鑄件，MSS SP-55標(biāo)準(zhǔn)共給出了12類鑄造外觀缺陷，而每類缺陷中又給出了A、B、C、D、E五張不同級別的標(biāo)準(zhǔn)照片，這樣整個標(biāo)準(zhǔn)共有標(biāo)準(zhǔn)照片（12x5=）60幅，并規(guī)定了A、B兩級為合格品。這12類缺陷分別是：I——熱裂紋和冷裂紋，Ⅱ——縮孔，Ⅲ——夾砂，Ⅳ——氣孔，Ⅴ——紋理缺陷，Ⅵ——鼠尾，Ⅶ——皺皮、重疊、折疊和冷隔，Ⅷ——機(jī)加工痕跡，Ⅸ——結(jié)疤，Ⅹ——澆冒口，Ⅺ——焊接修理區(qū)，Ⅻ——表面粗糙度。
6、修補(bǔ)
一般情況下，修補(bǔ)的方法都是采用焊補(bǔ)。關(guān)于允許焊補(bǔ)的數(shù)量和面積，有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（例如ASTM標(biāo)準(zhǔn)）要求較低，而許多制造商的廠標(biāo)訂的標(biāo)準(zhǔn)較高，這就給執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的操作帶來了困難。對于要求較高的鑄件，此時應(yīng)與制造廠協(xié)商確定，例如作者參加的某高壓加氫裂化用閥門的技術(shù)談判中，與國外某制造商協(xié)商的焊補(bǔ)標(biāo)準(zhǔn)為：
3″以下的閥門：最大焊補(bǔ)面積不超過30cm2，最多點數(shù)不超過2點；
4″~6″閥門：最大焊補(bǔ)面積不超過30cm2，最多點數(shù)不超過3點；
6″以上的閥門：最大焊補(bǔ)面積不超過30cm2，最多點數(shù)不超過4點。
焊補(bǔ)后尚應(yīng)重新檢查。
7、熱處理
對鑄件進(jìn)行熱處理，可以消除或緩解許多鑄造缺陷對鑄件性能的影響，例如，可以改變鑄件的柱狀組織和粗大組織，可消除偏析和鑄造應(yīng)力等。由本章第一節(jié)中可知，對鑄件來說采用擴(kuò)散退火或完全退火是比較理想的。但由于它們的生產(chǎn)周期太長，費用較高，故工程上實際很少采用。
目前，各材料標(biāo)準(zhǔn)對鑄件的熱處理要求并不完全一致，但差異不大。總起來說，下面的熱處理制度能為較大多數(shù)人員所接受：
a、碳鋼：正火熱處理；
b、低合金鋼及鉻鉬鋼：正火+高溫回火熱處理，或淬火+高溫回火熱處理；
c、奧氏體不銹鋼：固溶熱處理。對于穩(wěn)定型奧氏體不銹鋼，當(dāng)有要求時可采用穩(wěn)定化熱處理。
8、檢驗（2）及試驗
此時的檢驗項目主要有：機(jī)械性能試驗（主要是拉伸和硬度試驗，必要時可做沖擊韌性試驗）、宏觀組織檢驗、微觀組織檢驗、耐蝕試驗和幾何尺寸檢驗等。
機(jī)械性能試驗按本章第三節(jié)中講到的方法進(jìn)行，按相應(yīng)的材料標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗收。
幾何尺寸檢驗根據(jù)圖紙要求逐件進(jìn)行。
一般的材料標(biāo)準(zhǔn)中，都沒有把宏觀組織檢驗和微觀組織檢驗列入必檢項目，因為它屬于破壞性試驗，太多的這類試驗會增加產(chǎn)品成本。但作者認(rèn)為它應(yīng)是工藝評定時必做的項目，以考核其制造工藝的正確性。一個良好的制造工藝是保證產(chǎn)品質(zhì)量的必要條件，如果沒有良好的制造工藝，是很難保證所有產(chǎn)品質(zhì)量的，既是其中一件或數(shù)件質(zhì)量合格，也很難說其它產(chǎn)品的質(zhì)量都合格。因此，宏觀組織檢驗和微觀組織檢驗用于考核制造工藝比考核實際的產(chǎn)品更合適。當(dāng)然，如果制造商在編制生產(chǎn)工藝時，沒有做此類的檢驗，那么設(shè)計技術(shù)人員可在認(rèn)為有必要時要求制造商補(bǔ)做此類試驗。
鑄件的試驗主要是指強(qiáng)度試驗。強(qiáng)度試驗可按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（如API598）的要求進(jìn)行。
檢查試驗查出的不允許缺陷要進(jìn)行修補(bǔ)或判廢。修補(bǔ)后的鑄件應(yīng)對焊補(bǔ)處重新檢查，必要時尚應(yīng)重新進(jìn)行熱處理。
二、壓力變形加工
壓力變形加工泛指利用外力使金屬發(fā)生塑性變形而形成產(chǎn)品或產(chǎn)品毛坯的一種加工方法，它包括的方式主要有軋制、擠壓、拉拔、鍛造和板料沖壓等。壓力變形加工是壓力管道及其元件制造的主要加工方式，例如無縫鋼管的軋制生產(chǎn)、三通和大小頭的擠壓成形、螺栓和螺柱的拉拔、小口徑管件和法蘭的鍛制、封頭和鋼板焊制管件的沖壓等，采用都是的壓力變形加工方法。
壓力變形加工與鑄造相比，具有下列顯著的優(yōu)點：
a、可以消除鑄錠中的某些鑄造缺陷。例如它可使原鑄錠中的氣孔和疏松焊合或變成發(fā)紋，可使原來的柱狀晶粒和粗大等軸晶粒破碎而變成細(xì)晶粒，可使原來的大尺寸非金屬夾雜物和偏析破碎而形成纖維狀組織等。因此它的可靠性較高；
b、通過拉、壓等壓力加工，得到的材料組織嚴(yán)密，并由于發(fā)生再結(jié)晶而使得材料的晶粒細(xì)化，因此材料具有較好的綜合機(jī)械性能；
c、生產(chǎn)工序短，生產(chǎn)效率高。例如連續(xù)軋制的鋼管生產(chǎn)、采用模型鍛造的生產(chǎn)都具有很高的生產(chǎn)效率。
但是壓力變形加工方法也有其不利的一面：它只能用于塑性較好的材料加工；目前尚不宜用于形狀復(fù)雜和大尺寸的零件加工；一般情況下它留下的機(jī)加工量較大；等等。
根據(jù)壓力變形加工時材料溫度的不同可分為熱加工、溫加工和冷加工三種。關(guān)于熱加工和冷加工的優(yōu)缺點在第三章和本章第一節(jié)中已作了介紹，而溫加工的特點則介于二者之間。下面就以應(yīng)用最多的加工方法——熱模鍛鍛造加工方法為例來介紹其簡單的制造工藝和主要影響因素。
熱模鍛鍛造加工方法的工藝原則流程如圖9-5所示。
圖9-5 熱模鍛加工工藝原則流程圖
1、原材料檢驗
檢驗內(nèi)容主要有：材料化學(xué)成分、內(nèi)部裂紋、內(nèi)部大面積或大尺寸非金屬夾雜物、表面缺陷及氧化物等。
如果材料的化學(xué)成分不符合標(biāo)準(zhǔn)要求是不能進(jìn)到下道工序的，因為后續(xù)的工序沒有可改變材料化學(xué)成分的機(jī)會。在這里還應(yīng)注意，一些材料標(biāo)準(zhǔn)（如GB699、GB3077等）分壓力加工用鋼和切削加工用鋼兩類，二者的質(zhì)量控制指標(biāo)不同，故此時應(yīng)明確選用壓力加工用鋼。
無論是外部裂紋還是內(nèi)部裂紋，鍛造過程是不可能使其焊合的，相反會擴(kuò)大裂紋的尺寸，故鍛造坯料是不允許有內(nèi)外裂紋存在的。裂紋的檢查可用無損探傷（如UT、MT、PT）進(jìn)行。
大面積和大尺寸非金屬夾雜物或嚴(yán)重的偏析會導(dǎo)致鍛造過程中的熱脆發(fā)紋，也極容易誘導(dǎo)裂紋的產(chǎn)生，故對這類原始缺陷應(yīng)加以控制，控制指標(biāo)可按材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定或通過鍛制工藝評定確定。
原材料的表面缺陷是影響鍛件毛坯表面質(zhì)量的主要因素之一，也是導(dǎo)致表面裂紋產(chǎn)生的主要因素之一，因此這些表面缺陷（如裂紋、結(jié)疤、劃痕、氧化物等）在鍛造之前必須去除。
2、下料
下料毛坯的大小對產(chǎn)品質(zhì)量也會帶來影響。毛坯太大時，不僅浪費金屬，也容易造成上、下模接合誤差大，使得產(chǎn)品外形誤差大（例如由圓形變成橢圓形），同時也給切邊造成一定的困難。毛坯尺寸較小時，容易造成充模不足，而這種缺陷是不允許的。因此說，下料毛坯的大小應(yīng)根據(jù)最終的產(chǎn)品要求進(jìn)行詳細(xì)計算，或經(jīng)工藝評定進(jìn)行確定。
3、下料毛的加熱
加熱溫度和加熱時間是鍛造工藝中的一個重要控制指標(biāo)。
加熱的方式比較多，但目前普遍認(rèn)為比較好、設(shè)備投資又不太高的加熱方法是中頻加熱。中頻加熱具有以下優(yōu)點：
a、加熱速度快。加熱速度快可以減少氧化物的生成量，減少金屬材料的浪費。
b、溫度容易控制。加熱溫度是影響產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量的一個重要因素，如果加熱溫度較低，金屬流動性差，容易鍛裂；如果加熱溫度過高或時間過長，容易造成產(chǎn)品的過熱¶、過燒·等問題、尤其是一旦出現(xiàn)過燒，將無法彌補(bǔ)，從而導(dǎo)致產(chǎn)品的報廢。
注：¶金屬的過熱是指金屬在高溫長時間作用下而發(fā)生的奧氏體晶粒粗大現(xiàn)象；
·金屬的過燒是指金屬由于遭受的溫度過高，使晶粒間低熔點的夾雜物熔化，從而造成環(huán)境中的氧化性氣體侵
入晶界，使晶界氧化而破壞了晶粒間結(jié)合的一種現(xiàn)象。檢查是否有魏氏組織是判斷金屬是否過燒的一個重要
標(biāo)志。
4、除氧化皮及預(yù)鍛
鍛坯出爐后，其外表面將附有一層厚厚的疏松氧化皮，故首先應(yīng)快速除去氧化皮。如果不將氧化皮除去，將會嚴(yán)重影響到模鍛成型時的產(chǎn)品外觀質(zhì)量。如果僅僅是為了脫除氧化皮，可用的方法有很多，如高壓蒸汽或高壓水沖洗方法等是較為常用的方法。但一些制造廠則將除氧化皮與預(yù)鍛結(jié)合在一起會起到一舉雙得的效果。模鍛時各部分變形是不均勻的，如果采用預(yù)鍛，既可除去氧化皮，又可使毛坯進(jìn)行較大的預(yù)變形，從而使鍛件的鍛造比達(dá)到預(yù)期要求。
5、鍛造
鍛造過程要控制的主要參數(shù)是始鍛溫度和終鍛溫度。始鍛溫度較高時，金屬流動性好，充模效果好，所用鍛壓機(jī)械的功率要求也較小。但它不能超過過熱溫度，而且溫度太高時表面質(zhì)量不好。始鍛溫度越低，獲得的鍛件外觀質(zhì)量越好，晶粒越細(xì)。但始鍛溫度低于再結(jié)晶溫度時，容易出現(xiàn)加工硬化和鍛裂現(xiàn)象，故始鍛溫度一般應(yīng)控制在再結(jié)晶溫度以上，最好是在A1以上。對于模鍛方法，一般情況下為一次成形，故其終鍛溫度都較高。
鍛造前必須準(zhǔn)備好鍛模。鍛模的質(zhì)量也是影響產(chǎn)品質(zhì)量尤其是外觀質(zhì)量的一個重要因素，設(shè)計合理的鍛模和保持良好的鍛模是獲得較好產(chǎn)品質(zhì)量的前提。鍛模在投入鍛造前，一般要經(jīng)過預(yù)熱，以減少模、坯之間的溫差，避免由此可能導(dǎo)致的鍛件開裂。
6、切邊
切邊宜在再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行，既可保證切邊后切邊部分的表面質(zhì)量，又不致于損傷鍛件。一般都是在鍛造成形之后立即進(jìn)行，否則須重新加熱。
7、熱處理
當(dāng)終鍛溫度較低時，鍛件內(nèi)將會存在本章第一節(jié)所述的壓力變形加工缺陷，如晶格畸變、殘余應(yīng)力等。即使在再結(jié)晶溫度以上完成終鍛，對于淬硬性較強(qiáng)的材料也會因再結(jié)晶時間不夠而殘余一些壓力變形加工缺陷，故在一定條件下對鍛件進(jìn)行熱處理是必要的。
目前，各材料標(biāo)準(zhǔn)中對鍛后熱處理的要求不完全一致，但普遍認(rèn)為較合理的熱處理制度是這樣的：
a、對低碳鋼來說，由于其淬硬性較低，當(dāng)它的終鍛溫度不低于A1（723℃）時，可以不再進(jìn)行熱處理，此時它的最終組織基本上為正火組織；
b、對于低合金鋼來說，由于其淬硬性比低碳鋼高，而且這類鋼在工程上常用于較重要場合，故常常在鍛后進(jìn)行正火處理，以徹底消除殘余的加工變形缺陷；
c、對鉻、鉬合金鋼來說，由于其淬硬性較強(qiáng)，容易出現(xiàn)較嚴(yán)重的壓力變形加工缺陷和殘留一些殘余奧氏體，進(jìn)而使最終的組織中出現(xiàn)馬氏體。故對這類材料常常在鍛后進(jìn)行正火+高溫回火熱處理。當(dāng)用戶和制造商協(xié)商同意后，也可進(jìn)行淬火+高溫回火熱處理；
d、對于奧氏體不銹鋼，鍛后常進(jìn)行固溶熱處理；對于穩(wěn)定化奧氏體不銹鋼，當(dāng)用戶有要求時，尚可進(jìn)行穩(wěn)定化熱處理。
8、表面清理
表面清理既是為下一步的檢驗作準(zhǔn)備，又是鍛件最終“臉面”的體現(xiàn)。目前，表面清理方法用的最多的是拋丸或噴砂處理，雖然它比手工除銹費用高，但除銹徹底，外觀漂亮。
9、檢驗
檢驗的內(nèi)容主要包括外觀肉眼觀查、尺寸檢驗、結(jié)構(gòu)性能試驗、無損探傷、宏觀組織檢驗、微觀組織檢驗、晶間腐蝕試驗、爆破試驗等。
a、外觀肉眼檢查
主要檢查氧化皮、過燒、結(jié)疤、折疊、重皮、劃痕、凹坑、微裂紋等表面缺陷。根據(jù)這些缺陷對鍛件影響性質(zhì)的不同，可以將它們分為四類，并分別加以控制。第一類為氧化皮、結(jié)疤、折疊、重皮之類的缺陷。這類缺陷基本上屬于制造過程中的偶然行為所致，而且對鍛件的內(nèi)在質(zhì)量影響不大，故只要給于研磨清除即可，清除的深度不得侵入鍛件的最小壁厚；第二類為凹坑、劃痕或機(jī)械碰傷之類的缺陷。這類缺陷清晰、規(guī)則，且不影響鍛件的內(nèi)在質(zhì)量，故處理方法同前一類；第三類為過燒。對于這類缺陷的出現(xiàn)要借助于其它檢驗手段來評定其影響，例如進(jìn)行宏觀侵蝕試驗以檢查其金相組織，借助于沖擊試驗來檢驗它對材料韌性的影響，而不能簡單的清除了之。同時還要核對加熱參數(shù)，以從工藝上避免此類缺陷的出現(xiàn)；第四類為微裂紋和白點之類的缺陷。出現(xiàn)這類缺陷也不能簡單清除了之，要首先分析清楚產(chǎn)生的原因。例如，原材料表面不清浩或模具拐彎處不合理、或原材料表面有原始裂紋等都會造成表面裂紋，此時一般不會觸及內(nèi)傷，即內(nèi)部不一定出現(xiàn)裂紋。如果終鍛溫度較低，或原材料中有大量的偏析和非金屬夾雜物，或者加熱速度過快，或者對淬硬性較強(qiáng)的材料冷卻速度較快等，也會引起表面裂紋，但同時還將預(yù)示著其內(nèi)部也可能存在裂紋。對于后一種情況，要查清原因，以便采取措施或改變加工工藝參數(shù)以避免此類缺陷的再次發(fā)生。此類缺陷出現(xiàn)在表面時便于查到，也容易清除，一旦出現(xiàn)在內(nèi)部，將嚴(yán)重影響鍛件的內(nèi)在質(zhì)量。目前，白點的出現(xiàn)已越來越少，這主要是得益于冶煉過程中的脫氫技術(shù)提高。
b、尺寸檢查
尺寸檢查也要逐件進(jìn)行，看它是否符合圖紙或標(biāo)準(zhǔn)的要求。
c、機(jī)械性能試驗
它包括的主要項目有：拉伸試驗、沖擊試驗和硬度檢查，檢查方法見本章第二節(jié)所述，檢驗結(jié)果應(yīng)符合相應(yīng)材料標(biāo)準(zhǔn)的要求。一般情況下，沖擊試驗在用戶有要求時才做。硬度試驗一般為抽檢，抽查的規(guī)則在一些材料標(biāo)準(zhǔn)中都有具體規(guī)定。
d、無損探傷
常用的無損探傷方法有超聲波檢查、磁粉檢查和液體滲透檢查。其中，超聲波檢查一般為附加檢驗項目，當(dāng)用戶沒有要求時，一般不進(jìn)行超聲波檢查。跟鑄件一樣，最終無損探傷并不是目的，只是檢驗手段，如果不是逐件檢查，鍛件的質(zhì)量就主要依靠制造工藝來保證。所以，完善的工藝評定，正確的制造工藝才是保證產(chǎn)品質(zhì)量的根本所在。
e、宏觀組織檢驗和微觀組織檢驗
通常它們也都是用于工藝評定檢驗，正常生產(chǎn)過程則很少做，只有當(dāng)用戶提出要求時才做。
f、晶間腐蝕試驗
對于奧氏體不銹鋼材料，一般都要進(jìn)行晶間腐蝕試驗。
g、爆破試驗
作為型式試驗的一種，一般在產(chǎn)品設(shè)計時才做，并納入工藝評定記錄。
10、標(biāo)記入庫
當(dāng)采用打鋼印進(jìn)行標(biāo)記時，應(yīng)考慮它可能給產(chǎn)品的應(yīng)用帶來的不利影響。美國腐蝕學(xué)會的NACE 175標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，當(dāng)產(chǎn)品用于有應(yīng)力腐蝕的環(huán)境時，鋼印標(biāo)記應(yīng)采用園角形的鋼印，以防止產(chǎn)生應(yīng)力集中而導(dǎo)致產(chǎn)品對應(yīng)力腐蝕開裂的敏感。
思考題：
1、什么叫鑄造？什么叫壓力變形加工？
2、鑄造和壓力變形加工方法相比，各有何特點？
3、常見的鑄造缺陷有哪些？
4、鑄造應(yīng)力是由哪些原因產(chǎn)生的？
5、常用鑄件材料一般采用什么樣的熱處理？
6、什么叫金屬的過熱？什么叫金屬的過燒？
7、常見金屬鍛件的外觀缺陷是如何分類的？
8、常用鍛件材料一般采用什么樣的熱處理？
