Дефекты слитков

Дефекты и брак поковок могут быть следствием дефектов исходного металла, нагрева и дефектов, возникающих при ковке и штамповке из-за нарушения технологии и износа штампов.

Сталь после выплавки в мартеновской печи отливается в специальные металлические формы — изложницы и в них застывает. Полученные таким образом слитки идут на дальнейшую обработку — прокатку и ковку. Вследствие того, что условия застывания металла в разных частях слитка различные, его состав и свойства получаются неодинаковыми. В первую очередь застывает металл, который соприкасается с холодными стенками изложницы, и затем застывание идет в направлении к центральной и верхней частям слитка. Строение металла поверхностных слоев слитка будет плотное, мелкозернистое, в центральной части кристаллы будут крупными. Сталь имеет различные составляющие, которые застывают при разной температуре. Поэтому наибольшее количество легкоплавких составляющих, содержащих серу, фосфор, углерод и неметаллические частицы, будет находиться в центральной и верхней частях слитка.

Неравномерное распределение отдельных элементов по объему слитка называется ликвацией. Впервые исследовал этот вопрос и дал объяснение ликвационным зонам великий русский металлург Д. К. Чернов.

Объем одного и того же количества металла в жидком состоянии больше, чем в твердом. Поэтому при застывании слитка в изложнице внутренняя масса металла не может заполнить всего объема первоначально затвердевшей оболочки, и внутри слитка, в верхней его части, образуется пустота, называемая усадочной раковиной.

Верхняя часть слитка называется прибыльной.

При разливке сильной струей сталь разбрызгивается, брызги попадают на холодные стенки изложницы и застывают. При прокатке или ковке застывшие брызги образуют плены, представляющие собой слои металла отделяющиеся от основной массы и не сваривающиеся с ней из-за пленки окислов.

От резкого охлаждения поверхности слитка и от подвисания слитка на поверхностях и выбоинах изложницы образуются продольные и поперечные трещины. Наличие в металле при заливке газов и неправильный режим заливки приводят к образованию в слитке подкорковых пузырей.

При отливке в металл могут попасть неметаллические включения, которые при дальнейшей обработке приводят к трещинам и волосовинам.