Текст
                    Stahl-
fehlerfibel
Von der Stahlberatungsstelle Freiberg
VEB Deutscher Verlag fiir Grundstoffmdustrie
Leipzig

\ у/ т > 5299 Атлас дефектов стали Перевод с немецкого канд. техн, наук Е. Я. КДПУТКИНД под редакцией проф. докт. техн, наук М. Л. БЕРНШТЕЙНА в Москва «Металлургия» 1979
УДК 669:620.19 ^‘L УДК 669:620.49 Атлас дефектов стали. Пер. с нем. М., «Металлургия», 1979. 188 с. Рассмотрены возможные внутренние и поверхност- ные дефекты слитков, полуфабрикатов, непрерывнолитых заготовок и толстых листов, а также прутковой стали, профилей, катанки, проволоки, штамповок, тонких лис- тов, труб и облегченных (гнутых) стальных профилей Описаны причины возникновения дефектов н способы их устранения. Приведенные иллюстрации дают четкое представление о характере рассматриваемых дефектов. Атлас рассчитан на инженерно-технических работни- ков металлургических и машиностроительных заводов. Ил. 445. Библ, список: 31 назв. 31101—190 А 7777;; ~7Г2—79 2605000000 040(01)—79 © VEB Deutscher Verlag fur Grundstoffindustrie © Перевод на русский язык. Издательство «Металлургия», 1979
СОДЕРЖАНИЕ Предисловие к русскому изданию . . 9 Предисловие...................... 10 Введение......................... 11 Часть первая Слитки и слябы.................. 13 Дефекты поверхности .... 13 Смещенная головная часть слитка (рис. 2, 3) ... . 13 Рослый слиток (рис. 4) . . 13 Втянутая головная часть слитка (рис. 5, 6) ... . 13 Продольные трещины (рис. 7—9)...................... 13 Поперечные трещины (рис. Ю, 11)......................13 Трещины от остаточных на- пряжений (рис. 12, 13) . . 14 Сетка горячих трещин (рис. 14)............... 14 Плены и наплывы (рис. 15— 17)..................... 14 Раковины (рис. 18) . . . 15 Неметаллические включения (рис. 19, 20) ......... 15 Сотовые (подкорковые) пу- зыри (рис. 21, 22) ... . 15 Приповерхностные (подкор- ковые) ракорины (рис. 23) 15 Поверхностные поры (пузы- ри)— рис. 24................ 15 Наросты (рис. 25) .... 16 Облой (заливины)—рис. 26 16 Дефекты зачистки (рис. 27) 16 Внутренние дефекты .... 16 Головная усадочная ракови- на (рис. 28—30)............ 16 Осевая усадочная раковина (рис. 31).................. 16 Вторичная усадочная рако- вина (рис. 32)............. 17 Первичная ликвация ... 17 Непрерывнолитые заготовки ... 17 Дефекты поверхности .... 17 Продольные трещины (рис. 33, 34).................... 17 Поперечные трещины (рис. 35-37)..................... 17 Поперечные пережимы (рис. 38, 39).................... 17 Продольные утяжины (рис. 40)........................ 18 Разрывы .... . . 18 Заливины (рис. 41, 42) . . 18 Наплывы (рис. 43, 44) . . 18 Брызги (рис. 45) ... . 18 Спаи (рис. 46, 47) ... . 19 Неметаллические включения (рис. 48).................. 19 Волнистость заготовки (рис. 49)........................ 19 Поры и газовые пузыри (рис. 50, 51).............. 19 Местное охрупчивание (рис. 52, 53).................... 23 Рифленая поверхность . . 20 Дефекты, возникающие при огневой зачистке........... 20 Внутренние дефекты .... 20 Центральная усадочная по- ристость (рис. 54) ... . 20 Диагональные трещины (рис. 55, 56).............. 20 Трещины в центре заготовки (рис. 57).................. 20 Трещины посередине граней заготовки (рис. 58) .... 21 Первичная ликвация ... 21 Отклонения .формы............ 21 Раздутиес (рис. 59, 60) . . 21 Диагональные искажения — ромбичиость (рис. 61) . . 21 Вогнутость (рис. 62) . . . 21 Коробление (рис. 63) . . . 21 Горячекатаные заготовки ... 22 Дефекты поверхности .... 22 Продольные трещины (рис. 64—7.1).................... 22 Поперечные трещины (рис. 72, 73).................... 22 Шлифовочные трещины (рис. 74)........................ 22 Закаты (рис. 75, 76) . . . 22 Пережог (рис. 77—79) . . 22 Растрескивание (рваиииы)— рис. 80 . 23 Раковины (рис. 81, 82) . . 23 Язвины (мелкие раковины) от окалииы (рис. 83) . . . 23 Риски (рис. 84)............ 24 Внутренние дефекты .... 24 Полости от усадочной рако- вины (рис. 85, 86) ... . 24 Расслоения (рис. 87) . . . 24 Неметаллические включения (рис. 88, 89).............. 24 Флокены (рис. 90) ... 24 Разрушение по сердцевине («черновины») — рис. 91 . 25 Древовидный или шиферный излом (рис. 92а и 926) . . 25 Отклонения размеров и формы 25 Отклонения размеров и фор- мы поперечного сечения (рис. 93, 94)............... 25 Отклонения размеров и фор- мы по длине (рис. 95—97) . 26 Толстолистовая сталь........ 26 Дефекты поверхности .... 26 Пузыри (воздутия) — рис. 98—100 26 Язвины (мелкие ракови- ны)— рис. 101,402 .... 26 Раскатанные сотовые (под- корковые) пузыри (рис. 103) 27 Раковины (рис. 104) ... 27 Продольные трещины (рис. 105) «.................... 27 Извилистые трещины (рис. 106) . ,................... 27 Поперечные трещины (рис. 107) . 27 5
Закаты (рис. 108) .... 27 Пережог (рис 109—111) . . 28 Красноломкость (рис. 112) 28 Вмятины................... 28 Риски (рис. dl3) .... 28 Вкатанная-окалииа и шлак (рис. 114, 115) ...... 28 Дефекты зачистки (особенно при глубокой зачистке) . . 29 Внутренние дефекты .... 29 Расслоения (рис. 116, 117) 29 Дефекты формы................ 29 Волнистость (рис. 118) . . 29 Косой рез................. 29 Часть вторая Горячекатаные прутки и профили. Катаная проволока. Холоднотяну- тые прутки и проволока .... 30 Дефекты поверхности горячека- таных прутков и профилей и катаной проволоки ............ 30 Трещины (рис. .119—426) . 30 Закаты (рис. 167, 128) . . 31 Усы (рис. 429, 130) ... 31 Раковины, волосовины (рис. 131)................. 31 Выступы и вмятины (рис. 132, 133).................. 32 Шероховатая поверхность (рис. 434)................. 32 .Механические повреждения (рис. 135—138)............. 32 Язвины от окалины (рис. 139)....................... 33 Пережог |(чешуйчатость) — рпс. 140—142’.............. 33 Внутренние дефекты горячека- таных прутков и профилей н катаной проволоки .... 33 Неметаллические включения (рис. 143—145)............. 33 Сильная (грубая) ликвация (рис. 146)................. 34 Расслоения (рис. ;147) . . 34 Раковины (рис. 448, 149) . 34 Флокены (рис. 150, 151) . 34 Дефекты поверхности холодно- тянутых прутков и проволоки . 35 Продольные трещины (рис.. 152—1156).................. 35 Поперечные трещины (рис. 157)....................... 36 Язвины (мелкие раковины), поры (рис. 158, 159) . . 37 Раковины, отслоения (рис. 160—162)................... 37 Царапины при волочении (рис. 163)................. 37 Места, не подвергшиеся во- лочению-— черновины (рис. 164)....................... 38 Остатки окалины (рис. 165) 38 Цвета побежалости и окали- на, оставшаяся от нагрева . 38 Пятна травления........... 39 Места коррозии (рис. 166) . 39 Поверхностные дефекты, возникающие при правке . 39 Поверхностные дефекты, возникающие при обработке резанием (обточке) — рис. 167—170 ............- - 39 Поверхностные дефекты, возникающие при шлифовке 40 Поверхностные дефекты, возникающие при полирова- нии (рис. 171)............. 40 Механические повреждения 40 Внутренние дефекты холодно- тянутых прутков и проволоки . ’ 41 Неметаллические включения 41 Сильная (грубая) ликвация 41 Внутренние трещины (рис. 172, 173).................. 41 Отклонения размеров и формы 42 Отклонения размеров н фор- мы поперечного сечения (рис. 474—177)............ 42- Отклонения размеров и фор- мы по длине................ 42 Поковки, полученные свободной ковкой.......................... 43 Дефекты поверхности .... 43 Трещины, обусловленные со- товыми (подкорковыми) пу- зырями .(рис. 178, 179) . . 43 Продольные трещины (рис. 180—182).............. 43 Шлифовочные трещины (рис. 483).............. - 43 «Зажимы» при ковке (склад- ки) — рис. 184, 185 ... . 43 Раковины (рис. 186) ... 44 Хрупкость (рванины) при ковке (рис. 187, 1188) . . 44 Язвины от окалины (рис. 189) 44 Внутренние дефекты .... 44 Неметаллические включения (рис. 190, 191)............ 44 Полости в поковках от уса- - дочных раковин .(рис. 192) 45 Флокены (рис. 193, 194) . 45 Трещины ликвационного происхождения (рис. 195) . 45 Разрушение по осевой зоне при ковке (рис. 196) ... 46 Трещины, связанные с сегре- гацией газовых пузырей (краевая пятнистая ликва- цня) — рис. 197, 198 .. . 46 Темные полосы (рис. 199) . 46 Отклонения размеров и формы поперечного сечения . . . . Насечки при ковке (рис. 200, 201)..................... Скручивание (рис. 202) . . Смещение при ковке (рис. 203)..................... Ромбичность (рис 204, 205) Отклонения размеров и формы по длине .................... 47 Искривление................ 47 Штамповки....................... 48 Дефекты поверхности .... 48 Трещины от сотовых (под- корковых) пузырей (рис. 206—209).............. . 48 6
Трещины от остаточных на- пряжений (рис. 210) . . . Трещины, возникающие при резке (рис. 21.1)........ Складкообразование (трещи- ны в галтелях) — рис. 212, 213...................... Заковы (складки матери- ала) — рис. 214, 215 . . . Пережог (рис. 216, 217) . . Язвины от окалины (рис. 218, 219)..................... Необработанная поверхность (рис. 220, 221).......... Внутренние дефекты . . . . Неметаллические включения (рис. 222)............... Полости от усадочной рако- вины (рис. 223).......... Древовидный или шиферный излом (рис. 224, 225) . . . Расслоения (рис. 226) . . Отклонения размеров и формы поперечного сечения........ Недостаточно выполненная штамповка (рис. 227—231) Занижение (или завышение) размеров штамповки . . . Дефекты, обусловленные удалением облоя (рис. 232) Смещение (рис. 233) . . . Отклонения размеров и формы по длине................. Искривление или изгиб (рис. 234)..................... Дефекты структуры.......... Основные положения терми- ческой обработки стали (рис. 235, 236)................ Поверхностное обезуглеро- живание (рис. 237—240) Дефектная структура после неполного отжига (рис. 241, 242)..................... Цементитная сетка (рис 243) •Крупнозернистость (рис. 244—248) ............ Участки поверхности метал- ла с пониженной твердостью (пятнистость) —рис. 249 . «Черный излом» (рис. 250) Карбидная строчечиость • (карбидная ликвация)— рис. 251................. Разрушение по границам бывших аустенитных зерен (межкристаллитное разру- шение) — рис. 252, 253 . . Дефекты патентирования (рис. 254,'255).......... Межкристаллитная коррозия (рис. 256—258) ..... Недостаточные магнитные свойства ................ Прочие дефекты.............. Дефекты резки на ножницах или пилой .(рис. 259, 260) . Плохое складирование (рис. 261, 262)................ Плохая упаковка в бунты и пакеты................... 48 48 48 48 49 49 49 50 50 50 50 50 51 51 51 51 52 52 52 53 53 53 54 54 54 55 55 55 56 56 57 57 • 58 58 58 58 Часть третья Полосы. Тонкие листы. Гнутые профили. Трубы.................. 60 Дефекты поверхности горячека- таных полос и тонких листов . 60 Язвины и поры (рис. 263) . 60 Пузыри (рис. 264) .... 60 Раковины, отслоения (рис. 265,266)................... 60 Слипание (схватывание) . 60 Трещины на кромках (рис. 267—269)................... 61 Механические повреждения (рис. 270, 271)............ 61 Дефекты поверхности холод- нокатаных полос и тонких листов ..... 61 Язвины, поры (рис. 272— 274)....................... 61 Раковины, отслоения (рис. 275—278)................... 62 Пузыри (рис. 279—281) . . 62 Слипание '(рис 282) ... 62 Линии текучести и складки (рис. 283, 284)............ 63 Царапины и отпечатки от смоткн (рис 285) ... 64 Цвета побежалости и окали- на от нагрева (рис. 286) . 64 Пятна прокатки <(рис. 287) 64 «Хвосты» («елочка») — рис. 288 ....................... 65 Неровности поверхности (по- лосчатость) — рис. 289 . . ' 65 Рифленая поверхность поло- сы (рис. 290).............. 65 Отпечатки из-за неправиль- ной дробеструйной обработ- ки валков (рис. 291, 292) . 65 «Узоры» дрессировки и складки дрессировки (к<раз- давы») — рис. 293, 294 . . 66 Следы шлифовки и полиро- вания ..................... 66 Трещины и разрывы (надры- вы) — рис. 295 ............ 66 Трещины на кромках (над- рывы) ..................... 67 Механические повреждения (рис. 296—299) .... 67 Пятна ржавчины .... 67 Внутренние дефекты полос и листов..........’............. 67 Расслоение (рис. 300—302) 67 Неметаллические включения (рис. 303—305)............. 68 Отклонения размеров и формы полос и листов................ 68 Отклонения размеров и фор- мы поперечного сечения (рис. 306)................. 68 Отклонения размеров и фор- мы по длине (рис. 307— 310)......................i 8 Овальность (рис. 311) . . ’69 Дефекты поверхности гнутых профилей...................... 69 Язвины, поры............... 69 Раковины, отслоения (рис. 312)....................... 70 7
Межкристаллитная коррозия Продольные трещины в зоне изгиба (рис. 313) .... 70 Механические повреждения (рис. 314).................. 70 Пятна ржавчины . . - . Поперечный сварной шов (места прихвата) — рис. 315 71 Внутренние дефекты гнутых профилей...................... 'I Расслоения (рис. 316) . . '1 Отклонения размеров и формы гнутых профилей............... 71 Отклонения размеров и фор- мы поперечного сечения (рис. 317—320).............. 71 Отклонения размеров и фор- мы по длине (рис. 321—323) 71 Дефекты поверхности горячека- таных бесшовных труб ... 72 «Шов прокатки» (лампас, заусенец), — рис. 324, 325 . 72 Отпечатки (вмятины) — рис. 326, 327 .............. 72 Продольные риски (рис. 328, 329)........................ 73 Канавки (рис. 330—332) . 73 Царапины (рис. 333) ... '3 Закаты окалины (язвины от окалииы).................... 74 Закат (рис. 334—337) ... 74 Раковины (рис. 338—348) . 74 Продольные трещины, раз- рывы (рис. 349—357) ... 7° Трещины от остаточных на- пряжений (рис. 358) ... 77 Поперечные трещины — по- перечные разрушения (рис. 359)...................... 77 Пережог (рис. 360, 361) . . “ Дефекты поверхности холодно- катаных и холоднотянутых бес- шовных труб................. '' Поры и язвииы от травления (перетрав) — рнс. 362, 363 77 Цвета побежалости и окали- на от нагрева.............. 77 Отпечатки (рис. 364, 365) . 78 Риски от волочения (рис. 366, 367)............. 78 Рябь на поверхности (рис. 368).......................... 79 Закат (рис. 369, 370) ... 79 Раковины (рис. 371, 372) . . 79 Сошлифованные участки (рис. 373, 374)........... 80 Продольные трещины (рис. 375, 376).................. 80 Поперечные трещины (рнс. 377—382)................... 80 (рис. 383—385)............ 81 Трещины от остаточных на- пряжений (рис. 386, 387) . 81 Механические повреждения 82 Пятна ржавчины............... 82 Дефекты поверхности прямо- шовных сварных труб и труб- чатых профилей.................. 82 Шлиц (несварениая' тру- ба)—рис. 388, 389 .. . 82 Короткие несваренные участ- ки (рис. 390).......... 82 Непровары (рис. 391, 392) . 83 Смещение сварного шва (рис. 393, 394)........ 83 Разрыв в корне сварного шва (рис. 395)............... 83 Поперечный сварной шов (рис. 396)................... 83 Прожог (проплавление при сварке) — рис. 397 .... 84 Остатки окалииы (рис. 398) 84 Цвета побежалости ... 84 Поры, язвины >(рис. 399, 400) 84 Отпечатки профилирования (рис. 401)................... 85 Отпечатки правки (рис. 402, 403)......................... 85 Неровности иа поверхности (кольцеватость) — рис. 404, 405 ......................... 85 Царапины при волочении (рис. 406, 407) ....'. 85 Механические повреждения 85 Пятна ржавчины................86 Внутренние дефекты труб . . 86 > Расслоения (рнс. 408—411) 86 Неметаллические включения (рис. 412, 413).............. 86 Отклонения размеров и формы труб........................... 87 Отклонения размеров и фор- мы поперечного сечения (рис. 414—421)............... 87 Отклонения размеров и фор- мы по длине (рис. 422) . . 89 Разные дефекты.................. 90 Дефекты из-за неправильной резки на ножницах или на пиле (рис. 423—425) ... 90 Плохое связывание при упа- ковке (рис. 426—428) ... 90 Плохое складирование (рис. 429, 430) .......... 91 Дефекты структуры (рис. 431— 445)....................... 91 Библиографический список . . 92 Альбом фотографий дефектов . . 93
ПРЕДИСЛОВИЕ К РУССКОМУ ИЗДАНИЮ Вопросы качества продукции, в том чис- ле металлургической, в текущей пятилетке стоят в центре внимания рабочих коллек- тивов, инженерно-технических н научных работников, занятых производством сталь- ных полуфабрикатов. В решениях декабрь- ского (1977 г.) Пленума ЦК КПСС с осо- бой остротой подчеркивается необходимость строгой экономии материалов, особенно черных металлов, являющихся основой сов- ременного машиностроения. Важный ре- зерв, использование которого приведет к реальной экономии стали, — это повышение качества выпускаемых листов, профилей, ленты, проволоки, труб и других полуфа- брикатов. Эти соображения послужили основанием для перевода на русский язык выпущенного в ГДР трехтомного «Атласа дефектов ста- ли», выдержавшего там уже два издания. Классификация наиболее часто встречаю- щихся дефектов и, главное, систематизация мер по их предотвращению н устранению, несомненно, послужат делу повышения ка- чества стальной продукции. Для удобства пользования Атлас издается в одной книге; фотографии дефектов во избежание повто- рения их описания объединены в альбоме, который помещен в конце книги. При переводе книги возникли следующие затруднения: хотя дефекты по своей сути «интернациональны», в их иазваиии и при их описании с особой силой проявляется специфика языка, его .образность. Кроме того, в разных странах имеется и разная степень «прецизионности» в классификации дефектов. По этим причинам возможны разночтения в отечественной и немецкой терминологии, хотя в тех случаях, когда это было возможно, стремились к ее уни- фикации. В этом деле большую помощь ре- дактору оказали опытные металлурги кан- дидаты технических наук Л. С. Горохов, М. Я. Дзугутов и Д. И. Пирязев, которым редактор приносит глубокую 'благодарность. М. Л. Бернштейн
ПРЕДИСЛОВИЕ Сталь в вастоящее время остается важ- нейшим конструкционным материалом. По- этому обеспечение металлообрабатывающей промышленности качественной стальной продукцией требуемого сортамента является первостепенной задачей работников стале- плавильных и прокатных заводов нашей республики. Постоянный рост производства во всех областях нашего социалистического народ- ного хозяйства как предпосылка для даль- нейшего повышения материального и куль- турного уровня жизни народа предъявляет высокие требования к металлургической продукции, ее количеству, сортаменту и качеству. Экономия материалов при этом имеет важнейшее значение. Растущая проблема обеспечения исходны- ми сырьевыми материалами и высокие за- траты, необходимые для расширения ме- таллургического производства, требуют большого внимания во всех отраслях на- родного хозяйства. Задача состоит в том, чтобы из заданного количества исходных сырьевых материалов и полуфабрикатов по. лучать больше высококачественной метал- лургической продукции с более высокими свойствами. Это может быть достигнуто только путем постоянного улучшения качества металлур- гических полуфабрикатов. Применение принципиально новых способов получения металлопродукции и прогрессивных техно- логических процессов при .возрастающей ме- ханизации и частичной автоматизации яв- ляется -важнейшим фактором для подъема эффективности производства и производи- тельности труда. При этом предъявляются все (возрастающие требования к качеству металлургической продукции. В последние годы в металлургической промышленности ГДР достигнуты значи- тельные успехи в улучшении качества. Потери от недостаточно высокого качест- ва продукции постоянно .уменьшаются. При дальнейшем уменьшении брака и предотвра- щении -возникновения дефектов стальной продукции можно, одиако, добиться еще более значительной экономии материала, рабочего времени и финансовых затрат в металлургической и обрабатывающей отрас- лях промышленности. Правильное распозна- вание встречающихся на практике дефектов, выяснение причин их образования и разра- ботка мероприятий по их быстрому и пол- ному устранению н предотвращению опреде- ляют повышение эффективности работы нашей металлургической промышленности. Предлагаемый атлас дефектов в стали имеет целью оказать помощь работникам наших металлургических -предприятий -в их работе по дальнейшему снижению потерь на отдельных этапах металлургического пе- редела. На приведенных в атласе фотографиях представлены основные дефекты. В поясне- ниях даются рекомендации, как можно из- бежать их появления. Атлас дефектов разработан совместно с работниками консультационного бюро по сталям и аппарата технического контроля металлургических предприятий. Мы предпо- лагаем, что этот атлас должен стать посто- янным рабочим материалом для наших ста- леплавильных н прокатных цехов. Доктор-инженер Феллхт. Директор консультационного бюро по сталям
ВВЕДЕНИЕ Снижение потерь из-за низкого качества н несоблюдения требований к эксплуатаци- онным свойствам продукции металлургиче- ской промышленности является важной за- дачей. Решение ее связано с повышением эффективности работы наших металлурги- ческих предприятий. Настоящий атлас дефектов стали дол- жен оказать помощь работникам предприя- тий черной металлургии в улучшении каче- ства продукции. Этот атлас, кроме того, должен дать наглядное представление о тех или иных дефектах в стальной продукции. После описания дефектов в каждом случае сообщаются сведения о причинах их возник- новения, мерах предупреждения и устране- ния. Выпускаемые сейчас три тома атласа яв- ляются переработкой предыдущего его из- дания, которое было выпущено в 1971 г. н быстро разошлось. В процессе создания атласа дефектов стали и при его перера- ботке 'были учтены данные многих исследо- ваний, выполненных в консультационном бюро по сталям, а также использован ил- люстративный материал по дефектам стальной 'продукции, имеющийся в подраз- делениях ОТК металлургических предприя- тий. В трех томах1 атласа содержатся следу- ющие сведения: Том 1 — дефекты слитков и слябов, иепре- рывнолитых заготовок, горячеката- ных заготовок и толстых листов. Том 2 — дефекты прутков и профилей, ка- танки и проволоки, а также штам- повок и паковок Том 3 — дефекты листов и полос, труб и стальных профилей, полученных холодной деформацией. Три тома атласа дефектов стали нахо- дятся в органической взаимосвязи, опреде- ляемой самим ходом получения и перера- ботки стали. В томах, которые посвящены последующим (по ходу производства) эта- пам переработки, причины дефектов, воз- никших на предыдущих этапах, вторично подробно не рассматриваются. В этих слу- чаях мы рекомендуем обращаться за объ- яснениями к т. 1 «Атласа дефектов стали». На рис. 1 схематически в очень упрощен- ном виде показана взаимосвязь между раз- личными этапами переработки металла при производстве стальной продукции в черной металлургии. Уже начиная с процесса выплавки следу- ет учитывать влияние особенностей техно- логии на различие важнейших свойств ко- нечной продукции. В общем случае высокие показатели качества могут быть достигну- ты при всех в настоящее время применяе- мых методах получения стали. Высоколеги- рованные (и дорогостоящие) стали выплав- ляют преимущественно в электродуговых 1 В русском пеоеводе в трех частях. печах. Ряд .методов специальной выплавка стали предусматривает последующий пере- плав полученных обычным способом сталей в вакууме или под специальными активны- ми шлаками. При этом степень металлурги- ческой чистоты существенно повышается. Полученные таким образом весьма чистые (по примесям) стали из-за их повышенной стоимости используются в тех областях, где обязательны высокие требования к свойст- вам стали. Вакуумная обработка жидкой стали не- посредственно после выплавки или во вре- мя разливки — эффективный процесс,, кото- рый также способствует значительному улучшению качества. Содержание в стали растворенных газов, а также неметалличе- ских включений понижается, благодаря че- му, например, у стали для поковок может значительно уменьшиться склонность к об- разованию флокенов. За процессом выплавки следует процесс разливки. Наряду с разливкой в изложни- цы применяется непрерывное литье стали. Слитки получают путем сифонной разливки или разливки сверху. Разливка сверху осо- бенно целесообразна в случае крупногаба- ритных слитков. При охлаждении и затвердевании жидкой стали снижается растворимость в ней 'Кис- лорода. В кипящей стали из-за реакции между кислородом и углеродом (процесс кипения) вплоть до затвердевания идут процессы газовыделения, которые приводят к образованию газовых пузырей в слитке. При выплавке полуспокойной стали процесс кипения ограничивается или подавляется путем введения раскислителей, которые со- держат марганец, кремний и алюминий. При этом образуются жидкие или твердые продукты раскисления. Особенности образования усадочных ра- ковин н газовых выделений в слитке при различных способах получения сталей (ки- пящие, полуспокойные, спокойные) являют- ся причиной возникновения ряда дефектов, которые могут встречаться в металлургиче- ской .продукции. Непрерывное лнтье стали дает возмож- ность исключить ряд этапов процесса пере- работки (этап слиток — сляб, а также час- тично заготовочный прокатный стан) и при- водит к экономии энергии, повышению про- изводительности и увеличению выхода год- ного. Этот метод в настоящее время полу- чил в ГДР применение для получения трубной заготовки, а также заготовок для прутков и проволоки. Требования, которые предъявляются к заготовкам, особенно к качеству их поверхности, сильно зависят от характера дальнейшей переработки. Осо- бенно высоки требования, например, к за- готовкам, используемым для штамповки, холодной высадки (вытяжки) и для произ- водства высококачественных труб. ^Стальные слитки иа этапах дальнейшей обработки проходят прежде всего горячую 1,1
деформацию. Прокатные станы в настоящее время все более механизируются и автома- тизируются. Все большее применение на- ходят непрерывные и полунепрерывные прокатные станы с программным управле- нием. Благодаря дальнейшему развитию самих методов прокатки, прокатного и адъюстажиого оборудования, а также со- вершенствованию конструкции и управле- ния печами прокатных станов улучшается состояние поверхности и обеспечивается со- хранение заданных размеров горячедефор- мироваиных изделий. Увеличение длины полосы, прокатывае- мой на мелкосортных станах, благодаря применению слитков большого размера в современных прокатных цехах создает лучшие условия для выпуска продукции заданного размера. Прутковая сталь и ка- таная проволока определенного диаметра сматываются в бунты. Это способствует ав- томатизации волочильных станов у потре- бителей. Горячедеформнрованные тонкие листы, которые в настоящее время еще выпускают отдельные предприятия ГДР, будут все больше заменяться холоднодеформирован- ной и горячедеформированной широкой по- лосой. Трубы производят несколькими способа- ми—как бесшовные, так .н сварные нз го- рячекатаной или холоднокатаной полосы (трубы с продольным или .-спиральным швом). Обе группы методов имеют само- стоятельное развитие, которое диктуется стремлением к снижению ,цен и повышению качества. Таким образом, возможности при- менения бесшовных или сварных труб в большом числе случаев равноценны и опре- деляются условиями эксплуатации изделий Совершенствование этапа переработки, связанного с горячей деформацией, являет- ся стимулом для рационализации и совер- шенствования последующих этапов перера- ботки. Состояние поверхности и допуски для изделий, получаемых на заключитель- ных этапах переработки, значительно отли- чаются от принятых для горячекатаных из- делий. Для изделий, получаемых на этих последних этапах и часто являющихся ко- нечной продукцией для машиностроения, не подвергаемой дальнейшей обработке, высо- кое качество имеет особенно большое зна- чение. Существенное влияние на ход производст- ва, обеспечивающий получение и поставку продукции заданного качества, имеют вид и объем применяемых средств контроля. В последнее время для ряда конкретных ви- дов продукции разработаны постоянно действующие методы контроля, которые по- - лучают распространение во все большем объеме. Они создают возможности своевре- менной отбраковки изделий пониженного качества и вместе с тем позволяют нако- пить первичный материал, анализ которого помогает понять и устранить нарушения технологического процесса, определившие получение тех или иных дефектов.
Часть первая СЛИТКИ И СЛЯБЫ ДЕФЕКТЫ ПОВЕРХНОСТИ Смещенная головная часть слитка (рис. 2, 3) Описание. Головная часть слитка распо- ложена несимметрично относительно оси слитка. Причины возникновения. Косая установка надставки на изложницу. Устранение. Удаление выступающей го- ловной части слитка. Примечание. Не обеспечивается нормаль- ное образование усадочной раковины. Сли- ток с трудом удаляется из изложницы. При горячей деформации возможно разрушение валков. Смещение головной части слитка может быть причиной поперечных трещин. Рослый слиток (рис. 4) Описание. Головная часть слитка в попе- речном сечении неравномерно увеличена. Дефект из-за своего вида известен под на- званием «цветная капуста». Причины возникновения 1. Для етпящих и полуспокойных сталей: сильное газовыделенне в период затверде- вания, чему способствуют пониженная тем- пература разливки, высокая ее скорость и недостаточное раскисление. 2. Для спокойных сталей, особенно для металла, полученного в электропечах: во- дородное кипение при повышенном содер- жании водорода. Предупреждение 1. Уменьшение скорости рафинирования к концу периода кипения. Достаточное раскисление. Достаточная продолжительность разлив- ки, обеспечивающая достижение максималь- ной дегазации. Утепление слнтков кипящей стали непосредственно после окончания разливки. 2. Предварительное прокаливание (про- сушка) присадок и легирующих элементов. Использование сухих желобов и ковшей. Точное соблюдение требуемой техноло- гии плавки после обновления футеровки печей. Устранение. Удаление головной части слитка, содержащей дефекты. Примечание. Слитки вследствие повышен- ного содержания газов низкокачественные. Сильно увеличенная головная часть слит- ка может при последующей горячей дефор- мации разрываться. В рослых слитках может развиваться сильная ликвация, которая при дальнейшей переработке стали может привести к обра- зованию внутренних дефектов, в частности в бесшовных трубах. Втянутая головная часть слитка (рис. 5, 6) Описание. Слиток после разливки дости- гает предусмотренной длины, однако голов- ная часть состоит только из слабой по- верхностной корки. Головная часть слитка имеет при этом внд голенища сапога. Причины возникновения. Очень сильное кипение кипящей стали в изложнице вслед- ствие высокого газовыделения. Предупреждение. Дополнительное рас- кисление во времн разливки (успокоение головной части). Устранение. Удаление оставшейся поверх- ностной корки на головной части слитка. Примечание. Дефект наблюдается исклю- чительно в кипящих 'Сталях, особенно если металл содержит малое количество углеро- да н марганца. Если 'Слиток имеет недостаточную длину для дальнейшей обработки прокаткой, то его бракуют. Продольные трещины (рис. 7—9) Описание. Трещины на поверхности слит- ка, идущие параллельно оси слитка, начи- нающиеся от головной или донной части слитка и имеющие различную длину и глубину. Появляются чаще всего в верхней части слитка. Трещины, проходящие вдоль края слитка (краевые 'Продольные трещины). • Причины возникновения. Неравномерный, несимметричный теплоотвод и затвердева- ние. Сильно развитая транскристаллиза- ция и внутридендритная ликвация в крае- вой зоне, где напряжения, возникающие в процессе затвердевания и охлаждения, пре- вышают прочность материала. Затруднение усадки из-за использования дефектных из- ложниц. Предупреждение. Соблюдение температу- ры н скорости разливки (разливать не го- рячо и не быстро). Соблюдение требований охлаждения, а также подогрев холодных изложниц. Отбраковка дефектных изложниц, цент- ральное заполнение изложниц. Примечание. Продольные трещины на- блюдаются особенно часто у среднеуглеро- дистых и низколегированных сталей. Часто обнаруживаются лишь после обдирки по- верхности слитка. В большинстве случаев слитки с продоль- ными трещинами вдут в скрап. У кипящей стали продольные трещины встречаются реже, так как 'благодаря кипению в излож- нице .создаются более благоприятные тер- мические условия (для затвердевания). Поперечные трещины (рис. 10, 11) Описание I. В большинстве случаев это трещины, имеющие извилистую форму, нли трещины, 13
проходящие в направлении, перпендикуляр- ном к осн слитка; онн обычно видны на одной или нескольких поверхностях слитка. 2. Четко обозначенное место раздела, связанное с перехватом струи, имеет вид кольца вокруг слнтка. Причины возникновения II. Затрудненная .продольная усадка вследствие «зависания». 2. Неправильная разливка. Предупреждение 1. Плотная футеровка надставок излож- ниц. Соблюдение центрированного расположе- ния надставки относительно краев излож- ницы. Отбраковка дефектных, содержащих го- рячие трещины изложниц. Хорошая зачист- ка изложниц. Предотвращение образования облоя («воротника») путем применения надставок с ровными нижними плоскостями. Засыпка стружки в изложницы для пре- дотвращения выхода жидкой стали между донной частью изложницы и поддоном. 2. Предотвращение перехвата струи. Со- блюдение требуемых по технологии темпе- ратурных условий и параметров разливки. Устранение. Если дефекты расположены не слишком глубоко, их можно устранита шлифовкой, строжкой или огневой зачист- кой. Устранение мест раздела, возникших в результате .перехвата струи, возможно толь- ко в редчайших случаях. Примечание. При глубоко расположенных трещинах или местах раздела (в случае прерванной разливки) слиток может раз- рушиться при последующей прокатке. Трещины от остаточных напряжений (рис. 12, 13) Описание. Продольные трещины, идущие от головной или донной части слнтка с не- значительным разветвлением. Поверхно- сти, разделяемые трещиной, гладкие, бле- стящие. Причины возникновения. Значительные термические нли структурные напряжения, связанные с чрезмерно 'быстрым охлажде- нием после разливки или возникшие в ре- зультате фазовых превращений при непра- вильной термической обработке. Предупреждение. Соблюдение необходи- мого времени охлаждения в -изложнице, а также установленного режима термической обработки. После извлечения нз изложницы слитки сразу же следует помещать в нагреватель- ные колодцы нлн быстро подвергать терми- ческой обработке. При большом расстоянии между сталепла- вильным и прокатным цехами транспорти- ровать слитки следует в утепленных кон- тейнерах. Устранение. Ликвидировать трещины это- го (вида невозможно. Примечание. При глубоко распространив- шихся трещинах, возникших от напряже- ний, слиток бракуют; соответственно увели- чивается доля отходов прн получении по- луфабриката. Дефект встречается преимущественно в слитках из легированных сталей с повы- шенным содержанием углерода. Сетка горячих трещин (рис. 14) Описание. Узор в виде сетки «а поверх- ности слитка, причем в качестве сопутству- ющего дефекта часто встречаются поры. Причины возникновения. Трещины в виде сеткн на внутренней поверхности изношен- ных изложниц. Предупреждение. Сильно пораженные го- рячими трещинами изложницы необходимо заменить. Устранение. Шлифовка, строжка, огневая зачистка. Примечание. Обмазка, попавшая в тре- щины на поверхности изложниц при их смазке, в процессе заливки испаряется, когда зеркало стали перекрывает эти тре- щины. Поэтому наблюдаемый дефект со- провождается частичной пористостью. Прн значительном растрескивании могут поя- виться -поперечные трещины, если затрудне- на свободная усадка слитка. Плены и наплывы (рис. 15—17) Описание. Нарушения сплошности по по- перечному сечению слитка, вызванные на- личием слоя окисленного металла (плены); эти нарушения могут быть расположены локально или по всему сеченню. Параллельные, опоясывающие слиток на- рушения сплошности на его поверхности вследствие ориентированного расположе- ния окисных пленок. Этот дефект внешне проявляется в виде большей или меньшей волнистости поверхности слитка (наплывы). Причины возникновения. Сифонная разлив- ка — слишком холодная или слишком дли- тельная или кратковременно прерываемая (образование слоев окислов металла вбли- зи изложницы, которые в случае сифонной разливки захватываются и больше не сва- риваются) . Разливка сверху — преждевременное за- твердевание, ударившиеся о стенки излож- ницы застывшие брызги стали, которые в дальнейшем уже не свариваются. Предупреждение. Соблюдение технологи- чески необходимых температур выпуска жидкого металла и параметров разливки. Использование хорошо подготовленных изложниц, отбраковка изложниц с горячи- ми трещинами, применение специальных по- рошков и обмазок для изложниц. Поддер- жание в жидком состоянии поверхности слитка при снфониой разливке (предотвра- щение образования «покрытия» илн крае- вой корки) и защита поверхности жидкой стали путем применения присыпок. Избе- гать разливки сверху. Устранение. Шлифовка, -строжка, огневая зачистка. Примечание. Устранение наплывов в большинстве случаев невозможно. От описанных дефектов возникают уг- лубления на поверхностях слнтка, а также раковины, поры и трещины на заготовках. 14
Раковины (рис. 18) Описание. Раковины в металле, частично окисленные и в ряде случаев выходящие на поверхность слитка. Причины возникновения. Металлические брызни остаются висеть на поверхности из- ложницы п не полностью сливаются нлн вовсе не сливаются со слнтком при сифон- ной разливке. Быстрое, ударное разбрызги- вание при неплотном стопоре в случае за- ливки сверху, особенно при пониженной температуре разливки. Плохая поверхность изложниц, недо- статочный уход за изложницами благопри- ятствуют формированию дефектов. Предупреждение. Медленное начало раз- ливки и непрерывный ход ее, что уменьша- ет опасность разбрызгивания. Плотно закрывающийся стопор, а также избежание колебания струи при разливке (соблюдение центрального хода). Использование качественных огнеупорных материалов для стопора и стакана. Текущий ремонт изложниц н отбраковка поврежденных изложниц. Неметаллические включения (рис. 19, 20) Описание. Скопление неметаллических включений на поверхности или вблизи нее Причины возникновения. Экзогенные включения (из огнеупорного материала, ис- пользуемого в устройствах для выпуска металла и разливки, попутный шлак) или эндогенные включения (продукты раскисле- ния), не полностью удаленные нз стали. Предупреждение. Тщательный уход за печыо, соответственно за футеровкой вы- пускного желоба н разливочного ковша, использование огнеупорных материалов требуемого качества. Необходимая подго- товка литейной канавы, в частности каче- ственная укладка сифонного кирпича, фу- теровка воронки, продувка изложницы н заливочной воронки, .предусмотренное тех- нологией накрывание изложницы после выполнения футеровки. Соблюдение необ- ходимых температур выпуска и разливки металла, регламентированной продолжи- тельности выдержки жидкой стали, приме- нение раскислителей, образующих жидко- текучие продукты раскисления, а также регламентированная выдержка в разливоч- ном ковше. Устранение. Шлифовка, строжка, огневая зачистка нлн вырубка. Примечание. Поверхностные дефекты, связаные с неметаллическими включениями, если они не устраняются на следующих стадиях передела, приводят к поверхност- ным дефектам в готовом прокате. Сотовые (подкорковые) пузыри (рис. 21, 22) Описание. Малые, не связанные с 'поверх- ностью слитка полые объемы в приповерх- ностной зоне, расположенные поперек осн слитка. Причины возникновения. Выделяющиеся из жидкой стали газы прн затвердевании удаляются не полностью. Предупреждение. Достаточное раскисле- ние. Использование просушенных присадок и хорошо прокаленных легирующих доба- вок и (раскислителей. Соблюдение установ- ленного технологией нормального процесса разливки. Устранение. Строжка, фрезерование, шли- фовка или опневая зачистка. Примечание- Сотовые (подкорковые) пу- зыри встречаются в спокойных и полуспо- койных сталях. Сотовые (подкорковые) пузыри, если они не удаляются с окалиной при последующем нагреве, после деформации стального слит- ка (или сляба) проявляются в виде про- дольных дефектов на поверхности прока- танного металла. Сотовые (подкорковые) пузыри 'не следует путать с приповерхност- ными раковинами в кипящих сталях. Приповерхностные (подкорковые) раковины (пузыри) — рис. 23 Описание. Внешний «контур» газовых ра- ковин, характерный для кипящих сталей, лежит очень близко к поверхности слитка, так что онн при последующем нагреве и горячей прокатке обнажаются. Причины возникновения. Пузыри, образу- ющиеся прн выплавке кипящей стали, оста- ются за начальным фронтом кристаллизации н могут не удалиться, несмотря на высокое ферростатическое давление. Вялое н соот- ветственно позднее кипение из-за слишком малого содержания кислорода, слишком высокого содержания марганца и (илн) хрома, слишком высокой скорости разлив- ки, особенно если она производится сверху. Предупреждение. Хорошее кипение жид- кого металла. Соблюдение предписанных технологией температур выпуска металла. Уменьшение содержания марганца (стремление к значениям нижней границы установленных пределов). Низкая скорость разливки. Устранение. Если наружные контуры ра- ковин после горячей деформации слитка выходят на поверхность полуфабрикатов, то возможно их удаление огневой зачист- кой, строжкой или шлифовкой. Примечание. Контуры раковин — отчетли- во выраженные «внешние» и «внутренние» контуры газовых раковнн являются след- ствием взаимосвязи между процессами за- твердевания и газовыделення во всех кипя- щих сталях. Прн достаточной толщине свободной от газов краевой зоны пузыри не представля- ют собой дефектов, так как они заварива- ются при горячей деформации. Могут быть использованы различные спо- собы удаления раковин и плен в заготовках из кипящих сталей, так как часто внешние контуры раковнн обнажаются. Поверхностные поры (пузыри) — рис. 24 Описание. Маленькие, видимые углубле- ния на поверхности слитка (тонкие, от- крытые ямки на поверхности отливки). 15
Причины возникновения. Выделение газов у стенок изложницы. Нарушение технологии металлургического производства. Предупреждение. Тщательная зачистка и обмазка изложниц (в‘ частности, нельзя наносить слишком толстый слой обмазки). Своевременная замена поврежденных из- ложниц. Хорошее кипение плавки. Соблюдение заданной степени раскис- ления. Соблюдение установленной технологии разливки. Устранение. Строжка или огневая за- чистка. Примечание. Поверхностные поры в про- тивоположность сотовым (подкорковым) пузырям выходят на поверхность. После прокатки онн имеют вид, аналогичный про- дольным дефектам, обусловленным сотовы- ми (подкорковыми) пузырями. Поверхност- ные поры и сотовые (подкорковые) пузыри часто встречаются одновременно. Наросты — рис. 25 Описание. Локальные возвышения метал- ла на поверхности. Причина возникновения. Разъедание сте- нок изложницы. Предупреждение. Применение бездефект- ных изложниц. Устранение. Обрубка, огневая зачистка или шлифовка. Примечание. В большинстве случаев слитки « слябы не могут быть извлечены нз дефектных изложниц. Изложницы должны быть разбиты. Незначительные разъедания’ (эрозия) на стенках изложниц могут быть исправлены путем наварки илн облицовки специальной массой. Удаление наростов на слитках и слябах часто необходимо, так как при по- следующей деформации могут возникать поверхностные дефекты на прокате. Облой (заливины, воротник) — рис. 26 Описание. Возвышения в виде заусенцев на поверхности слитка, в большинстве слу- чаев у донной или головной его части, а также в других местах. Причины возникновения. Плохая посадка между изложницей и поддоном, а также между изложницей и надставкой. Использование сильно растрескавшихся изложниц. Предупреждение. Обеспечение гладких поверхностей головной и донной частей изложниц, а также гладких поверхностен надставок. Отбраковка поврежденных из- ложниц. Устранение. Обрубка нлн обрезка Дефекты зачистки (рис. 27) Описание. Значительные углубления на поверхности слитка после зачистки. Устранение. Невозможно. Примечание. Если дефекты зачистки рас- пространяются глубоко внутрь слитка, то дальнейшая переработка (прокатка) слит- ка невозможна. ВНУТРЕННИЕ ДЕФЕКТЫ Головная усадочная раковина (рис. 28—30) Описание. Возникающая из-за усадки стали в прибыльной части слнтка пли сляба полость, которая при обычном удалении прибыльной части не устраняется. Причины возникновения. Слишком силь- ный теплоотвод в головной части слитка. Слишком малое количество жидкого метал- ла в головной части слнтка к концу за- твердевания. Слитки а слябы залиты неполностью. Предупреждение. Целесообразный подбор изложниц и надставок. Применение необходимых средств для замедления охлаждения головной части слитка, например обогрев головной части слитка, добавка термитных смесей. Заливка надставок доверху н соблюдение установленного технологией времени залив- ки надставок. Соблюдение предписанной технологией температуры выпуска металла. Контроль температуры и скорости залив- ки (горячую плавку надо разливать мед- леннее). Заливка изложниц плотной струей (избегать протекания стопора). Доливка изложниц. Устранение. Увеличение размера головной обрези. Примечание. Усадочная раковина в слит- ках спокойной стали неизбежна; при пра- вильной разливке ограничивается головной частью и удаляется с обрезью. Рекоменду- ется применение изложниц с обратной ко- нусностью н футерованных огнеупорным материалом надставок. При разливке качественных и специаль- ных сталей практически всегда применяют- ся футерованные надставкп изложниц. Перед последующей горячей деформацией заготовки усадочная раковина должна удаляться вместе с отделяемой головной частью. Осевая усадочная раковина (рис. 31) Описание. Усадочная раковина, глубоко внедренная р глубь слитка и имеющая ни- тевидную форму. Причины возникновения. Неблагоприят- ные условия охлаждения илн неправильное соотношение высоты и диаметра слитка или сляба. Преждевременное раздевание и опроки- дывание слптков и слябов. Предупреждение. Соблюдение установ- ленных технологией условий разливки и охлаждения, а также применение излож- ниц необходимой (целесообразной) формы. Устранение. Осевая усадочная раковина не может быть устранена. Примечание. Осевые усадочные раковины чаще всего взаимодействуют с атмосферой;. 16
заварка при горячей деформации из-за окисления поверхности усадочной ракови- ны невозможна. Вторичная усадочная раковина (рис. 32) Описание. Неокисленная, закрытая уса- дочная раковина ниже головной усадочной раковины. Причины возникновения и предупрежде- ние. Те же, что для осевой усадочной ра- ковины. Устранение. При выборе определенных температуры н степени горячей деформации для соответствующей марки стали в пер- вом проходе возможна заварка раковины и благодаря этому устранение дефекта. Примечание. Дефект наблюдается пре- имущественно в слитках сифонной раз- ливки. Первичная ликвация Описание. В процессе затвердевания воз- никает различие в химическом составе пер- вых затвердевших частей (зон) й остаточ- ного расплава. Оно обусловлено расслое- нием по составу в температурном интервале между ликвидусом н солидусом. Наряду с углеродом склонность к ликвации прояв- ляют также и другие элементы, особенно фосфор, сера и азот. Различаются следую- щие формы проявления ликвации: 1) денд- ритная ликвация; 2) зональная ликвация; 3) газовая ликвация. Причины возникновения 1. Осн дендритов, образовавшиеся пер- выми, обеднены соответствующими элемен- тами по сравнению с образовавшимися позже междендритными участками. 2. Прн затвердевании обогащение ликви- рующими элементами остаточного расплава приводит к образованию достаточно про- тяженных зон лнквацин. 3. Остаточный расплав, обогащенный ликвирующими элементами, при дальнейшем затвердевании вследствие ферростатичеоко- го давления вдавливается (как бы всасыва- ется) в газовые пустоты. НЕПРЕРЫВНОЛИТЫЕ ЗАГОТОВКИ ДЕФЕКТЫ ПОВЕРХНОСТИ Продольные трещины (рис. 33, 34) Описание. Трещины на одной или не- скольких гранях заготовки, полученной не- прерывным литьем, расположены в про- дольном направлении. Причины возникновения Высокие оста- точные напряжения в отделяющейся от стенок кристаллизатора корке слитка, выз- ванные ферростатическим давлением, про- тиводействующим напряжениям усадки, особенно прн недостаточно плотной корке. Недостаточный, несимметричный и, сле- довательно, неравномерный теплоотвод в кристаллизаторе и на участке вторичного охлаждения. Несимметричный или слишком сильный теплоотвод <в кристаллизаторе. Неблаго- приятная структура затвердевшей корки заготовки, в частности дендритная ликва- ция. Предупреждение. Выбор оптимальных формы заготовки (благоприятная ширина заготовки) и конструкции кристаллизатора. Применение кристаллизаторов с волни- стыми внутренними поверхностями. Контроль коробления н износа кристал- лизаторов. Равномерный температурный перепад прн переходе из установки непрерывной разливки в охлаждающую среду, преду- преждение образования пузырьков пара (достаточная скорость воды, благоприят- ная конструкция кристаллизаторов). Поддержание оптимальной температуры разливки (без ее .превышения), центровка струи металла относительно вторичного охлаждающего устройства. Ограничение содержания фосфора, серы и мышьяка. Соблюдение высокого отношения Mn:S (^20), особенно в случае нелегированных углеродистых сталей. Устранение. Трещины устранить невоз- можно. Примечание. Заготовки с продольными трещинами бракуют, если после удаления их дефектной части длина оставшейся ча- сти меньше минимально допустимой для прокатки. Поперечные трещины (рис. 35—37) Описание. Трещина, проходящая по боко- вой поверхности и (или) выходящая через ребро; располагается поперек продольной осп заготовки. Причины возникновения. Зависание, при- липание заготовки в кристаллизаторе. Образование нароста на кристаллизаторе. Отклонение направления вытяжки заго- товки от оси струи прн разливке. Зависание в опорных и направляющих элементах. Изгиб или правка заготовки при слишком низкой температуре пли неравномерная температура ребер и поверхностей (сильный температурный градиент между ребрами и гранями заготовки). Предупреждение. Предотвращение преж- девременной кристаллизации металла на по- верхности ванны. Контроль поверхности кристаллизаторов. Регулирование осн заливки. Измерение температуры заготовки и со- ответствующее регулирование вторичного охлаждения. Устранение. Трещины не могут быть устранены. Примечание Заготовки с трещинами на гранях и ребрах бракуются, если после уда- ления их дефектной части длина оставшей- ся части .меньше предельно допустимой для прокатки. Поперечные пережимы (рис. 38, 39) Описание. Перпендикулярно к ребрам заготовки по всему ее периметру наблю- даются пережимы поверхности. Различают 17
широкие (поясное образование) и узкие пе- режимы (уступы заливки). Дефект часто наблюдается вместе с локальным распо- ложением шлака и скоплениями пор. Причины возникновения. Прерывание процесса разливки вследствие нарушения технологии или технических неполадок. Предупреждение. Тщательный уход за машиной непрерывного литья заготовок для устранения причин, вызывающих на- рушения (прерывание) процесса разливки. Подогрев промежуточного устройства машины непрерывного литья заготовок. Оптимальный выходной размер проме- жуточного устройства. Текущий контроль формирования струи при разливке. Устранение. Дефекты могут быть устра- нены только при их малом развитии путем огневой зачистки. Примечание. В зависимости от места расположения и степени развития дефект ведет к снижению сортности заготовки или ее отбраковке. Этот дефект соответ- ствует «поясам» (уступам) в слитках. Продольные утяжины (рис. 40) Описание. Углубления в виде канавок, проходящие в продольном направлении заготовки. Этот дефект встречается пре- имущественно вблизи ребер и может рас- сматриваться как начальная стадия обра- зования продольных трещин .(причина и предотвращение — см. сказанное для про- дольных трещин). Устранение. При особенно глубоких утя- жииах (необходимая геометрия заготовки может быть достигнута (неправлена) пу- тем огневой зачистки. Примечание. Продольные утяжины, если они превышают определенную величину, приводят к снижению качества металла, так как часто вплотную к ним располага- ются продольные трещины. Разрывы ' 'Описание. Раскрытия на поверхности, расширяющиеся но ’направлению к вну- тренним объемам. Причины возникновения. Разрывы по- верхности и выход через них находящего- ся еще в жидком состоянии металла из сердцевины. Предупреждение. Меры по устранению причин, приводящих к образованию трещин, например: удаление шлака с зер- кала ванны; контроль зеркала ванны; контроль температуры литья; оптимизация режимов охлаждения; выбор оптимальной iCKop.ocTM Охлаждения, соответствующей данной температуре разливки; регулирова- ние оси литья. • Устранение. Дефект не может быть устранен. Примечание. Дефект приводит к браку. Большие разрывы могут вызвать длитель- ные остановки в работе машины непре- рывного литья заготовок. Заливины (рис. 41, 42) Описание. Неплоскостность в виде рако- вин на поверхности заготовки в совокуп- ности с поверхностными трещинами. Де- фект встречается преимущественно на гранях заготовки, но может также появ- ляться и вблизи ребер. Причины возникновения. Напряжения в Koptae (заготовки, вызванные неравномер- ный затвердеванием в кристаллизаторе; эти напряжения могут в слабом сечении и в местах, где расположены включения шлака или окисленные брызги, привести к нарушениям сплошности в корке. Жидкая сталь заходит в воздушный за- зор между стенкой кристаллизатора и коркой заготовки и затвердевает при со- прикосновении с поверхностью кристалли- затора. Предупреждение. Мероприятия по пре- дотвращению образования ‘ггрещин (см|. выше). Постоянное удаление шлака, находяще- гося на зеркале ванны (при открытой струе металла). Устранение. Дефект может быть устра- нен путем огневой зачистки. Наплывы (рис. 43, 44) Описание. Неплоскостность типа заливнн на поверхности заготовки, неотчетливо ориентированная поперек ее длины. Причины возникновения. Металл, пре- ждевременно затвердевший на зеркале ванны, частично окисленный, при последу- ющем движении струи смывается к стен- кам кристаллизатора, где встречается с жидкой сталью. Низкие температуры лнтья, недостаточная жидкотекучесть, об- разование окисной пленки, например из-за высокого содержания алюминия в металле Предупреждение. Равномерное введение жидкой стали. Контроль за температурой лнтья. Оптимальные продолжительность и ско- рость литья. Поддержание оптимального содержания алюминия в стали. Литье под синтетическим шлаком. Устранение. В случае локального распо- ложения дефект можно устранять огневой зачисткой. Примечание. Частое повторение дефекта ведет к снижению сортности и общего ка- чества заготовок. Брызги (рис. 45) Описание. (Мелкие, нерегулярно рас- пределенные на поверхности заготовки частички металла, прочно связанные од- ним из участков своего периметра с по- верхностью заготовки. Причины возникновения. Неблагоприят- ное формирование струи прн заливке (ко- лебания, распыление). Прн прогорании промежуточного устройства (типа проме- жуточной воронки) и выталкивании от- дельных порций жвдкого металла послед- ние, попадая в кристаллизатор, распола- 18
гаются между поверхностью заготовки н кристаллизатором. Низкие температуры разливки. Предупреждение. Постоянное содержа- ние в исправном состоянии промежуточно- го заливочного устройства. Оптимальная температура литья. Тщательная установка заглушки. Содержание в исправном состоянии об- лицовки. Устранение. Брызги могут быть устране- ны огневой зачисткой. Спаи (рнс. 46, 47) Описание. Канавкообразные, частично спаянные, .периодически наблюдаемые участки неплоскостности на поверхности заготовки; расположены в поперечном на- правлении. Причины возникновения. Жидкий металл, проникающий в воздушный зазор между уже затвердевшим металлом у стенок кри- сталлизатора и кристаллизатором. Неспокойное зеркало металла из-за не- равномерного подвода жидкой стали. Некачественная обмазка кристаллиза- тора. Неправильно выбранная скорость движе- ния заготовки относительно кристаллизато- ра (см. волнистость заготовки). Предупреждение. Поддержание постоян- ного уровня металла. Качественная обмазка кристаллизатора. Устранение. Описанные неровности мож- но удалять огневой зачисткой. Примечание. Формирование спаев связа- но в основном с возникновением нежела- тельной волнистости заготовок. Неметаллические включения (рис. 48) Описание. Скопления на поверхности за- готовки неметаллических включений, кото- рые часто встречаются совместно со скоп- лениями пор и пленами. Они могут распо- лагаться также в приповерхностной зоне заготовки. Причины возникновения]. Локальное группирование продуктов раскисления, частиц шлака и засыпки. Вторичное окисление металла. Размывание разливочного желоба. Размывание огнеупорных материалов ковша и промежуточного устройства. Предупреждение. Поддержание опти- мального содержания алюминия в стали. Уменьшение контактной поверхности взаи- модействия жидкой стали с воздухом н сокращение длительности этого взаимо- действия (применение погружного стака- на). Удаление шлака с зеркала металла (с открытой струи прн заливке). Тщательная установка и подготовка промежуточного устройства, разливочного желоба и ковша. Применение легкоплавкой засыпки. Устранение. Включения могут быть уда- лены огневой зачисткой. Примечание. Шлаковые включения, слишком глубоко лежащие под поверх- ностью, могут приводить к браку и сниже- нию качества полуфабрикатов на последу- ющих этапах передела. Волнистость заготовки (рис. 49) Описание. Периодические, волнообразные образования на поверхности заготовки, расположенные в направлении, поперечном к ее оси. Причины возникновения. Периодическое перехлестывание жидкой стали за меииско- образную затвердевшую у стенок кристал- лизатора стальную корку. Наслоения, воз- никающие из-за колебательного движения кристаллизатора. Предупреждение. Не всегда возможно. Качество поверхности улучшается при уве- личении скорости охлаждения, прн приме- нении соответствующей порошковой обмаз- ки, при снижении вязкости стали (увеличе- ние температуры, повышение содержания углерода и уменьшение высоты подъема кристаллизатора). Устранение. При нормальной волнисто- сти заготовки нет .необходимости в устра- нении дефекта. Так как в результате час- тичного обжатия поверхности заготовки тянущими валками машины непрерывного литья заготовок волнистость сглаживается, дальнейшая обработка (передел) возмож- на без затруднений. Поры и газовые пузыри (рис. 50, 51) Описание. Углубления нли полые прост- ранства, наблюдающиеся на поверхности заготовки (поры) илн под ее поверхностью (газовые пузыри) и имеющие нерегулярное распределение. Совокупность таких дефек- тов обозначается как скопление пор или скопление газовых пузырей. Причины возникновения. При затвердева- нии из жидкой стали не полностью удале- ны различные газы. Газовыделение нз смазочного материала у края кристаллизатора. Предупреждение. Достаточное раскисле- ние. Разливка без прерывания струн Достаточная скорость рафинирования и хорошее кипение расплава. Оптимальная температура литья. Незначительная высота падения струи при литье. Защита поверхности металла в кристал- лизаторе от вторичного окисления и погло- щения азота применением литья с по- гружением н синтетических шлаков. Оптимальная скорость лнтья. Рациональное использование смазочного материала. Устранение. Строжка и огневая зачистка. Примечание. Поры в противоположность газовым пузырям связаны с поверхностью (стенки пор окислены). Раскатанные поры имеют .вид, аналогичный виду продольных дефектов от незаверенных газовых пузы- рей 19
Местное охрупчивание (рис. 52, 53) Описание. Повышенная шероховатость и трещипообразование на поверхности заго- товки. Межкристаллитные трещины по границам первичных зерен, особенно про- являющиеся при горячей деформации. Причины возникновения. Легкоплавкие, выделяющиеся по границам зерен металли- ческие фазы, содержащие, в частности, медь и цннк. Эти фазы снижают пластич- ность н вязкость стали. Наряду с медью, поступающей из скрапа, «натирание» с медных кристаллизаторов также может приводить к сильному локальному обога- щению -медью н возникновению хрупкости. Предупреждение. Защита медных кри- сталлизаторов от истирания путем хроми- рования. Устранение. Обработка (строжка) заго- товки по всем поверхностям. Примечание. При нагреве перед горячей деформацией медь «выпотевает» к гранич- ной поверхности окалнна — сталь, что при высокой локальной концентрации приводит к ликвации меди по границам зерен. В этих условиях при горячей деформации возника- ют трещины (хрупкость). Рифленая поверхность. Описание. Углубления, проходящие по поверхности заготовки в продольном на- правлении. Причины возникновения. Несовпадение направления вытяжкн заготовки и оси за- ливки. Торможение в направляющих и опорных элементах машины. Неровности на тянущих валках. Предупреждение. Регулирование оси раз- ливки. Поддержание необходимой чистоты по- верхности тянущих валков. Устранение. В устранении дефекта, как правило, нет необходимости. Дефекты, возникающие при огневой зачистке Описание. Резко ограненные, глубокие, следы огневой зачистки с неблагоприят- ным отношением глубины к ширине. Причины возникновения. Глубоко распо- ложенные места скоплений шлака и поры. Недостаточная квалификация рабочего пер- сонала. Применение слишком малых -сопел при огневой зачистке. Предупреждение. Правильное проведение огневой зачистки. Устранение. Сплющивание краев углуб- лений от огневой зачистки. Примечание. Дефекты огневой зачистки ведут к образованию раковин и расслое- ний на поверхности проката. ВНУТРЕННИЕ ДЕФЕКТЫ Центральная усадочная пористость (рис. 54) Описание. Находящиеся в середине заго- товки, расположенные в продольном на- 20 правлении скопления мелких пустот, пре- рываемые участками (перемычками) ме- талла. Причины возникновения. Не обеспечива- ется достаточное поступление жидкого ме- талла в объемы, где заканчивается затвер- девание; этот дефект особенно в большой степени проявляется с ростом скорости охлаждения или при сильной транскрнстал- лизацин. Предупреждение. Оптимальная темпера- тура литья (сильное ее превышение спо- собствует транскристаллизацнн). Оптимальная скорость охлаждения. Устранение. Обусловлено возможностью вырезки дефектной части в пределах, обе- спечивающих последующую прокатку. В большинстве случаев не имеет значе- ния, если усадочные раковины не вскрыты (их поверхность не окислена), так как пустоты при горячей деформации соединя- ются (закрываются) и металл сваривается. Однако всегда следует стремиться к мини- мизации центральной усадочной пористо- сти. Примечание. Величина и форма пусто г (раковин) зависит от размера заготовки, температуры разливки н скорости охлаж- дения. Высоколегированные стали более склонны к центральной пористости. Диагональные трещины (рис. 55, 56) Описание. Трещины, проходящие по диа- гоналям поперечного сечения вдоль грани- цы различных фронтов кристаллизации. Этот дефект может распространяться по всей длине диагонали. Причины возникновения. Несимметрич- ный теплоотвод в кристаллизаторе. Сильное диагональное искажение. Износ н деформация .кристаллизатора. Устранение. После выявления дефектных участков возможно их удаление. Примечание. Трещины в большинстве случаев не связаны с атмосферой, поэтому не окислены и могут завариваться при го- рячей деформации (в -случае, если они по- лучили небольшое развитие). Трещины в центре заготовки (рис. 57) Описание. Исходящие от оси заготовки звездообразные трещины. Причины возникновения. Высокая ско- рость кристаллизации в центре прн затвер- девании. Резкое первичное или вторичное охлаждение (на различных этапах получе- ния заготовок методом непрерывного литья). Предупреждение. Достаточная протяжен- ность участка вторичного охлаждения. Оптимальная температура лнтья. Устранение. Обусловлено возможностью вырезки дефектной части. Примечание. Местами, от которых обра- зуется этот дефект, часто являются рако- вины Трещины в большинстве случаев не свя- заны с атмосферой, поэтому не окислены и завариваются при гопячей деформации.
Трещины посередине граней заготовки (рнс. 58) Описание. Трещины, встречающиеся в транскристаллитной зоне, расположенные перпендикулярно к поверхности заготовки. Причины возникновения 1. Термические напряжения из-за нерав- номерного или резкого охлаждения. 2. Высокие напряжения, возникающие при деформации поверхности заготовки, в тянущих, изгибающих и деформирующих валках. Предупреждение И. Равномерная подача воды на участке вторичного охлаждения. 2. Правильный выбор диаметров опор- ных н тянущихся валков, расстояний меж- ду ними и их расположения. Устранение. Обусловлено (возможностью вырезки. Если трещины не открыты, то они могут завариваться при последующей го- рячей деформации. Первичная ликвация Описание. Обогащение центральной зо- ны ликвирующими элементами. Причина. Обогащенный примесями оста- точный расплав вытесняется фронтом кри- сталлизации в середину. Предупреждение. Полностью избежать ликвации невозможно. Она может быть снижена путем ограничения содержания ликвирующих элементов и соблюдения оп- тимальных условий литья. Устранение. Дефект не может быть уст- ранен. Примечание. По сравнению со слитками в непрерывнолитых заготовках не наблю- дается ликвации по длине. ОТКЛОНЕНИЯ ФОРМЫ Раздутие (рис. 59, 60) Описание. Выпуклая форма поперечного сечения заготовки. Причины возникновения. Слишком тон- кая корка заготовки, образовавшаяся на на- чальных этапах охлаждения, раздается фер- ростатнческим давлением. Предупреждение. Интенсификация ох- лаждения в кристаллизаторе и вторичного охлаждения. Устранение. Обусловлено возможностью дальнейшего передела заготовки прн про- катке. Диагональные искажения — ромбичность (рис. 61) Описание. Ромбическая форма сечения квадратных и плоских заготовок, причем диагональное искажение может менять свое направление по их длине. Мерой диа- гонального искажения является разность двух диагоналей. Причины возникновения Напряжения в корке заготовки из-за неравномерного теплоотвода в кристалли- заторе. Несимметричное формирование фронта кристаллизации. Внецентренная подача металла при литье. Искривленный нли слишком длинный кристаллизатор. Предупреждение Оптимальное конструктивное решение всех узлов кристаллизатора, более равно- мерный теплоотвод. Центрирование струи при литье Контроль геометрии кристаллизатора Применение укороченных кристаллизато- ров. Устранение. Возможно в исключительных случаях путем огневой зачистки краев Примечание. Этот дефект очень часто со- провождается сужениями по сечению или продольными трещинами. Возможные нарушения в ходе последую- щей прокатки, вызванные диагональным искажением, могут не получить развития при выборе подходящей калибровки. Как следствие диагонального искажения. Кроме того, могут возникать закаты. Вблизи углов нз-за растягивающих на- пряжений при горячей деформации могут появиться внутренние трещины в транс- кристаллитной воне. Вогнутость (рис. 62) Описание. Вогнутая форма сечения заго- товки. Причины возникновения. Неравномерное вторичное охлаждение. Слишком высокое прижимное усилие тя- нущих валков. Предупреждение. Создание условий для равномерного охлаждения на участках вто- ричного охлаждения. Соответствующая настройка тянущих валков. Устранение. Обусловлено возможностями дальнейшей горячей обработки. Примечание. Трещины, встречающиеся совместно с вогнутостями, .приводят к браку. Коробление (рис. 63) Описание. Заготовка изогнута в аксиаль- ном направлении. Причины возникновения. Неравномерное охлаждение двух противоположных сторон на участке вторичного охлаждения. Несовпадение оси струи при литье и на- правления -вытяжки заготовки. Предупреждение. Равномерное охлажде- ние на участке вторичного охлаждения Регулирование направления оси струи прн литье. Устранение. Правка изогнутых заготовок невозможна. Примечание. В зависимости от величины дефекта (могут появиться искажения (скру- чивание) при последующей прокатке заго- товки. 21
ГОРЯЧЕКАТАНЫЕ ЗАГОТОВКИ ДЕФЕКТЫ ПОВЕРХНОСТИ Продольные трещины (рис. 64—71) Описание. Нарушения сплошности мате- риала, имеющие вид линий, проходящих в продольном направлении по поверхности; расположение и распределение их зависят от причин образования. Причины возникновения 1. Беспорядочно расположенные или ло- кально сгруппированные небольшие дефек- ты, имеющие продольное направление — раскатанные подкорковые поры или неза- веренные подкорковые пузыри 2. Тонкие, мелкие поверхностные дефек- ты, регулярно .расположенные на гранях заготовки, — слишком острые и глубокие насечки «а валках. 3. Проходящие в продольном направле- нии (однако редко параллельно продоль- ной оси) в большинстве случаев очень глу- бокие трещины от остаточных напряжений, которые могут (достигать центральной зо- зоны. Предупрежден ие 1. Устранение исходных дефектов, воз- никших в сталеплавильном производстве. Их появление может быть предупреждено качественной работой прн производстве стали или тщательной обработкой поверх- ности исходной заготовки. 2. Не допускать на валках насечек, осо- бенно имеющих острые края. 3. Выбор условий нагрева н охлаждения применительно к конкретному материалу и форме заготовки, предотвращающих обра- зование напряжений. Устранение. В зависимости от глубины, частоты н протяженности дефект может быть устранен вырубкой, шлифовкой или огневой зачисткой. Трещины, возникшие от остаточных на- пряжений, не устраняются. Краевые (рас- положенные у кромок) трещины часто устранимы Поперечные трещины (рис. 72, 73) Описание Трещины, проходящие преиму- щественно в , направлении, перпендикуляр- ном к продольной осн прокатываемого ме- талла; могут развиваться прямолинейно нли быть зубчатыми. Возможны диагональ- но проходящие трещины. Причины возникновения. Поперечные трещины в исходном слитке или слябе. Слишком быстрый нагрев прокатываемо- го металла при переделе полуфабрикатов в линии прокатных станов. Слишком -высокое давление прн осадке при свободном уширении (краевые трещи- ны) . Предупреждение. Применение исходной литой заготовки без поперечных трещин. Регламентированный нагрев прн прокат- ке, соответствующий данной марке стали и размерам 'полуфабрикатов. Оптимальная степень обжатия за один' проход и соответствующее оптимальное распределение частных обжатий по прохо- дам. Устранение. Так как трещины, как пра- вило, распространяются глубоко внутрь ме- талла, устранение мх возможно лишь в редких случаях -и ш ограниченной степени. Примечание. Краевые трещины развива- ются криволинейно. Шлифовочные трещины (рис. 74) Описание. Тонкая сетка трещин, -перпен- дикулярно расположенных к направлению- шлифовки; наблюдается на поверхности шлифованных заготовок. Причины возникновения. Слишком силь- ный прижим при шлифовке, особенно при очень твердом абразивном круге. Малое илн недостаточное охлаждение металла при шлифовке. Предупреждение. Подбор для каждой марки стали соответствующего давления прижима круга при шлифовке и соответ- ствующей зернистости абразивного круга. Достаточное -охлаждение Устранение. Строжка н обточка (для ннзкоуглеродистых сталей). Примечание. Прн быстром охлаждении проката после деформации -возникают на- пряжения, которые способствуют образо- ванию -шлифовочных трещин, особенно в сталях, чувствительных к возникновению трещин от остаточных напряжении (леги- рованные стали, -высокоуглеродистые ста- ли). Для улучшения качества поверхности за- готовку в зависимости от дальнейшей об- работки рекомендуется шлифовать со всех сторон. Закаты (рис. 75, 76) Описание. Прямолинейные и, как прави- ло, проходящие через всю длину полуфаб- риката поверхностные дефекты, часто сме- щенные один относительно -другого пример- но на 180°. На поперечном шлифе заметны включения окалины. Причины возникновения. Закатывание уса, который возникает при переполнении предыдущего калибра (дефекты калибров- ки нли неправильной задачи металла в валки или «опрокидывания» во время про- катки). Облой на исходном стальном слитке (ус на заготовке). Предупреждение. Устранение облоя на исходном слитке (уса на заготовке), выбор оптимального обжатня за проход и пра- вильно выбранный общий -режим деформа- ции прокатываемого металла в системе валков (клетей). Устранение. В зависимости от глубины, частоты расположения и протяженности дефекта возможно устранение путем выруб- ки, шлифовки нли огневой зачистки Пережог (рис. 77—79) Описание. Сильно разветвленные, часто расположенные в виде сетки трещины. По- верхность кажется чешуйчатой. 22
Причины возникновения. Окисление по границам зерен, чаще всего вследствие чрезмерного локального повышения темпе- ратуры нагрева, вызывающего диффузию кислорода вдоль границ зерен. Нарушение режима нагрева в нагрева- тельных колодцах и методических печах обычно в связи с неблагоприятным соотно- шением газ — воздух (слишком высокая температура шагрева). Наличие местных языков пламени, под- ходящих к металлу; плохой режим горе- ния. Предупреждение. Соблюдение предпи- санных технологией температур и состава атмосферы печи. Предотвращение местных языков пламе- ни и наблюдение за режимом горения. Устранение. В зависимости от глубины и величины повреждения и целей примене- ния металла дефект можно устранить лишь частично. Объемы металла, пораженные пе- режогом, удаляются путем снятия стружки. Растрескивание (рванииы) — рис. 80 Описание. Нерегулярно расположенные надрывы (растрескивания) различной глу- бины; сконцентрированы преимущественно у ребер, однако могут встречаться также по всей поверхности. Характер поверхно- сти разрушения может быть кристалличе- ским, волокнистым или шиферным. Тонкие сетки трещин часто являются на- чалом общего растрескивания. Причины возникновения. Повышенное со- держание кислорода, серы или меди. Дефектная поверхность слитков нз-за неправильной технологии разливки и на- личия грубых включений вблизи поверхно- сти. Предупреждение. Не допускать высокого содержания кислорода и серы (во избежа- ние горяче- и красноломкости). Применение в качестве топлива газа с пониженным содержанием серы, а также регулирование атмосферы печи с целью устранения избытка воздуха (во избежа- ние горяче- и красноломкости). Контроль за режимом горения, предот- вращение местных языков пламени, кото- рые могут касаться заготовки. Повышение содержания марганца (в со- ответствии с допустимыми границами ма- рочного состава) для образования сульфи- дов или окислов марганца, например дву- окиси марганца. Стали, которые по своему химическому составу склонны к растрескиванию, на- пример высоколегированные никелевые ста- ли, прокатывают по особому режиму. Примечание. Растрескивание приводит, как правило, к окончательному браку. Красноломкость обусловлена высоким со- держанием кислорода, серы и низким содер- жанием марганца. При неблагоприятном сочетании элементов образуется легкоплав- кая эвтектика, которая в иижией области -емнератур горячей деформации (800— 1000°С) находится в жидком состоянии и прн прокатке в этой области температур может приводить к растрескиванию. Горячеломкость возникает выше 1200°С и объясняется расплавлением сульфидов железа, расположенных на границах зерен. Стали (например, автоматные стали с - высоким содержанием серы), которые вследствие своего химического состава склонны к горяче- и красноломкости, следу- ет прокатывать при температурах, распо- ложенных между этими областями. Раковины (рис. 81, 82) Описание. Местные образования на по- верхности, часто в виде впадин, величина и форма которых может быть самой раз- личной. Причины возникновения. Неустраненные раковины в исходной! (литом) материале. Очень глубокие и •недостаточно выров- ненные места огневой зачистки или строж- ки на поверхности исходной (литой) за- готовки. Очень глубокие насечки, имеющие к тому же острые края, на обжимных валках. Предупреждение. Контроль исходных слитков (литых заготовок). Уменьшение глубины или остроты насе- чек на валках. Устранение. Обусловлено возможностью зачистки. Примечание. Раковины на поверхности исходного литого материала должны быть устранены перед дальнейшей обработкой, так как иначе они ведут к снижению ка- чества продукции на последующих этапах металлургического передела. Мелкие рако- вины могут при нагреве заготовки для дальнейшей обработки приводить к отслаи- ванию окалины. Язвины (мелкие раковины) от окалины (рис. 83) Описание. Связанные с окалиной углуб- ления на поверхности (закатывание окали- ны), которые формируются и располага- ются беспорядочно. Эти углубления чаще всего покрыты прилипшей окалиной и по- этому обнаруживаются только после ее удаления. Причины возникновения. Остатки первич- ной окалины (вследствие ее сильного схваты- вания с поверхностью из-за неблагоприят- ного режима работы нагревательной печи. Плохое устранение первичной окалины перед прокаткой (недостаточное гидравли- ческое удаление окалины). Предупреждение. Поддержание соответст- вующего режима работы нагревательной пе- чи для образования легко отслаивающейся окалины. Применение окалиноломателей или мощ- ного напора водяной струи для удаления окалины при прокатке заготовок. Устранение. Обработка поверхности пу- тем шлифовки, обточки, строжки. Примечание. Язвины от окалины наблю- даются на заготовках сравнительно часто. Однако они сказываются на качестве лишь в тех случаях, коода прн дальнейших на- гревах заготовки не зачищаются и в ре- зультате дефекты остаются на готовом прокате. 23
Риски (рис. 84) Описание- Линейные, канавкообразные углубления на поверхности, проходящие параллельно оси проката, чаще всего вдоль всей его длины. Причины возникновения. Описанные бо- роздки на заготовке создаются в процессе прокатки прн меотрегулированной валковой арматуре. Предупреждение. Регулирование уста- новки валковой арматуры или замена ее. Примечание. При дальнейшей деформа- ции заготовок с большими рисками воз- можно образование закатов. ВНУТРЕННИЕ ДЕФЕКТЫ Полости от усадочной раковины (рис. 85, 86) Описание. Расположенные в продольном направлении полости в центральной зоне материала, которые чаще всего заметны на поперечном сеченнн Причины возникновения. Остаточные уса- дочные раковины, образовавшиеся в про- цессе затвердевания (см. «Головная уса- дочная раковина», «Осевая усадочная ра- ковина», «Вторичная усадочная раковина» в разделе «Слитки и слябы»). Недостаточ- ное удаление головной части. Предупреждение. Возможно в прокатном цехе только при достаточном удалении го- ловной части, точнее, путем увеличения' головной обрези для полного удаления прибыльной части раската. Устранение. Обрезка или вырубка де- фектных мест. П римечание. Нежелательны для дальней- шей переработки осевые усадочные рако- вины, .которые чаще всего распространяют- ся в материале на значительную глубину и трудно выявляются в готовом прокате из- за малого сечения. Расслоения (рис. 87) Описание. Вытянутые, плоскостные на- рушения сплошности материала различ- ной величины, расположенные внутри про- катанных заготовок (преимущественно су- тунок) вдоль направления прокатки. Причины возникновения. Дефекты литой стали (усадочная раковина, газовые пузы- ри, неметаллические включения). Предупреждение. В прокатном производ- стве невозможно. Устранение. Возможно частично путем вырезки дефектных мест. Примечание. Расслоения при последую- щей обработке могут приводить к сниже- нию сорта или окончательному браку по- луфабрикатов Неметаллические включения (рис. 88, 89) Описание. Нарушения сплошности в ме- талле, неравномерно распределенные вдоль н поперек сечения, имеющие чаше, всего вытянутую форму. В прокатанных заготовках могут встре- чаться как экзогенные, так н эндогенные включения. Причины возникновения. Недостаточный уход за огнеупорной футеровкой выпуск- ного отверстия н разливочных устройств (частички огнеупорного материала попа- дают .в процессе выплавки и разливки в жидкий металл и при затвердевании оста- ются вблизи поверхности или внутр» слитка). Неудовлетворительное качество огне- упорного материала (размывание н вы- крашивание). Слишком ранний слив шлака. Скопление продуктов раскисления. Слишком короткая обрезка головной части слитка. Предупреждение. Тщательная подготов- ка разливочного оборудования. Надлежащий уход за выпускным отвер- стием и разливочными устройствами. Использование качественного огнеупор- ного материала. Внимательная разливка металла во из- бежание попадания шлака в изложницу. Достаточная обрезка головной части-, слитка. Примечание. Неметаллические включения- в зависимости от применяемых методов- выплавки н разливки в большем или меньшем количестве всегда содержатся в стали. Чтобы добиться максимально низ- кого содержания неметаллических вклю- чений, требуется проводить переплав ме- талла. В зависимости от назначения стали н- от величины, формы н распределения неме- таллических включений возможность при- менения конкретной плавки стали может быть ограничена илн даже исключена. Флокены (рис. 90) Описание. Матово-глянцевые, имеющие металлический блеск участки почти круг- лой нли эллиптической формы, обнаружи- ваемые на поверхности разрушения. В за- висимости от температуры конца горячей деформации и степени деформации поверх- ность разрушения по флокенам имеет тон- ко- или грубокристаллйческое строение. В поперечном сечении, например на травленых темп лет ах, флокены проявляют- ся как прямые, не имеющие определенной ориентации интракристаллитные трещины Причины возникновения. Водород, нахо- дящийся в жидком металле прн высоких температурах, а затем образующий твер- дый раствор внедрения в аустените, во время превращения последнего при охлаж- дении выделяется в газообразном состоянии Если охлаждение происходит слишком бы- стро н сеченне слишком велико, то для удаления водорода нз -стали путем диффу- зии недостаточно времени. Наложение- термических напряжений, возникающих при охлаждении, структурных напряжений в результате превращения, остаточных на- пряжений из-за неравномерной деформа- ции и адсорбции водорода в местах де- фектов решетки приводит к тому, что в. области температур 100—200°С создаются. 24
высокие суммарные напряжения, которые могут вызвать трещины. Предупреждение. Основными мероприя- тиями являются прокаливание присадок н хорошее (кипение расплава. Благоприятные результаты дает вакууми- рование жидкой стали, особенно если она склонна -к флокенообразованию. Рекомендуется применение для нагрева- тельных печей топлива с незначительным содержанием водорода. Медленное охлаждение после окончания горячей деформации. Применение отжига (или отжигов) для предотвращения флокенообразования (тем- пература и продолжительность зависят от размеров заготовки и марки стали) непо- средственно после горячей деформации с целью уменьшения содержания водорода. Устранение. Часто можно использовать ту часть металла, которая не поражена флокенами, проводя дальнейшую дефор- мацию на меньшие размеры (для других целей). Примечание. Флокены особенно часто встречаются после деформации заготовок больших сечений. К флокенообразованию склонны прежде всего легированные ста- ли, а также стали с содержанием >0,2% С. Исключение составляют не имеющие превращений ферритные или аустенитные стали и стали, содержащие специальные карбиды. Склонность к флокенообразова- нию снижается с уменьшением степени легирования стали. Лпквационные трещины, а также, по- вндимому, межкристаллитное разрушение по границам первичных зерен или разру- шения по раковинам могут быть аналогич- ны флокенам: однако если этн виды раз- рушения имеют флокенообразный характер, то они не должны быть вытянуты в на- правлении деформации. Разрушение по сердцевине («черновины») — рис. 91 I Описание. Многочисленные тонкие тре- щины в центральной области заготовки. Трещины расположены по границам пер- вичных зерен. Причины возникновения. Некачественный прогрев слнтка. Сильная карбидная ликвация в эвтекто- идных н заэвтектондных сталях. Прн недостаточном гомогенизирующем отжиге лнквационные зоны в центральной области рассасываются не полностью. Если к тому же были выбраны повышенные температуры деформации, то происходит оплавление лнкватов и вследствие этого возникают разрывы при горячей деформа- ции. Предупреждение. Достаточный прогрев слнтка (гомогенизирующий отжиг). Ог- раничение температуры деформации. Устранение. Заготовки, пораженные раз- рушением сердцевины, бракуются. Устра- нение дефекта невозможно. Древовидный или шиферный излом (рис. 92а и 926) Описание. Излом имеет сильно волни- стый, извилистый или шиферный вид н подобен разрушению грубоволокнистого дерева в продольном направлении. Причины возникновения. Повышенное содержание неметаллических включений, которые после прокатки расположены в виде строчек. П редупреждение. В прокатном произ- водстве невозможно. Устранение. Дефект не может быть устранен. Примечание. Заготовки с древовидным (шиферным) изломом отправляют в ме- таллолом; только в случае локального расположения дефекта возможно его уда- ление. Такой внешний вид излома может иногда проявиться в изделиях при даль- нейшем переделе, например в поковках. Дефект не следует путать с волокнистой структурой, которую сознательно стремят- ся получить в стали для производства рессорных полос или пружин (дополни- тельно легированной марганцем и крем- нием) . ОТКЛОНЕНИЯ РАЗМЕРОВ И ФОРМЫ Отклонения размеров и формы поперечного сечения (рис. 93, 94) Описание. Могут наблюдаться следую- щие отклонения от заданного поперечного сечения: 1. Ромбичность — грани проката нахо-- дятся не под прямым углом одна к дру- гой. 2. Выпуклость — более или менее ярко выраженная бочкообразность поперечного сечения (неплоские поверхности). 3. Овальность — поперечное сечение круглого материала сформировано со зна- чительным отклонением от окружности. 4. Слишком сильное втягивание — боко- вые стороны сильно втянуты внутрь заго- товки. 5. Не полностью сформированный , про- филь — контуры профиля отличаются от заданной конфигурации. Причины возникновения. Аксиальные смещения верхнего п нижнего валков. Неправильная установка валков н про- водок (п. 1—5). Сильный износ валков и подшипников (п. 1, 5). Несоответствующая данной марке стали и конфигурации профиля технология про- катки, т. е. неправильно выбранный режим обжатий (п. 1, 2, 4). Недостаточный и неравномерный прогрев металла в нагревательных колодцах или в печах (п. 1, 4). Предупреждение. Боковое фиксирование верхнего и нижнего валков (п. 1). Применение соответствующей калибров- ки, а также коррекция установки валков и проводок (п. 1—5). Использование для валков и подшипни- ков износостойких материалов, а также 25
текущий контроль за состоянием валков и подшипников (п. 1, 4). Соблюдение заданного режима обжатий, т. е. калибровки и обжатия за проход. В случае сутунок, которые свободно уши- ряются в открытых калибрах, для соблю- дения заданной ширины иногда необходим осаживающий (ребровый) проход. Соблю- дение установленного технологией режима нагрева стали в нагревательных колодцах илн в печах, а также заданных темпера- тур прокатки (п. 1, 4). Устранение. Частично возможно при по- следующей горячей деформации пли при обработке поверхности путем снятия стружки (для круглой стали путем обточ- ки) в зависимости от величины дефекта. Прн этом должна учитываться экономи- ческая целесообразность (стоимость применяемых способов устранения дефек- тов). Примечание. Материал с большими ис- кажениями размеров поперечного сечения бракуют. Небольшие искажения размеров могут приводить у потребителя к сниже- нию качества, добавочному исправлению пли в зависимости от характера готового изделия — к окончательному браку. Отклонения размеров и.формы по длине (рис. 95—97) Описание. Могут наблюдаться следую- щие изменения заданных размеров по дли- не проката: 1. Скручивание — поперечные сечения проката на различных участках по длине скручены относительно друг друга. 2. Волнистость — поверхность в продоль- ном направлении на определенных участ- ках не плоская (особенно у топких суту- нок). 3. Искривление — продольная ось прока- та в большей илн меньшей степени изогнута. 4. Непрямоугольность сечення — плос- кость поперечного сечення проката лежит не под прямым углом к продольной осп. Причины возникновения. Неправильная установка валков и проводок (п. 1—3). Сильный износ валков н калибров (п. 1-3). Несоблюдение режимов обжатнй (п. 1-3). Вытяжка заготовки на холодильнике (п. 1-3). Неправильная установка направляющих Неправильная работа нагревательных устройств (п. 1, 2, 4). Неправильная установка подшипниковых опор (п. 4). Неправильная транспортировка (п. 1, 3). Предупреждение. Контроль за установ- кой валков, проводок и другой арматуры н ее корректировка. Устранение. Непрямоугольность сечення исправляется путем последующей механи- ческой обработки. Устранение скручивания, волнистости и искривления по длине заготовки невоз- можно. Примечание. Материал с большим скру- чиванием и волнистостью бракуют. Скру- ченные заготовки н заготовки, искривлен- ные по длине, создают значительные трудности при последующей обработке, например прн ковке. ТОЛСТОЛИСТОВАЯ СТАЛЬ ДЕФЕКТЫ ПОВЕРХНОСТИ Пузыри (вздутия) — рис. 98—100 Описание. Местные, локализованные на поверхности листа дефекты, которые могут быть как в закрытом (выпуклости, вспу- чивания), так н в раскрытом (разорван- ном) видах. Разорванные пузыри часто содержат не- металлические включения. Причины возникновения. Пузыри явля- ются следствием внутренних дефектов, возникающих прн разливке слитков илн в слябах непрерывного литья. В дефектных участках собирается газ или располагаются неметаллические вклю- чения; поэтому прн горячей прокатке полная заварка невозможна. Находящийся под высоким давлением газ вспучивает стальной лист прн горячей деформации; часто это приводит к разры- вам, прежде всего при наличии скоплений неметаллических включений. Предупреждение. В прокатном производ- стве невозможно. Устранение. Вырезка соответствующих дефектных мест. Язвины (мелкие раковины) — рис. 101, 102 Описание. Изъязвленный вид поверхности листа. Дефекты могут быть заполнены ока- линой, проникать более или менее глубоко в металлл н наблюдаться в виде локальных скоплений. Язвнны не имеют ярко выражен- ных краев или граней, а в большинстве случаев овальны, отличаются плавными очертаниями. Причины возникновения. Газовые пузыри, которые из-за недостаточного раскисления илн прн нарушении технологии разливки сохраняются в стали, располагаются вплот- ную к поверхности сляба илн выходят на- ружу, когда поверхность сляба при нагреве окисляется [сотовые (подкорковые) пузыри в спокойной стали илн слой пузырей в ки- пящей стали) Возникающие полости, которые могут заполняться шлаком, при прокатке дефор- мируются (раскатываются) и обнажаются. Слишком длительный нагрев или неверно выбранная атмосфера печи при нагреве кипящих сталей вследствие повышенного отделения окалины также могут приводить к этому дефекту. Предупреждение. В прокатном производ- стве исправить состояние исходного (лито- го) металла, как правило, невозможно. Соблюдение времени нагрева и поддержа- 26
нне оптимального состава атмосферы печи прн нагреве слябов. Устранение. В общем случае невозможно, в редких случаях — путем вырезки. Сошли- фовка исключается, так как при этом пре- вышается минусовый допуск. Примечание. Вкатанная окалина также может иметь вид, подобный виду этого де- фекта. Однако в этом случае отсутствует характерная для язвин овальная форма; форма вкатанной окалины произвольная. Раскатанные сотовые (подкорковые) пузыри (рис. 103) Описание. Поверхностные дефекты раз- личной протяженности н глубины, распола- гающиеся вблизи кромки листа. В их окру- жении встречаются язвины. Дефекты обыч- но располагаются группами. Причины возникновения. Те же, что и при появлении язвпн. Вблизи кромок листа пу- зыри разрываются (вскрываются). Предупреждение. Дефекты исходного (литого) металла в прокатном производстве исправить невозможно. Следует соблюдать время нагрева и оптимальный состав атмо- сферы печи прн нагреве слябов. Устранение. Возможно путем специальной дополнительной вырезки. Примечание. Сотовые пузыри обычно встречаются в больших количествах. Этп дефекты часто называют «язвенная трещина», так как они так же, как и язви- ны, выходят на поверхность вследствие вскрытия (разрыва) газовых пузырей из- под коркп литой заготовки (слитка). Раковины (рис. 104) Описание. Лишь частично связанные с основным металлом прилипшие к поверхно- сти посторонние включения. Причины возникновения, предупреждение. См. «Раковины» — с. 23. Устранение. Вырезка. Примечание. Так же, как этот дефект, выглядят вскрытые (разорванные) пузыри, редкие язвнны нли закаты. Продольные трещйиы (рис. 405) Описание. Трещина, проходящая парал- лельно первоначальной оси слитка или сля- ба. На слябе она располагается чаще всего в донной части, распространяясь преиму- щественно на широких гранях. Причины возникновения 1. Некачественный литой (исходный) металл (сталеплавильное производство) 2. Неправильный (неравномерный, рез- кий) нагрев, особенно легированных сталей и сталей, содержащих более 0,25% С (про- катное производство). Предупреждение. Контроль исходных ли- тых заготовок (слябов). Соблюдение тех- нологии нагрева. Устранение. Вырезка. Извилистые трещины (рис. 106) Описание. Извилистые трещины, проходя- щие по поверхности листа независимо от направления прокатки (вдоль, поперек, диа- гонально); в общем случае этн трещины имеют прерывистый характер. Причины возникновения. Недостаточный или неравномерный прогрев сляба прн про- катке ведет к различной вытяжке более го- рячен краевой зоны и более холодной цент- ральной. Сильнее всего деформируемые при первых проходах поверхностные зоны раст- рескиваются. Предупреждение. Соблюдение технологии нагрева литых заготовок (слябов) и техно- логии прокатки. Устранение. Дополнительная обрезка прн большом числе близко расположенных тре- щин невозможна (лист сдается в метал- лолом) . Примечание. Извилистые трещины могут быть одной из форм проявления поперечных трещин. В этом случае их классифицируют как «поперечные трещины». Однозначное распознавание этих дефектов или определе- ние причин их появления не всегда возмож- но, прежде всего нз-за недостаточного контроля литого (исходного) металла. Поперечные трещины (рис. 107) Описание. Трещина, проходящая перпен- дикулярно к первоначальной осн слитка илн сляба. Причины возникновения 1. Дефекты в литом (исходном) металле (прерывистая разливка, «зависший» слиток), что приводит к трещинам зависания. 2. Дефекты прокатного производства: недостаточный прогрев или слишком быст- рый нагрев исходного (литого) или частич- но обжатого сляба. Предупреждение Контроль литых загото- вок (слябов). Соблюдение технологии нагрева. Устранение. Дополнительная обрезка. Примечание. Поперечные трещины часто имеют извилистую форму. Так как трещины от усадочных напряже- ний, как правило, расположены в головной части сляба, они при прокатке листов попадают по технологнн чаще всего в обре- заемую головную часть. Закаты (рис. 108) Описание. Завальцованные неприварнв- шнеся объемы металла, наблюдаемые на поверхности и в поперечном сечении в виде участков, где произошло разделение (нару- шение сплошности) материала. Вдоль этого разделения материала часто наблюдаются окалнна или обезуглерожива- ние, имеющие четкий регулярный характер по кромке листа. Закаты могут выглядеть и как продоль- ные дефекты по кромке листа; в этом слу- чае они похожи на расслоение. Причины возникновения. Слишком глубо- кие следы строжки или огневой зачистки на исходной (литой) заготовке. 27
Недостаточный или неравномерный на- грев (при безупречном качестве исходного литого материала). Предупреждение. Контроль литых (исход- ных) заготовок. Соблюдение технологии нагрева. Устранение. Дополнительная обрезка. Пережог (рис. 109—141) Описание. Сильно разветвленные трещи- ны, часто в виде сетки. Встречаются у кро- мок н на поверхности листа (с уверенностью отличить эта дефекты от горячих трещин не всегда возможно). Причины возникновения. При слишком высокой температуре нагрева нли чрезмерно длительном нагреве в нагревательных ко- лодцах или в печах, в том числе при отжи- ге, кислород из атмосферы печей проникает в поверхностные слои, прежде всего, вдоль границ зерен. В зависимости от степени раз- вития пережога происходит охрупчивание металла, которое проявляется как до, так и после прокатки. Если трещины получают сильное развитие при де.формацнп, то возможно горячее раз- рушение, усугубляемое оплавлением суль- фидов при температурах ~ 1200°С по грани- цам зерен. Предупреждение. Не допускать местных языков пламени, могущих касаться поверх- ности металла. Соблюдать режим нагрева в печах и нагревательных колодцах. Контролировать состав атмосферы прн нагреве. Соблюдать установленные технологией температуры и выдержки прн нагреве под деформацию и отжиг. Устранение. Невозможно. П римечание. Материал, пораженный пере- жогом, непригоден к дальнейшему исполь- зованию. Дефектами, близкими к описанным, явля- ются горячеломкость и красноломкость. Красноломкость (рис. 112) Описание. Под красноломкостью понимают появление на поверхности трещин, которые связаны с наличием легкоплавкой эвтектики Fe — FeO — FeS, располагающейся по гра- ницам зерен. Красноломкость проявляется преимущественно в сталях с низким содер- жанием марганца и углерода. Причины возникновения. Наличие в ме- талле избыточного количества кислорода и серы. Кислород снижает температуру плавле- ния эвтектики Ге —FeO — FeS. Температура конца прокатки выбрана неудачно (попадает в критическую область). Предупреждение. Корректирование соста- ва стали: по сере — на нижнем пределе, по марганцу — на верхнем (особенно для ста- лей с низким содержанием углерода). Температуру конца прокатки склонных к красноломкости сталей следует поддержи- вать в пределах 900—950°С. В этой темпе- ратурной области расположенные на грани- цах зерен сульфиды не опасны (не оплавля- ются) . Устранение. Невозможно; листы с трещи- нами, образовавшимися в результате крас- ноломкости, бракуются. Примечание. На рис. 112 показано очень сильное проявление красноломкости, кото- рая в большинстве случаев не бывает так ярко выражена. Вмятины Описание. Местные углубления на листе, которые могут иметь как периодическое, так и беспорядочное расположение. Причины возникновения. Налипания на валках. Окалина или остатки шлака на поверхно- сти листа при горячей правке. Заусенцы или окисленные при дальней- шем переделе брызги литого металла, кото- рые при холодной правке листа дают мест- ные углубления на его поверхности. Предупреждение. Уход (содержание в чистоте)' за поверхностью листа. Использование чистых валков. Устранение. Дополнительная обрезка, если вмятины расположены вблизи кромок. Примечание. В качестве дефектов анало- гичного вида можно назвать вкатанную окалнну, редкие риски. Риски (рис. ИЗ) Описание. Протяженные углубления в направлении прокатки (в углублениях не наблюдаются посторонние включения). Причины возникновения. Движение по остановленному рольгангу. Не полностью убранный (утопленный) кантователь. Не- плоскостность роликов. Невращающиеся хо- лостые ролики. П редупреждение. Соблюдение установ- ленной технологии прокатки. Своевременная замена дефектных ро- ликов. Содержание рольгангов в надлежащем исправном состоянии. Устранение. Дополнительная обрезка, если риски находятся вблизи кромок. Примечание. Подобным образом могут выглядеть вмятины. t Вкатанная окалина и шлак (рис. 114, 115) Описание. Шероховатые углубления на поверхности листов, которая уже не являет- ся сплошь металлической. Причины возникновения. Недостаточная очистка литых заготовок (слябов) от пер- вичной окалины и шлака. Недостаточное удаление окалины илн шлака прн прокатке. Предупреждение. Поддержание соответст- вующего состава атмосферы печи, соблю- дение технологии прокатки. Устранение. Дополнительная обрезка, если вкатанная окалина расположена вбли- зи кромок. В редких случаях при большой толщине листов возможно устранение де- фекта путем шлифовки, но без превышения минусового допуска. Примечание. Вмятины и язвины имеют вид, аналогичный виду этого дефекта. 28
Дефекты зачистки (особенно при глубокой зачистке) Описание. При устранении местных по- верхностных дефектов превышен минусовый допуск на толщину. Причины ' возникновения. Поверхностный дефект большого размера, который ведет к превышению допуска по толщине. Неквалифицированная зачистка (шли- фовка) . Предупреждение. При больших или глу- боких дефектах поверхности невозможно. Соблюдение технологии н соответствую- щее внимание при шлифовке (зачистке); инструктаж персонала. ' Устранение. Дополнительная обрезка дефектных мест. Примечание. Материал со слишком глу- бокими дефектами зачистки илн после об- резки мест дефектов в большинстве случаев используют для других,, чем это было пер- воначально предписано технологией, целей ВНУТРЕННИЕ ДЕФЕКТЫ Расслоения (рис. 416, 117) Описание. Разделение однородного ме- талла листа на слои, имеющие продольное расположение; особенно отчетливо проявля- ется в поперечном сечении или выходит на кромку листа. Причины возникновения. Дефекты литых исходных заготовок, в частности несварен- ные, раскатанные усадочные пустоты (ра- ковины). Слишком малая обрезка головной части слитка. Включения в листе (редкая причина). Предупреждение. В прокатном производ- стве невозможно. Устранение. Обусловлено возможностью дополнительной обрезки или вырезки. Примечание. Аналогичны описанным де- фекты соединения в плакированных и мно- гослойных листах, когда наблюдаются ме- стные илн большие по протяженности по- верхностные несварившнеся участки между основным и плакирующим материалом или между отдельными листами в многослойном пакете. Другое подобное проявление дефекта — обнаруживаемый после резки закат. ДЕФЕКТЫ ФОРМЫ Волнистость (рис. 118) Описание. Проходящая по кромкам листа (одно- или двусторонняя волнистость кро- мок), посередине листа (волнистость се- редины) нли по всей его ширине (общая волнистость) волнообразная неплоскост- ность, расположенная поперек направления прокатки. Причины возникновения. Неравномерное распределение давлений при прокатке (на- пример, смещенные подшипники). Смещение заготовки по ходу прокатки, особенно в последних проходах. Неправильная геометрия очага деформа- ции (например, односторонняя настройка валков, недостаточная чистота поверхно- сти валков). Предупреждение. Надлежащий контроль за настройкой валков и всем ходом прокат- ки, а также соблюдение необходимой чисто- ты поверхности валков. Устранение. Горячая или холодная правка. Примечание. Отклонение от плоскостности может также встречаться при термической обработке. В этом случае речь идет о ко- роблении. Косой рез Описание. Плоскость поперечного сечення разрезанных листов неперпендикулярна к продольной оси. Причины возникновения. Неточность прн разметке и неквалифицированное проведе- ние резки. Односторонне сильно волнистый материал, что обусловливает его неплоское положение при резке. Предупреждение. Точная разметка и правка, а также соответствующий прижим волнистого материала. Устранение. Дополнительная резка Примечание. Листы должны быть пере- ведены в следующий меньшпй размер
Часть вторая ГОРЯЧЕКАТАНЫЕ ПРУТКИ И ПРОФИЛИ. КАТАНАЯ ПРОВОЛОКА. ХОЛОДНОТЯНУТЫЕ ПРУТКИ И ПРОВОЛОКА ДЕФЕКТЫ ПОВЕРХНОСТИ ГОРЯЧЕКАТАНЫХ ПРУТКОВ И ПРОФИЛЕЙ И КАТАНОЙ ПРОВОЛОКИ Трещины (рис. 119—126) Описание. Линейные нарушения сплош- ности на поверхности горячекатаных прут- ков и профилей, а также катаной' проволо- ки, расположенные чаще всего в продольном направлении и проходящие перпендикуляр- но нлн наклонно в глубь материала. Их возникновение и распределение обусловлены самыми различными причинами. 1. Трещины, образовавшиеся вследствие неправильной калибровки при горячей прокатке, ориентированные в продольном направлении. Обычно тонкие, короткие, встречаются в большом количестве. 2 Тонкие трещины, расположенные на равном расстоянии друг от друга, возни- кающие вследствие изменения (чаще посад- ки) калибра прп горячей прокатке. Могут быть распределены по всему объему. 3. Тонкие трещины от проскальзывания в калибре; могут быть короткими или длин- ными; распределены беспорядочно по объему. 4. Краевые (идущие от ребер) трещины на профилях или на прутках, имеющих се- чение, отличающееся от круглого; они про- ходят перпендикулярно или под углом к направлению прокатки и имеют преимущест- венно извилистую форму. 5. Трещины, обусловленные сотовыми (подкорковыми) пузырями; неравномерно распределены по поверхности в продольном направлении. 6. Трещины, возникшие от остаточных напряжений. Лишь в редких случаях они прямолинейны и расположены параллельно продольной оси. Чаще всего сильно искрив- лены, частично доходят до сердцевины. 7. Трещпны. обусловленные подкорковы- ми порами; распределены по поверхности неравномерно п вытянуты в продольном направлении; имеют малую протяженность и чаще всего очень тонкие. Причины возникновения 1. Одновременная осадка и уширение ^сжимающие и растягивающие напряже- ния) при прокатке (неблагоприятная ка- либровка). 2. Углубления, возникающие при про- катке из-за дефектной поверхности прокат- ных валков Слишком большое различие в диаметрах одновременно работающих (сопряженных) валков. 3. Неблагоприятное сопряжение между валками и заготовкой при шероховатой по- верхности валков. 4. Слишком низкие нли слишком высокие температуры нагрева н прокатки. Чрезмерное уширение прн горячей про- катке; дефекты калибровки, особенно прн прокатке профилей. Быстрое (неодновременное) охлаждение краев (ребер)' при горячей прокатке. 5. Незаварившиеся сотовые (подкорко- вые) пузыри, расположенные близко к по- верхности. 6 Остаточные (внутренние) напряжения, возникающие >в материале из-за слишком быстрого нагрева пли охлаждения, а также в процессе деформации (например, от скру- чивания) или при травленпи (водород). 7. Изложницы с горячими трещинами; га- зовыделение из-за поглощения влаги или водорода; слишком быстрая разливка. Предупреждение 1. Создание правильной калибровки н соблюдение технологии горячей прокатки с тем, чтобы исключить возможность одновре- менной сильной осадки и ушнреиия; особое внимание следует обращать на это в по- следних проходах. 2. Не допускать большого различия меж- ду диаметрами одновременно работающих (сопряженных) валков. Не создавать углублений на поверхности прутка при прокатке, не использовать про- катные валки со слишком глубокими на- сечками. ' 3. Текущий контроль за состоянием вал- ков (их поверхности) и своевременная сме- на валков; 4. Оптимальные температуры нагрева н прокатки, соответствующие данной марке стали п поперечному сеченню заготовки. Правильная калибровка для предупреж- дения слишком большого уширения с уче- том данной марки и поперечного сечения изделия. 1 5. В прокатном производстве практически невозможно. Проведение первого прохода при доста- точно высоких температуре и давлении. 6. Предотвращение при термической обработке и горячей прокатке резких нагре-, вов и охлаждении. Стали, склонные к обра- зованию трещин от остаточных (внутрен- них) напряжений (легированные стали и стали с повышенным содержанием углеро- да), следует охлаждать в нагревательных колодцах. 7. В прокатном производстве невозможно. Устранение. Возможно с учетом глубины и количества дефектов, размеров полуфаб- риката, состава стали, а также формы по- перечного сечення и назначения проката. Для горячекатаной прутковой стали воз- можные методы устранения дефектов — 30
зачистка (шлифовка н строжка), а также обточка. Катаная проволока большого ди-' аметра (свыше 10 мм) может быть обточе- на. Дефекты в профилях могут быть уда- лены зачисткой (шлифовкой нли строжкой). Примечание. Необходимо совершенство- вать соответствующие технологические процессы, с тем чтобы избежать появления поверхностных продольных трещин. Одиако так как причины появления этих трещин могут быть самыми разнообразными (см. выше) и в текущем производстве в настоя- щее время еще нет сквозного контроля всей прокатываемой продукции на поверхност- ные дефекты, только с большим трудом можно получить абсолютно свободный от трещин материал. Это означает, что поверх- ностные трещины в реальном производстве встречаются, к сожалению, часто. Обусловленное продольными трещинами! снижение качества продукции зависит от вида, глубины и количества (частоты распо- ложения) трещин, а также от целей приме- нения продукции. При обработке поверхно-' стн резанием (при изготовлении деталей) наличие поверхностных трещин не имеет! значения в том случае, если глубина их меньше удаляемого при механической обра- ботке слоя. Для заготовок, предназначен- ных для последующего волочения или де- формации другого впда без удаления по- i верхностного слоя, поверхностные трещины, напротив, весьма нежелательны; к качеству поверхности таких заготовок предъявляются особенно высокие требования. Закаты (рис. >127, 128) Описание. Нарушения сплошности ма- териала, распространяющиеся в глубь ма- териала под большим или меньшим углом к поверхности; края дефекта почти прямоли- нейны; как правило, дефект идет вдоль прутка илн проволоки в направлении,, обыч- но противоположном направлению течения металла при прокатке. Причины возникновения. Перегиб н за- вальцовка уса, которые могут происходить из-за следующих причин: а) переполнение предыдущих калибров вследствие слишком большого обжатия за проход или из-за неправильной формы ка- либра; б) неправильная заправка прутка; в) «опрокидывание» прутка во время прокатки; г) плохо настроенные направляющие; д) неравномерное уширение материала вследствие неравномерного течения при де- формации (неравномерный нагрев, значи- тельная разноструктурность по сечению); е) выход на поверхность неметаллических включений, усадочной раковины и ликватов. Предупреждение. Создание правильной калибровки, контроль за передачей прокаты- ваемого полуфабриката во время прокатки. Соблюдение заданных условий обжатий.' Применение исходных заготовок, свобод- ных от дефектов. Равномерный нагрев (прокатываемого металла). Устранение. Возможность устранения де- фектов путем зачистки (шлифовки) илн об- точки (для материала круглого сечения) обусловлена их глубиной и количеством (частотой расположения), размером полу- фабриката, составом стали, а также формой поперечного сечения и назначением прока- та. Примечание. Закаты — относительно ча- сто наблюдающиеся нарушения цельности формы материала; онн приводят к сниже- нию качества прокатной продукции (состоя- ние поверхности, концентрация напряже- ний). В случае материала, подвергаемого обточке поверхности, закаты недопустимы лишь тогда, когда нх величина больше глубины слоя, удаляемого при механической обработке. Усы (рис. 129, 130) Описание. Утолщения, проходящие, как правило, на поверхности прутковой стали, стального профиля нли катаной проволоки параллельно оси. Наблюдаются чаще всего одновременно с двух диаметрально проти- воположных сторон. Причины возникновения. Неправильная калибровка. Поперечное сеченне, получен- ное в предыдущем калибре, либо слишком велико, либо имеет неблагоприятную для последующего калибра форму, что приво- дит к нарушению нормального течения ма- териала в ходе прокатки. Поворот (скручи- вание) проволоки прн прокатке. Сильный износ валков. Предупреждение. Создание правильной калибровки и правильная настройка про- катной арматуры. На плоских рельсовых накладках образо- вание утолщений у краев может быть в зна- чительной степени исключено прн прокатке с малым уменьшением сечения в последнем калибре. У странение. Этот дефект при последую- щем металлургическом переделе чаще всего не может быть устранен. Примечание. Прутки и профили, а также катаную проволоку с большими усами бра- куют. Усы мог.ут быть одной нз причин образо- вания закатов. 1 Раковины, волосовины (рис. 131) Описание. Беспорядочно расположенные на поверхности, чаще всего различимые не- вооруженным глазом несплошности (вы- щерблины), которые лишь частично связаны с основным материалом. Более крупные, на- зывают раковинами, более мелкие — воло- совинами. Причины возникновения. Дефекты разлнв- кн стали (наплывы, брызги, поперечные и продольные трещины, лежащие вблизи по- верхности неметаллические включения). Дефекты зачистки слнтка или заготовки, в том числе и дефекты огневой зачистки. Слишком большие иасечки или шерохова- тости на поверхности валков при прокатке слитков на обжимном стане или заготовок в первых калибрах сортового стана. 31
Сильный износ калибров прн прокатке в черновой линии. П редупреждение. Использование хорошо зачищенных бездефектных исходных заго- товок. Применение валков без слишком больших насечек при соблюдении специаль- ных мер, обеспечивающих надлежащие ус- ловия захвата. Устранение. Отдельные раковины и воло- совины могут быть удалены зачисткой (шлифовкой). В случае материалов кругло- го сечения (пруток и проволока большого сечения) возможна обточка. Примечание. Возможность использования полуфабрикатов с раковинами и волосови- нами зависит от целей применения проката. Эти дефекты недопустимы на заготовках, предназначенных для последующего воло- чения. Прн применении обработки резани- ем такие полуфабрикаты можно использо- вать лишь в том случае, если глубина де- фекта меньше толщины удаляемого прн ме- ханической обработке слоя. Выступы и вмятииы (рис. 132, 433) Описание. Беспорядочно расположенные в отдельных местах или периодически повто- ряющиеся на поверхности проката (по его длине) выступы и углубления, сильно разли- чающиеся по величине и форме. Причины возникновения. Выщербленная поверхность валков (периодически располо- женные выступы). Прочно связанные с поверхностью валков налипания металла (периодически располо- женные вмятины). Непрочно связанные с поверхностью вал- ков налипания (беспорядочно расположен- ные вмятины). Предупреждение. Своевременная замена валков и ремонт калибров, а также устране- ние налипания на поверхности валков. Устранение. В зависимости от величины дефекта в ряде случаев возможна его за- чистка (шлифовка, строжка, огневая зачи- стка) с учетом формы поперечного сечения и размеров проката. Для стали круглого се- чения может быть также применена об- точка Примечание. Непрочно связанные с по- верхностью валков налипания могут зака- тываться в прокатываемый металл (зака- ты). Возможность использования проката с выступами и вмятинами зависит от усло- вий его применения. В заготовках, предназ- наченных для волочения, дефект этого вида недопустим (поэтому предъявляются высо- кие требования к состоянию поверхности металла, подвергаемого волочению). Шероховатая поверхность (рис. 134) Описание. Шероховатая,, неровная поверх- ность проката. Причины возникновения. Шероховатая поверхность валков (выработанная бочка валка), трещины разгара вследствие недо- статочного охлаждения валков, особенно в последнем проходе. Предупреждение. Достаточное и своев- ременное водяное охлаждение при прокатке. 32 Устранение. Шлифовка, в случае круглого материала обточка (что, однако, связано с дополнительными затратами). Примечание. Прокатанный металл с шеро- ховатой поверхностью в зависимости от на- значения в большинстве случаев может быть без затруднений подвергнут дальней- шему переделу. Если же прокат подвергается обработке точением, то этот дефект вооб- ще не имеет значения. При дальнейшем переделе металла с ше- роховатой поверхностью путем волочения возможен повышенный износ волок. В ряде случаев состояние поверхности поставляемого проката обусловлено согла- сованными техническими условиями. Прес- сованные профили из-за наличия канавок смазки по технологии процесса производст- ва имеют очень неровную, шероховатую на- ружную поверхность. Так как прессованные изделия для улучшения допусков и без того в большинстве случаев подвергают обра- ботке со снятием стружки, неровности на поверхности в этом случае, как правило, не являются помехой. Механические повреждения (рис. 135—138) Описание. Повреждения поверхности и краев—ребер (четырехгранника, шести- гранника, фасонного профиля), например, такие, как бороздки при прокатке, царапи- ны, надрезы, углубления и т. п. виды вдав- ливания. Глубина, форма, протяженность и положение дефектов могут быть самыми различными. Причины возникновения. Повреждение материала при транспортировке между кле- тями прокатного стана. Неправильная установка валкой или ка- либров правильной машины. Нарушения установленных правил работы на пилах горячей резки. Повреждения смоточных устройств, не- правильная транспортировка на холодиль- нике, плохое складирование на адъюстаже или дефекты на направляющих при дальней- шем переделе. Повреждения при транспортировке и хра- нении готового проката у потребителя. Предупреждение. Использование исправ- ных прокатных калибров, бездефектных валков и транспортных устройств. Правильная работа на пилах горячей резки, моталках, на холодильнике, на апъ- юстаже, а также соблюдение поавил тран- спортировки и хранения, в том числе у потребителей. Устранение. Дефекты могут быть устра- нены при проиедении любых восстанови- тельных работ по удалению с поверхности механических повреждений с учетом глуби- ны и распределения (частоты) дефектов, их размеров и состава стали, а также формы поперечного сечения и назначения проката. В случае горячекатаной прутковой стали большого диаметра принимают во внимание возможность зачистки (шлифовка н строж- ка) и обточки. Катаную проволоку большого сечения (диаметром более 10 мм) можно подвергать обточке.
Дефекты на профиле могут быть устране- ны зачисткой (шлифовкой) или строжкой. Примечание. При обработке поверхности для удаления механических повреждений их геометрия не имеет значения в том случае, если глубина этих повреждений меньше толщины удаляемого резанием слоя. Дефекты, обусловленные прокаткой в не- качественных (поврежденных) валках (вык- рашивание, налипание), рассмотрены ранее. Язвины от окалииы (рис. 139) Описание. Беспорядочно расположенные на поверхности проката углубления, преи- мущественно заполненные окалиной (вка- танная окалина),. Причины возникновения. Остатки первич- ной окалины вследствие приварки ее из-за неблагоприятной атмосферы печн и ее не- правильного температурного режима рабо- ты. Недостаточно эффективное удаление пер- вичной окалины после прокатки на загото- вочных станах (например, гидравлической струей, окалиноломателем)'. Предупреждение. Наиболее эффективный способ предотвращения этого дефекта — формирование легко отскакивающей окали- ны при соответствующем ведении нагрева в печах. Устранение. В случае материала круглого сечения дефект может быть устранен путем обточки или шлифовки с учетом глубины 'его залегания и характера распределения (частоты). Примечание. Язвины от окалины на горя- чекатаной прутковой стали встречаются от- носительно часто. В общем, этот дефект не снижает свойств готовых изделий, но ухуд- шает внешний вид поверхности. Это не играет существенной роли для большого числа изделий различного назна- чения, за исключением тех случаев, когда такая заготовка предназначена для воло- чения. Пережог (чешуйчатость) — рис. 140—142 Описание. Сильно разветвленные трещи- ны, часто образующие сетки, проникающие от поверхности глубоко внутрь металла Поверхность имеет чешуйчатый вид. Причины возникновения. Повреждение границ зерен чаще всего вследствие их оки- сления. При чрезмерно высоких температу- рах нагрева интенсифицируются диффузия кислорода вдоль границ зерен и образова- ние окислов. Неправильный нагрев в на- гревательных колодцах и методических пе- чах, неблагоприятное соотношение газ — воздух (слишком высокий уровень темпе- ратуры). Попадание местных языков пламени на металл, т. е. плохая организация горения, неоднородность пламени (факелы). Предупреждение. Соблюдение предписан- ных технологией режимов нагрева, темпе- ратуры и состава атмосферы печи. Предотвращение попадания языков пла- мени на поверхность металла и наблюдение за правильной организацией горения. Устранение. Дефект чаще всего не может быть устранен. Примечание. Пережог не может быть уст- ранен последующей термической обработкой или повторной деформацией; металл браку- ется. Металл, пораженный пережогом, очень хрупок и разрушается при дальнейшем переделе. Подобный вид имеет разрушение в ре- зультате красноломкости, которое обус- ловлено, однако, оплавлением расположен- ной на границах зерен эвтектики Fe — FeO—iFeS. Особенно склонны к красноломкости низ- коуглеродистые стали с пониженным содер- жанием марганца и повышенным содержа- нием серы п кислорода (например, автомат- ные). Для предотвращения красноломкости прокатку следует проводить вне - области температур 900—950°С и выдерживать оп- тимальное соотношение между содержа- ниями марганца и серы. Металл, подверженный красноломкости, бракуют. ВНУТРЕННИЕ ДЕФЕКТЫ ГОРЯЧЕКАТАНЫХ ПРУТКОВ И ПРОФИЛЕЙ И КАТАНОЙ ПРОВОЛОКИ Неметаллические включения (рис. 143—145) Описание. Неметаллические включения (окислы, сульфиды, силикаты) обычно бес- порядочно распределены по сечению и дли- не и чаще всего имеют вытянутую форму. При этом в металле встречаются как экзо- генные, так и эндогенные включения. Причины возникновения. Неаккуратная работа с огнеупорным материалом прн под- готовке выпускного и разливочного обору- дования (огнеупорный материал попадает во время выплавки и разливки в жидкий металл и при затвердевании остается в при- поверхностном слое слитка или по всему его сечению). Неудовлетворительное качество огнеупор- ного материала (размывание и выкрашива- ние) . Скопление продуктов раскисления. Слишком ранний слив шлака. Недостаточная (слишком короткая) об- резка головной части слитка. Предупреждение. Тщательная подготов- ка разливочного оборудования. Использование огнеупорного материала соответствующего качества. Достаточная выдержка металла в ковше' до разливки. Хороший уход за выпускным отверстием. Достаточное удаление головной части слитка. Примечание. Неметаллические включения почти всегда содержатся в стали, их коли- чество и распределение зависят от методов выплавки и разливки. В зависимости от раз- меров, формы, локальности, характера, рас- пределения в объеме (частоты), а также назначения металла они могут ограничить 2 Зак 227 33
или исключить возможность применения стали данной марки. Повышенное содержа- ние неметаллических включений, имеющих после прокатки строчечное расположение, .может привести к древовидному или ши- ферному разрушению. Подобная структура может в конечном итоге вызвать расслоение в изломе; по внешнему виду оно сходно с разрушением грубоволокнистого дерева в продольном направлении. Причины возникновения. Разрушения этого типа связаны с дефектами, образую- щимися при производстве стали. Эти де- фекты, так же как и указанный характер разрушения, неустранимы в прокатном про- изводстве. Прокат с грубым шиферным (древовидным) изломом бракуют. При ло- кальном расположении дефектов (неметал- лических включений) возможно их удале- ние. Дефект не следует путать с волокни- стой структурой, к которой сознательно стремятся при производстве пружинной стали (например, марганцевокремиистой). Сильная (грубая) ликвация (рис. 146) Описание. Различимые на травленой по- верхности поперечного нли продольного шлифа проката 'участки, имеющие химиче- ский состав, существенно отличающийся от среднего. Причины возникновения. Первичная лик- вация (ликвация во время затвердевания стали после разливки, например зональная и дендритная ликвация в слитке). Сегрегация газовых пузырей во время за- твердевания стали после разливки. Слишком короткая обрезка конца бунта катаной проволоки (относящегося к голов- ной части слитка из спокойной стали). Предупреждение. Возможно при проведе- нии соответствующих технических меропри- ятий на стадии разливки стали (регулиро- вание температуры разливки, скорости раз- ливки и охлаждения, применение вакуума). Достаточная обрезка конца бунта ката- ной проволоки (относящегося к головной части слнтка). Устранение. При дендритной ликвации — диффузионный отжиг. Примечание. Ликвация обусловлена при- родой явлений, происходящих при кристал- лизации стали. Особенно сильно ликвируют фосфор, сера и углерод. Зональная ликвация особенно сильно уве- личивается с ростом размеров слитка. Расположенная в середине прокатной за- готовки ликвационпая зона называется осевой. В поперечном сечении горячекатаного ме- талла сегрегации могут смещаться к краям, например из-за неравномерного охлаждения при кристаллизации жидкой стали или не- благоприятного режима деформации; иног- да это. смещение может быть столь сильным, что ликвационные зоны выходят на поверх- ность. Сильная ликвация может приводить к образованию внутренних и поверхностных дефектов. Только при значительной концентрацион- ной неоднородности и выходе на поверх- ность сегрегации выглядят как дефект, до- пустимость или недопустимость которого определяется назначением проката и ого- варивается соответствующими технически- ми условиями. Расслоения (рис. 147) Описание. Вытянутые, плоские нарушения сплошности металла различной величины, расположенные внутри проката в направле- нии прокатки. Причины возникновения. Дефекты стале- плавильного производства (усадочные ра- ковины, газовые пузыри, грубые неметалли- ческие включения). Предупреждение. В прокатном производ- стве невозможно. Устранение. Обусловлено возможностью вырезки с учетом конкретных условий ис- пользования данной прокатной продукции. Примечание. Этот дефект типичен прежде всего для крупных стальных профилей (рас- слоение полки тавровой балки) и толстых стальных полос. Раковины (рнс. >148, 149) Описание. Нарушения сплошности метал- ла, расположенные обычно в центральной зоне в продольном направлении; чаще всего различимы в поперечном сечении и могут содержать неметаллические включения. Причины возникновения. Появление де- фекта обусловлено технологией производст- ва литых заготовок (усадочная раковина в слитках спокойной стали) или недостаточ- ной обрезкой слитка. Осевая усадочная раковина. Предупреждение. Предупредить дефект при производстве прутковой стали, профи- лей, а также проволоки невозможно. Устранение. Производится обрезкой (вы- резкой) дефектного места. Примечание. При недостаточной обрезке слитка оставшаяся в металле усадочная раковина может проявиться часто как раз- рывы на концах прокатанного металла. Осевые усадочные раковины глубоко внед- рены в слиток и поэтому также могут по- падать в прутковую сталь, профили и в катаную проволоку. Из-за незначительно- го поперечного сечения после прокатки раз- личить такие дефекты труднее, чем дефек- ты, связанные с остатками головной уса- дочной раковины. Однако наличие и этих мелких дефектов может вызвать большие затруднения при дальнейшем переделе про- катной продукции. Флокены (рис. 150, 151) Описание. Матовые, металлического вида участки почти круглой или эллиптической формы, наблюдающиеся на поверхности раз- рушения горячекатаного металла и отлича- ющиеся от основного излома. В поперечном сечении, например иа трав- леных темплетах, флокены выглядят как межкристаллитные трещины. Причины возникновения. Водород, нахо- дящийся при высокой температуре в твер- 34
дом растворе в аустените, при охлаждении выделяется (при у—”«-превращении) из твердого раствора и переходит в газообраз- ное состояние. Если охлаждение происходит слишком быстро н поперечное сечение ве- лико, то времени для удаления водорода нз стали путем диффузии недостаточно. Прн наложении термических напряжений (от ускоренного охлаждения), структурных напряжений и в связи с наличием дефектов решетки в области температур от 100 до 200°С в местах скопления водорода возни- кают высокие суммарные напряжения, ко- торые могут привести к возникновению трещин. Предупреждение. Основные способы пре- дотвращения— прокаливание присадок ш хорошее кипение расплава. Подбор соответствующих исходных ших- товых материалов или использование ваку- умирования литого металла, особенно в слу- чае склонных к флокенообразованию сталей. Применение в качестве топлива для на- гревательных печей энергоносителей с не- значительным содержанием водорода. Медленное охлаждение после деформации. Применение специальных нагревов для' уменьшения склонности к флокенообразова- нию (выбор температуры и выдержки за- висит от размеров издёлий и мдрки стали); эти нагревы проводят непосредственно по- сле горячей деформации для уменьшения содержания водорода в металле. Устранение. Лишь при возможности ис- пользования металла для других целей, при дальнейшей деформации на меньшие раз- меры. Примечание. Флокены встречаются осо- бенно часто после деформации заготовок большого сечения (толстый стальной пру- ток). С уменьшением поперечного сенения сни- жается опасность флокенообразования; флокены почти не наблюдаются в профи- лях, средних и тонких стальных прутках, а также в катаной проволоке. К флокенообразованию склонны прежде всего легированные стали, а также стали с содержанием более 0,2% С, за исключением сталей ферритного или аустенитного клас- са, не имеющих полиморфных превращений. . Склонность к флокенообразованию снижа- ется с уменьшением степени легирования. Ликвационные трещины, а также, воз- можно, разрушение по первичным границам зерен или разрушения по раковинам могут быть по внешне<му виду аналогичны флоке- нам, однако флокены отличаются тем, что они не вытянуты в направлении деформа- ции. ДЕФЕКТЫ ПОВЕРХНОСТИ ХОЛОДНОТЯНУТЫХ ПРУТКОВ И ПРОВОЛОКИ Продольные трещины (рис. 152—156) Описание. Линейные нарушения сплошно- сти на поверхности холоднотянутого прутка пли проволоки, расположены в продольном направлении и в зависимости от причин, их вызвавших, имеют различную- форму н рас- полагаются в различных местах^ 1. Трещины, связанные с закатами при горячей прокатке, проходят прямолинейно, как правило, вдоль всего прутка или про- волоки. Часто подобные трещниы смещены на 180° относительно направления вытяжки. 2. Трещины, образовавшиеся при горячей прокатке из-за неправильной калибровки; расположены в виде линий параллельно продольной оси на различном расстоянии друг от друга. Они тоньше,, чем трещины, связанные с закатами; вызвавшее их сме- щение металла направлено под углом 90- или 180° относительно направления вы- тяжки. 3. Тонкие трещины, связанные с дефект- ностью (выкрашиванием) калибров при го- рячей прокатке; встречаются на равных расстояниях друг от друга и могут быть распределены по всему периметру (окруж- ности). 4. Тонкие трещины, обусловленные исход- ными трещинами из-за проскальзывания в калибре при горячей прокатке; могут быть короткими или длинными; нерегулярно' распределены по окружности. 5. Трещины на краях (ребрах) прутков с поперечным сечением, отличным от кругло- го, прежде всего у полосовой стали. 6. Трещины, связанные с сотовыми (под- корковыми) пузырями; обычно короткие, неравномерно распределены по поверхности- в продольном направлении. 7. Трещины, возникшие от остаточных напряжений; лишь в редких случаях прямо- линейны и расположены параллельно про- дольной оси; чаще всего криволинейные и ветвистые, иногда доходят до сердцевины; наблюдаются с одной или с двух сторон. 8. Трещины, обусловленные подкорковы- ми порами; распределены по поверхности неравномерно и вытянуты в продольном направлении. Короткие и преимущественно очень тонкие. Причины возникновения 1. Закаты возникают в результате загиба и развальцовки кромки, образующейся при переполнении предыдущего калибра (де- фект калибровки или неправильной задачи прутка во время прокатки). Другой причи- ной образования закатов является локаль- ное разрушение прокатных заготовок в местах расположения раковин. 2. Одновременные осадка и уширение (действие сжимающих и растягивающих напряжений) при прокатке. 3. Углубления, возникающие при прокат- ке из-за дефектной поверхности прокатных валков (в том числе поверхности калибров). Слишком большое различие диаметров одновременно работающих (сопряженных)' валков. 4. Неблагоприятное сопряжение между валками и заготовкой при шероховатой- поверхности валков. 5. Чрезмерное уширение при горячей; прокатке. Быстрое охлаждение краев (ребер) нео- круглых профилей при горячей прокатке. 6. Незаварившиеся подкорковые пузыри: 2* Зак. 227 35
7. Большие остаточные (внутренние) на- пряжения в металле могут возникать из-за слишком быстрого нагрева или охлаждения, в ходе дальнейшей деформации (например, вследствие скручивания) или при травлении (водород). 8. Изложницы с горячими трещинами, тазовыделение из-за поглощения влаги или водорода, слишком быстрая разливка. Предупреждение 1. Правильная калибровка н соблюдение технологии процесса горячей прокатки. 2. Создание такой калибровки, при кото- рой была бы исключена возможность одно- временной сильной осадки и уширения при горячей прокатке, особенно в последних проходах. 3. Не допускать большого различия меж- ду диаметрами одновременно работающих (сопряженных) валков. Не создавать углуб- лений на поверхности проката,; не использо- вать прокатные валки со слишком глубоки- ми насечками. 4. Текущий контроль за состоянием вал- ков (их поверхности) и своевременная смена валков. 5. Правильная калибровка для преду- преждения слишком большого уширения. 6. Подкорковые пузыри должны распола- гаться достаточно далеко от поверхности, чтобы после первых проходов при горячей прокатке, проводимых при достаточно вы- соких температурах и обжатиях, произошло их заваривание. 7. Предотвращение прн термической об- работке резких нагревов и охлаждений, оптимальное распределение обжатий (на- пряжений) при протяжке. 8. Использование исправных изложниц, имеющих хорошее состояние поверхности соблюдение оптимальной скорости разлив- ки, предупреждение влагонасыщения (водо- рода). Устранение. Возможность устранения определяется глубиной трещин и характе- ром их распределения (частотой), а также размерами профилей п маркой стали. Гру- бые трещины, например связанные с заката- ми, устраняются обточкой; тонкие трещины например трещины, связанные с проскаль- зыванием в калибре, устраняются шлифов- кой. Примечание. Образование продольных трещин на прутках п проволоке, полученных волочением, чаще всего связано с предва- рительными этапами металлургического передела. Продольные трещины, как прави- ло, существенно снижают качество прутков и проволоки, так как могут значительно затруднить их последующую обработку без снятия стружки, а также уменьшить работо- способность изделий, если металл содержал глубокие трещины. В большинстве случаев •образование трещин обусловлено дефектами сталеплавильного и прокатного производ- ства. Трещины на. металле, полученном волоче- нием, в значительной мере могут быть устра- нены путем обработки поверхности (зачи- сткой, обточкой, шлифовкой) заготовок Предотвратить эти дефекты можно путем соответствующей корректировки технологии в сталеплавильном и прокатном производ- стве. Рекомендуется подвергать горячека- таные заготовки надлежащей поверхностной обработке. Так как причины возникновения трещин весьма разнообразны, а возможно- сти контроля ограничены, получение метал- ла без трещин возможно только при чрез- вычайно высоких затратах. Степень вызван- ного продольными трещинами снижения качества заготовок и работоспособности по- лученных из заготовок изделий зависит от вида трещин, их глубины и характера рас- положения (частоты), а также от целей применения изделий. Если заготовка под- вергается механической обработке по всей поверхности, как в случае автоматных ста- лей, поверхностные трещины не являются браковочным признаком тогда, когда глу- бина их залегания меньше толщины удаляе- мого слоя. В случае изготовления из волоченых прутков и проволоки пружин, испытывающих большие динамические на- грузки, продольные трещины недопустимы. Поперечные трещины (рис. Д57) Описание. Нарушения сплошности метал- ла, наблюдаемые на поверхности волоченых прутков и проволоки в виде расположенных в .поперечном направлении линий п не про- ходящие по всей окружности. Причины возникновения. Разрывы пленки смазки при волочении. Плохое удаление окалины с поверхности исходной заготовки; вследствие этого воз- можно локальное перенапряжение поверхно- сти волоченых прутков или проволоки при повышенной степени холодной деформации. Сильная разница в размерах поперечного сечения по длине исходной (до волочения) заготовки. Предупреждение. Применение соответст- вующих устройств для равномерного подво- да смазкн и использование надлежащих смазочных материалов в достаточном коли- честве. Использование исходных заготовок с по- стоянными размерами поперечного сечения по длине. Полное удаление окалины перед волоче- нием. Устранение. Если этот дефект наблюдает- ся на волоченых прутках и проволоке мало- го поперечного сечения, то он практически неустраним. Поперечные трещины в металле большого сечения могут быть устранены обточкой, если она целесообразна, исходя из глубины залегания дефекта (и припуска на механи- ческую обработку). Примечание. Этот дефект наблюдается, как правило, только при волочении прово- локи с большими обжатиями за проход, т. е. в случаях, когда имеют место повышен- ные нагрузки иа смазку и поверхность ме- талла (главным образом, при производстве патентироваииой пружинной стальной про- волоки).. Поперечные трещины приводят к разрушению проволоки при изготовлении из нее изделий методами изгиба или круче- ния. Эти трещины недопустимы для изделий, изготовляемых из проволоки, в тех случаях, 36
когда эти изделия испытывают большие статические и особенно динамические на- грузки. Язвины (раковины), поры (рис. 158, 159) Описание. Наблюдаемые на поверхности волоченых стальных прутков или проволоки углубления, имеющие удлиненную пли то- чечную форму и беспорядочное распределе- ние. Мелкие точечные углубления называют порами. Причины возникновения. Язвины и поры на поверхности горячекатаных стальных прутков илн катанки (например, язвины от окалины), т. е. дефекты на исходных (до волочения) заготовках. Неправильное хранение горячекатаных исходных заготовок (язвины от коррозии). Слишком длительное травление, особенно без добавок соответствующих ингибиторных присадок в травильные растворы (поры от травления). Предупреждение. Применение в качестве исходных заготовок горячекатаных сталь- ных прутков или катанки без язвин и пор. с равномерно снятой окалиной. Надлежащее хранение заготовок с соблю- дением мер, предохраняющих от коррозии (или такая организация производства, при которой допускается только кратковремен- ное хранение горячекатаного исходного металла). Текущий и тщательный контроль за про- цессом травления и за качеством травленой поверхности. Введение присадок в травильный раствор (ингибиторов). Устранение. Возможно путем обточки или шлифовки нли при сочетании обоих методов (так называемые ремонтные работы). Уменьшение глубины дефекта путем даль- нейшего холодного волочения (на следую- щий размер). Примечание. Язвины и поры в большинст- ве случаев наблюдаются при диаметре от 6 мм (или эквивалентном поперечном сечении) и выше преимущественно на волоченой прут- ковой стали. Дефекты обоих видов часто встречаются совместно. Полное отсутствие пор и язвин в волоче- ном металле едва ли возможно. В случаях особого назначения волоченой продукции (гальванические покрытия поверхности, вы- сокая коррозионная стойкость кислотостой- ких сталей)', конца требуется полное отсут- ствие на поверхности язвин и пор, необходи- мо применение шлифованного или полиро- ванного металла (а не волоченого). В большинстве других случаев поры и язви- ны не оказывают отрицательного влияния на работоспособность изготовленных из волоченого металла изделий. Если прн даль- нейшей обработке произ.воднтся обточка поверхности, то поры и язвины не снижают качества изделия при условии, что их глу- бина не превышает толщины снимаемой стружки. Раковины, отслоения (рис. 160—162) Описание. Наблюдающиеся на поверхно- сти волоченых стальных прутков илп прово- локи выступающие образования, лишь мес- тами прилегающие к основному металлу. Дефекты большего размера обозначаются как раковины, меньшего — как отслоения (или чешуйки). Причины возникновения. Дефекты исход- ных заготовок — на поверхности горячека- таных стальных прутков или катанки. Не- металлические включения,, расположенные вблизи поверхности проката, приводящие к разрывам поверхности при холодной об- работке давлением (волочении). Пузыри, образовавшиеся при травлении (водород), разрываемые при холодном' волочении. За- каты на исходном материале. Предупреждение. Применение бездефект- ных горячекатаных стальных прутков или катанки. Правильное проведение травления, в том числе применение ингибиторов. Устранение. Дефекты могут быть устра- нены путем обточки, проводимой с учетом марки стали, размеров профиля и его наз- начения. Примечание. Раковины и отслоения явля- ются серьезными дефектами волоченого металла. Они сильно ухудшают внешний вид, а надежность и долговечность изготов- ленных из такого металла изделий снижа- ется. В зависимости от числа п величины этих дефектов устанавливается различная степень снижения качества. Для металла, предназначенного для обточки, важной ха- рактеристикой является его обрабатывае- мость на автоматах. Царапины при волочении (рис. 163) Описание. Видимые на поверхности пря- молинейные углубления в продольном направлении, основания которых имеют светлый вид. Существенных структурных изменений в месте царапин не обнаружи- вается. Причины возникновения. Заусенцы,, обра- зовавшиеся при прохождении металла через волочильную матрицу. Выступы в волочильной матрице, обусловленные нали- чием раковин в исходных заготовках или вообще плохой подготовкой поверхности заготовок, а также значительными отклоне- ниями формы заготовок от правильной (раз- рушение пленки смазки). Дефектная или выкрошенная волочиль- ная матрица. Предупреждение. Применение исходных заготовок без раковин и значительных от- клонений заданной формы (размеров). Своевременная замена изношенных мат- риц (фильер). Устранение. Обработка со снятием стружки. Примечание. Царапины на металле, полу- ченном волочением, ухудшают внешний вид его поверхности и недопустимы, как прави- ло, в тех случаях, когда глубина их залега- ния превышает допуски, установленные для 37
.•заданных размеров. Поэтому применять во- лоченый металл с царапинами для изготов- ления изделий, которые должны иметь безу- пречную поверхность, можно только после обработки, предусматривающей снятие стружки. Так как царапины при волочении не нару- шают структуру основного металла, то возможна их локальная зачистка без сня- тия стружки с учетом их глубины и формы. Вид, подобный царапинам прн волочении, имеют механические повреждения во время транспортировки или, что наблюдается осо- бенно часто, при дальнейшей переработке металла в направляющих соответствующих машин. Места, не подвергшиеся волочению — . чериовины (рис. >164) Описание. Темные необработанные места, .наблюдаемые вдоль круглой поверхности или на продольных гранях волоченых сталь- ных прутков, реже на проволоке, располо- женные более или менее регулярно. В этих местах размер поперечного сечения чаще всего меньше допустимого. Причины возникновения. Отклонение формы (размеров) исходной (до волочения) заготовки от установленной (например, от круглой или шестигранной — втянутые грани). Предупреждение. Применение исходных заготовок правильной (установленной) фор- мы, имеющих размеры в пределах оговорен- ных допусков. Высокая степень суммарного обжатия (соответственно повышенная вы- тяжка). Устранение. Дополнительное волочение, •если протяженность дефектных мест не слишком велика; в случае круглого металла возможна также обточка или шлифовка (если при этом соблюдаются установленные техническими условиями размеры). Примечание. Дефект наблюдается в основ- ном на специальных волоченых профилях, таких как шестигранные или четырехгран- ные профили больших сечений, реже на круглой стали. Для предотвращения этого дефекта целесообразно применять исходные заготовки с допусками на размеры попе- речного сечения по верхнему пределу (с уче- том условий вытяжки). При достаточно больших обжатиях (волоченая проволока диаметром менее 5 мм) этот дефект ие на- блюдается. Дефект подобен язвинам от окалины (вкатанная окалина). Остатки окалины (рис. 165) Описание. Темные необработанные места на поверхности волоченых стальных прут- ков или проволоки; на этих участках нет углублений (вдавливания) металла. Распо- ложение дефектов — чаще всего по длине прутка или проволоки. Причины возникновения. Остатки окали- ны после горячей прокатки или после соот- ветствующих нагревов. При неравномерном расположение окалины на поверхности ис- ходных заготовок после травления с целью удаления окалины могут остаться ее «ост- ровки». Неравномерное травление кислотой неко- торых мест (места соприкосновения лежа- щих один на другом кольцевых бунтов проволоки или прутков в пачке). Плохое перемешивание травильного раст- вора (также определяющее неравномерное травление). Отработанный травильный раствор. Неправильно выбранный травитель, слиш- ком низкая температура травления, малая длительность травления. Недостаточная промывка металла после травления. Недостаточное механическое удаление окалины. Подсос воздуха в печах для светлого от- жига. Предупреждение. Использование исход- ных заготовок, имеющих равномерное рас- положение окалины перед травлением. Полное удаление окалины при качественном травлении. Перемешивание травильного раствора. Распушивание рулонов, пачек прутков и бунтов проволоки. Стекание (стряхивание) раствора и тща- тельная промывка от травителя. Полное механическое удаление окалины (струей воды, ломкой и т. п.). Подбор благоприятной защитной атмо- сферы в устройствах (печах) для светлого отжига. Устранение. Шлифовка, дополнительное травление; однако применение этих средств не всегда целесообразно. Примечание. Этот дефект ухудшает внеш- ний вид поверхности и мешает качественно- му нанесению поверхностных покрытий (гальваническое нанесенпе, диффузионное нанесение -при нагреве). Применение металла с такими дефектами с учетом их величины и характера располо- жения (частоты) возможно при неответст- венном его назначении. Цвета побежалости и окалина, оставшаяся от иагрева Списание. Наличие на поверхности ме- талла после светлого отжига мест с раз- личной окраской от желтого до синего (цвета побежалости), серого (окалина от нагрева) пли черного цвета (осаждение са- жи); дефекты могут встречаться в виде отдельных локальных участков и в виде участков большой протяженности. Причины возникновения. Подсос воздуха в процессе светлого отжига и вообще небла- гоприятная атмосфера печи (окисление). Цвета побежалости и окалина могут воз- никать также при неправильном-(см. ниже) охлаждении проката после нагрева. Осаждение сажн происходит прн непра- вильно выбранной атмосфере в печах свет- лого отжига (избыток углеводородов). Предупреждение. Соответствующее регу- лирование состава атмосферы печи при светлом отжиге. Не допускать подсоса водуха в печи для светлого отжига. Охлаждение металла после термической 38
обработки примерно до 150°С желательно производить без свободного доступа воз- духа. Устранение. Травление, шлифовка (в слу- чае окалины от нагрева и цветов побежало- сти). Зачистка (осаждение сажи). Примечание. Дефекты образуются только при применении светлого отжига. Цвета побежалости и окалина от нагрева на значительной площади поверхности окончательно отожженного металла приво- дят либо к снижению его стоимости связи с ухудшением качества), либо к до- полнительным затратам на устранение де- фектов. Частично возможны пересортировка, разбраковка. Осаждение сажи связано часто с нежелательным локальным наугле- роживанием. Пятиа травления Описание. Темные размытые пятна на поверхности стальных прутков,, полученных волочением, и в меньшей мере на поверхно- сти волоченой проволоки; расположены бес- порядочно и с различной частотой. Эти пятна не связаны с углублениями на поверх- ности металла. Причины возникновения. Остатки тра- вильного раствора на поверхности металла после недостаточного удаления брызг с не- го и недостаточной промывки. Капли травильного раствора, попадающие на травленый прокат с подвесок (или дру- гих подъемных приспособлений) во время транспортировки после травления. Предупреждение. Полное удаление тра- вильного раствора путем промывки. Пре- дупреждение попадания капель с подвесок или других транспортных устройств. Устранение. При значительной частоте расположения дефектов рекомендуется шлифовка металла. Применение. Если к внешнему виду по- верхности не предъявляют особенно высо- ких требований и дефект встречается на ме- талле не очень часто, то прутки или прово- локу можно использовать по назначению. Работоспособность участков металла с эти- ми дефектами не снижается.1 Места коррозии (рис. 166) Описание. На участках поверхности наб- людается бурый пли красноватый осадок (ржавчина) различной толщины. После удаления этого осадка заметно разъедание поверхности. Причины возникновения. Отсутствие за- щиты от коррозии или недостаточная защи- та (не использованы средства защиты от коррозии, неправильная упаковка). Хранение и транспортировка металла да- же при хорошей коррозионной защите, но в неблагоприятных атмосферных условиях. Остатки на поверхности -продуктов трав- ления,. способствующих коррозии. Недостаточно равномерная температура (перепады) па складах, чрезмерно дли- тельное хранение металла у производителя, продавпа или потребителя. Предупреждение. Устранение с поверхно- сти остатков продуктов травления/ Выбор подходящих средств защиты от коррозии, в том числе при упаковке. Хране- ние в закрытых складах (по возможности с регулируемой температурой); непродолжи- тельное время хранения. Устранение. Возможно путем дополни- тельной обработки (например, зачистка щетками или шлифовка) в зависимости от степени коррозии. Примечание. Для волоченой прутковой стали, поверхность которой при последую- щей обработке подвергается точению, до- пускается наличие неглубоких мест корро- зии. Сорт металла., к состоянию поверхности которого предъявлены (оговорены) высокие требования, снижается, если последующей обработкой описанные дефекты полностью не устраняются. В случае волоченой стальной проволоки (патентированной или для холодной высад- ки, а также пружинной) повышение корро- зионной стойкости достигается путем фосфатирования. Поверхностные дефекты, возникающие при правке Описание. Спиралеобразные повреждения на поверхности металла круглого сечения (плоские вдавлины, насечки, царапины). На поверхностях с отклонением сечения профиля от круглого в местах, которые на- ходились в контакте с правильными роли- ками, наблюдаются насечки или царапины. Причины возникновения. Неправильная (вызвавшая слишком сильную локальную деформацию) установка правильных роли- ков. Поврежденные правильные ролики (выкрашивание на их поверхности или силь- ный износ). Пригары, раковины и отслое- ния на поверхности металла, подвергаемого правке. Предупреждение. Надлежащая установка правильных роликов. Своевременная замена дефектных правильных роликов. Примене- ние качественного исходного металла, под- вергаемого правке. Устранение. Для металла круглого сече- ния возможна шлифовка. Устранение де- фектов профилей с формой сечения, отлич- ной от круглой, затруднено Примечание. Незначительные поверхност- ные повреждения, возникшие при непра- вильной правке, ие являются дефектами. Волоченые прутки круглого сечения, имею- щие низкую твердость, одновременно с правкой подвергают полированию. Поэтому для такого металла поверхно- стные дефекты, вызванные полированием и правкой, взаимосвязаны. Поверхностные дефекты, возникающие при обработке резанием (обточке) — рис. 167—170 Описание. На поверхности металла после обточки наблюдаются винтообразные гру- бые следы обработки. 1. Шероховатые локальные неглубокие риски от обработки резанием. 1 39
2. Шероховатые глубокие риски от обра- ботки резанием, расположенные вдоль всей обработанной заготовки. 3. Деформация поверхности, проходящая спиралеобразно вдоль всей обработанной резанием заготовки. 4. Отпечатки 'от зажимных кулачков. Причины возникновения 1. Заедание прутка в направляющих ро- ликах (люнетах) из-за наличия остатков окалииы. Эксцентриситет при установке прутка в направляющих роликах относительно на- правления обточки. 2. Плохо заточенный или выкрошенный резец. Неблагоприятно выбранная скорость резания. 3. Недостаточное закрепление прутка в зажимных кулачках патрона при обточке. 4. Слишком велико усилие зажима в ку- лачках. Изношенные и выкрошенные зажим- ные кулачки. Предупреждение 1. Применение исходных заготовок, хоро- шо очишенных от окалины. Правильная на- стройка токарного станка. 2. Своевременная смена резцов. Примене- ние оптимальной скорости резания. 3, 4. Использование исправных зажимных кулачков. Устранение. Повторная обточка на дру- гой диаметр. Примечание. На поверхности металла пос- ле обработки резанием всегда имеются не- значительные следы обработки, величина ко- торых меньше допуска, и поэтому они не являются дефектом. При повторной обработ- ке резанием дефектного металла (на мень- ший размер) может быть достигнуто полно- ценное качество поверхности, если принима- ются соответствующие меры по предупреж- дению возникновения при этом каких-либо других поверхностных дефектов. Поверхностные дефекты, возникающие при шлифовке Описание. Темные полосы или царапины, нарушающие светлый блестящий внешний вид поверхности после шлифовки, располо- женные поперек оси прутка. Кроме того, могут наблюдаться локальные прижоги, а также трещины от прижогов и пвета побе- жалости. Причины возникновения. Вибрация штан- ги (прутка) в станках-автоматах при шли- фовке. Неправильная работа станка. Приме- нение шлифовальных кругов с неподходящей зернистостью или с дефектами. Недостаточное охлаждение прн шлифовке. Слишком сильный прижим кругов. Предупреждение. Наладка работы станка и всего процесса шлифовки. Применение надлежащих шлифовальных кругов и необходимого охлаждения, соот- ветствующего данной марке стали. Выбор оптимального усилия прижима шлифовальных кругов к обрабатываемой заготовке из данной стали с учетом состоя- ния (твердости) заготовки после термиче- ской обработки. 40 » Устранение. Отдельные дефекты могут быть устранены, как правило, при повтор- ной шлифовке. Устранение сетки шлифовоч- ных трещин затруднительно. Примечание. Дефекты поверхности, воз- никающие по другим причинам и выявляе- мые при шлифовке, здесь не рассматрива- ются. Если следы обработки шлифовальны- ми кругами имеют незначительную протя- женность, частоту и глубину и несуществен- но изменяют внешний вид (блеск) проката, то их не считают дефектом. Если дефект имеет значительную протяженность, необхо- дима дополнительная обработка. При невозможности дополнительной обработки сорт металла снижают. Это относится в первую очередь к металлу со шлифовочны- ми трещинами. К образованию шлифовоч- ных трещин особенно склонны высокоугле- родистые и легированные стали, прежде всего в твердом (подкаленном) состоянии.' Наличие шлифовочных трещин определяет повышенную склонность к усталостному разрушению. Металл после шлифовки необходимо тща- тельно оберегать от механических повреж- дений во время внутризаводских и внеш- них (к потребителю) перевозок. Поверхностные дефекты, возникающие при полировании (рис. 174) Описание. Спиралеобразные плоские сле- ды (темные полосы .пли шероховатости) на поверхности полированного материала. Причины возникновения. Слишком силь- ный прижим полировальных кругов. Прига- ры от раковин и отслоений на поверхности полировальных кругов. Предупреждение. Соблюдение необходи- мой величины давления (прижима круга) при полировании. Применение для полиро- вания исходных прутков и проволоки без раковии и отслоений. Своевременная замена изношенных полировальных кругов. ‘ Устранение. Шлифовка поверхности. Примечание. Незначительные риски (от- печатки) , возникшие при полировании, кото- рые незначительно ухудшают однородный блеск и общий внешний вид, не являются дефектами. Механические повреждения Описание. Поверхностные повреждения и повреждения краев (ребер четырехгранного, шестигранного и других специальных про- филей) типа рисок, царапин, насечек, уг- лублений и прочих отпечатков. Глубина, форма, протяженность н расположение де- фектов могут быть самыми разнообразными. Причины возникновения. Повреждения при транспортировке и хранении. Неправильное крепление бунтов, пакетов, и рулонов. Повреждения в связи с непра- вильной работой адъюстажного оборудова- ния волочильного отделения пли других устройств при последующей переработке у потребителя. Предупреждение. Надлежащее обращение с металлом в адъюстаже волочильного от- деления и во время переработки у потреби-
теля (обращать внимание на высоту сбра- сывания, работу подающих роликов т. п.). Соответствующая упаковка для транспор- тировки и хранения. Применение надлежа- щих средств крепления (прокладок). Устранение. Возможно путем шлифовки пли обточки. На профилях, имеющих форму поперечного сечения, отличную от круглой, устранение затруднено. Примечание. К качеству поверхности ме- талла после волочения или обточки предъ- являются высокие требования. Поэтому ме- ханические повреждения по возможности устраняются. Характер упаковки зависит от назначения металла. ВНУТРЕННИЕ ДЕФЕКТЫ ХОЛОДНОТЯНУТЫХ ПРУТКОВ И ПРОВОЛОКИ Неметаллические включения Описание. Неметаллические включения (скислы, сульфиды, силикаты) представля- ют собой участки нарушения сплошности металла. Они распределены беспорядочно по сечению и длине и чаще всего имеют вытя- нутую форму. Различают экзогенные и эн- догенные включения. Причины возникновения. Небрежная ра- бота с огнеупорным материалом при под- готовке выпускного н разливочного обору- дования (частички огнеупорного материала попадают во время выплавки и разливки в жидкую сталь н при'затвердевании остают- ся вблизи поверхности или внутри слитка). Низкое качество огнеупорного материала (размывание и выкрашивание). Скопление продуктов раскисления. Слишком ранний слив шлака при выпуске стали. Слишком короткая обрезка головной ча- сти (в прокатном производстве). Предупреждение. Тщательная подготовка разливочного оборудования. Применение огнеупорного материала соответствующего качества. Достаточная выдержка металла в ковше при разливке. Хороший уход за выпускным отверстием. Достаточная обрезка головной части слитка в прокатном производстве. Устранение. Удаление включений невоз- можно. Примечания. Количество неметаллических включений в данной стали обусловлено кон- кретной технологией; иеличина и распреде- ление включений определяются ходом плав- ки и разливки. В зависимости от величины, формы, расп- ределения и «мощности» скоплений неме- таллических включений, а также от целей применения дайной марки стали эти вклю- чения могут усложнить или полностью иск- лючить возможность применения металла. Сильная (грубая) ликвация Описание. Зоны в поперечном сечении и по длине проката, выявляемые на травленом шлифе в связи с тем, что химический состав этих зон отличается от среднего состава ме- талла прокатанной заготовки (рис. 146). Причины возникновения. Первичная лик- вация (во время затвердевания стали после разливки). Предупреждение. Проведение мероприя- тий, связанных с совершенствованием тех- нологии разливки в сталеплавильном про- изводстве (регулирование температуры раз- ливки, скорости разливки н охлаждения, вакуумирование). Устранение. Диффузионный отжиг'. Примечание. Ликвация обусловлена физи- ческими факторами; степень ее развития определяется градиентом температур между ликвидусом и солидусом. Особенно сильно ликвируют фосфор, сера и углерод. Ликва- ция возрастает с увеличением размеров слитков. Расположенную в середине прока- танной заготовки ликвациониую зону на- зывают «центральная ликвация». При нерав- номерном охлаждении жидкой стали илн неблагоприятной деформации ликвацион- иая зона может смещаться к краю попереч- ного сечения, а также выходить на поверх- ность. Значительная ликвация может при- вести к образованию серьезных внутренних и внешних дефектов. Ликвация считается дефектом при сильной концентрационной неоднородности и выходе ликвационных зон на поверхность. При этом качество проката снижается. Внутренние трещины (рис. 172, 173) Описание. Линейные, иногда расширяю- щиеся нарушения сплошности внутри ме- талла, расположенные преимущественно пер- пендикулярно или под некоторым опреде- ленным углом к направлению оси прутка. Причины возникновения. Излишне высо- кая вытяжка при волочении* 1. Неметалличе- ские ‘включения пли ликвационные зоны (особенно обогащение углеродом сердцеви- ны), усадочная раковина. Предупреждение. Холодная деформация материала со степенью, не превышающей допустимую. Не применять исходные заго- товки со значительным количеством неме- таллических включений, развитой ликваци- ей и оставшимися усадочными пустотами. Устранение. Внутренние трещины устра- нить невозможно. Примечание. В зависимости от величины, расположения и назначения металла внут- ренние трещины могут быть серьезным1 дефектом, так как они не только вызы- вают уменьшение поперечного сечения, но и определяют возникновение концентра- ции напряжений. Эти дефекты особенно- опасны потому, что при обычных условиях получения и испытаний прутковой стали или проволоки они выявляются лишь тогда, когда в местах их залегания происходит разрушение (поперечные нарушения сплош- ности) . Чрезмерная вытяжка, приводящая к внут- ренним трещинам, бывает, как правило,. * Не может устранить сильную зональную- ликвацию, а в случае сталей с повышенным содер- жанием углерода может привести к нежелатель- ной графитизации. (Прим. ред.). 1 Больший угол волочения, слишком малые частные обжатия при большом угле волочения, при большом сечении 41
только при волочении проволоки, если не- -обоснованно стремятся к значительной сте- пени деформации. ОТКЛОНЕНИЯ РАЗМЕРОВ И ФОРМЫ Отклонения размеров н формы поперечного сечения (рис. 174—177) Описание. Отклонения от заданного попе- речного сечения: 1. Ромбичность— грани металла прямо- угольного сечения не образуют друг с дру- гом прямых углов. 2. Бочкообразность — металл прямоуголь- ного сечения имеет сильную выпуклость (неплоские поверхности). 3. Овальность — поперечное сечение круг- лого металла сильно отличается от круга. 4. Сильная вогнутость — металл прямо- угольного сечення имеет сильную вогну- тость. 5. Не полностью образованный про- филь — контур профиля отличается от за- данного. Причины возникновения. Осевое смещение верхнего и нижнего валков. Неправильная настройка валков и арматуры (п. 1—5), Сильный износ валков н подшипников (п. 1,5). Технология прокатки — режим обжатий — выбрана неправильно; она не соответствует данной марке стали и форме профиля (п. 1, 2, 4)i Недостаточный прогрев материала в на- гревательных колодцах и методических печах (п. 1, 4). Предупреждение. Боковое фиксирование верхних и нижних валков (п. 1). Применение соответствующей калибров- ки, а также своевременное регулирование и корректировка установки валков и армату- ры (п. 1—5). Использование износостойких материалов для валков и подшипников, а также теку- щий контроль за состоянием валков и под- шипников (п. 1, 4). Соблюдение заданного режима при про- катке. В случае сутунок, которые прокаты- ваются со свободным уширением, для обес- печения предусмотренной технологией ши- рины необходим промежуточный проход,, обеспечивающий обжатне боковых граней (кроме случая прокатки листов). Необходимый прогрев металла в нагре- вательных колодцах и нагревательных пе- чах, а также поддержание заданных темпе- ратур прокатки (п. 1, 4).. Устранение. Возможность устранения обусловлена последующей горячей дефор- мацией или обработкой поверхности со сня- тием стружки (для полуфабрикатов круг- лого сечения — обточкой) в зависимости от величины дефекта и -характера расположе- ния (частоты), при этом следует учитывать экономическую целесообразность этих мер устранения. Примечание. Металл с большими откло- нениями поперечного сечения от установ- ленной формы бракуется. При незначитель- ном уменьшении или превышении .размеров 42 возможны снижение сорта, дополнительная обработка или частичная отбраковка. Отклонение размеров поперечного сече- ния от заданных возможно и у стальных прутков или проволоки, полученных волоче- нием (особенно овальность). Это может быть обусловлено, с одной стороны, тем, что размеры и форма стальных прутков, профилей и проволоки, полученных горячей прокаткой и предназначенных для дальней- шего волочения, уже имеют указанные от- клонения. С другой стороны,, описанные дефекты формы часто могут возникать и при холодной деформации. В тех случаях, когда необходимы точность наладки арма- туры и минимальная разбалансировка (ва- лов, осей, штифтов и т. д.), нужно особое внимание обращать на точность допусков по диаметру размеров калибра, углов радиу- сов закруглений, ширины полок, а также размеров у специальных профилей, так как иначе их применение невозможно или воз- можно только после дополнительной- об- работки. Эти дефекты при холодной деформации обусловлены прежде всего следующим: использованием заготовок с недопустимыми отклонениями размеров н формы от задан- ных (например, угловые отклонения, не полностью сформированные прокаткой реб- ра). применением дефектного, или имеюще- го неточные размеры, или изношенного во- лочильного инструмента. Отклонения размеров и формы по длине Описание. Отклонения от заданных разме- ров по длине изделий, полученных прокат- кой нли волочением: 1. Скручивание — поперечное сечение из- делия, полученного прокаткой или волоче- нием, в различных участках по длине скру- чено. 2. Волнистость — поверхность в продоль- ном направлении на коротких участках неплоскостна (полоса). 3. Искривление — продольная ось изде- лия, полученного прокаткой или волочением, в большей или меньшей степени искривлена. 4. Косой рез — плоскость поперечного се- чения разрезанного изделия неперпендику- лярна к продольной оси. Причины возникновения. Неправильная установка валков и арматуры (п. 1—3). Сильный износ валков и калибров (п. 1—3). Несоблюдение режима прокатки (п. 1—3). Поводка заготовки на холодильнике (п. 1—3). Неправильная настройка правильного оборудования (п. 1—3). Неправильная работа на нагревательных устройствах (п. 1„ 2, 4). Неблагоприятные условия хранения (п. 3). Неаккуратная транспортировка (п. 1, 3). Предупреждение. Контроль за настройкой валков и арматуры и ее корректировка. Своевременная замена валков и подшип- ников. Соблюдение режима прокатки (последо- вательности в расположении калибров.
установленных обжатий за проход и темпе- ратур прокатки). Правильное хранение и охлаждение на холодильнике. Точная настройка правильного оборудо- вания. Текущий контроль за состоянием агрега- тов для резки (ножницы, пилы)|. Хранение в ящиках н на прокладках (бру- ски, шины). Транспортировка прн использовании соот- ветствующих крановых подвесок. Устранение. Обусловлено возможностью последующей обработки (искривление устра- няется правкой; при косом резе проводят дополнительную резку). Примечание. Материал с большой волни- стостью и скручиванием бракуют. Отклонения по длине могут встречаться также у стальных прутков и проволоки, полученных волочением (закручивание про- волоки и прутка, искривление прутков, ко- сой рез). С одной стороны, это объясняется тем, что стальные прутки и профили, а так- же проволока, полученные горячей прокат- кой и предназначенные в качестве исходного материала для последующего волочения, уже имеют указанные отклонения размеров и формы, а с другой —эти отклонения мо- гут возникать при холодной деформации. ЛОКОВКИ, ПОЛУЧЕННЫЕ СВОБОДНОЙ КОВКОЙ ДЕФЕКТЫ ПОВЕРХНОСТИ Трещины, обусловленные сотовыми (подкорковыми) пузырями (рис. 1178, 179) Описание. Встречаются, как правило, в большом количестве, часто в виде скопле- ний, однако не образуют сетки. Форма за- висит от вида предварительной обработки. В зависимости от степени вытяжки возни- кают дефекты различной протяженности и глубины, располагающиеся вдоль направ- ления деформации. Они не всегда легко раз- личимы. При больших обжатиях наблюда- ется расширение дефектов. Причины возникновения. Эти дефекты являются следствием вытяжки сотовых (подкорковых) пузырей, расположенных на поверхности или вышедших на нее при де- формации; образование сотовых пузырей связано исключительно с процессами плав- ки и разливки (см. выше),. Предупреждение. Использование безде- фектных исходных заготовок. Устранение. При повышенном припуске — механическая обработка для удаления по- верхностного слоя, содержащего дефекты. Примечание. Использование поковок с такими дефектами возможно в том случае, если глубина дефектов не превышает вели- чины припуска на механическую обработку. Сходный внешний вид имеют закаты. Отли- чительным признаком рассматриваемого дефекта (от закатов) является направлен- ность его в глубь материала. Сотовые пузы- ри располагаются перпендикулярно к по- верхности, а закаты чаще всего под острым углом к ней. Таким образом, при использо- вании металлографических методов исследо- вания возможно их разделение. Продольные трещины (рис. 180—182) Описание. Расположенные в продольном направлении поковки трещины могут быть закрытыми (сомкнутыми), если направление трещины соответствует направлению вы- тяжки, или раскрытыми, если их края не сомкнулись при ковке. Причины, возникновения. Слишком быст- рая, слишком горячая, выполненная не стро- го по центру, заливка или охлаждение слитков в сталеплавильном производстве до недопустимо низких температур, что обус- ловливает возникновение трещин в исход- ных заготовках. Высокие остаточные (внут- ренние) напряжения вследствие неправиль- ного охлаждения поковок. Предупреждение. Внешний контроль ис- ходных заготовок. Соблюдение технологии охлаждения по- ковок. Устранение. Слаборазвитые продольные трещины можно устранить при специальном режиме дальнейших операцйй ковки; глубо- кие продольные трещины, оставшиеся в по- ковках, приводят к браку. Примечание. Продольные трещины, воз- никшие от больших остаточных (внутрен- них) напряжений, всегда приводят к браку; они обычно распространяются в глубину. Шлифовочные трещины (рис. 183) Описание. Многочисленные тонкие тре- щины в виде сетки, расположенные на по- верхности поковки после шлифовки, как правило, под прямым углом к ее направ- лению. Причины возникновения. Недостаточное охлаждение при шлифовке. Чрезмерное усилие шлифования, особенно в случае слишком грубых (твердых) шли- фовальных кругов. Высокие остаточные напряжения (напри- мер, в результате подкалки) способствуют появлению трещин при шлифовке. Предупреждение. Надлежащее охлажде- ние при шлифовке. Выбор подходящих шлифовальных кру- гов. Осторожное проведение шлифовки (от- сутствие прижогов, небольшое давление на круг и т. п.). Устранение Строжка или обточка слоя с трещинами. «Зажимы» при ковке (складки) — рис. 184, 185 Описание. В большей или меньшей степе- ни развитая иесплошность металла с окис- ленной поверхностью, идущая под острым углом в глубь поковки. На поверхности по- ковки имеет вид извилистой линии, как пра- вило, хорошо видимой, расположенной пер- пендикулярно к направлению вытяжки. Де- фект проявляется преимущественно в мес- тах резкого изменения поперечного сечения. Характерен перегиб волокна в основании складки. 43
Причины возникновения. Неправильная осадка или обжатпе при ковке. Слишком большая деформация за единичное обжатне, особенно при слишком острых краях бойка. Предупреждение. Правильный подбор бойков п другого кузнечного инструмента. Соблюдение технологии ковки. Добросовестная квалифицированная ра- бота кузнецов. Устранение. Дефектные места удаляются огневой зачисткой, вырубкой или шлифов- кой. Примечание. Поковка считается годной, если после удаления дефектов сохраняются заданные размеры (в пределах допуска). Сходный внешний вид имеют раковины. Раковины (рис. 186) Описание. Беспорядочно расположенные на поверхности, различимые чаще всего невооруженным глазом несплошности, кото- рые лишь частично связаны с основным металлом. Причины возникновения. Плохая поверх- ность слитка, вызванная нарушениями тех- нологии в сталеплавильном производстве: брызгами; пленами; некачественной поверх- ностью изложниц; слишком глубокой зачи- сткой при отсутствии скругления закраин. Предупреждение. Использование безде- фектных исходных заготовок—слитков (визуальный контроль). Устранение. Дефект может быть устранен огневой зачисткой поверхности в случае го- рячих поковок или шлифовкой или строж- кой поверхности холодных поковок. Примечание. Применение поковки возмож- но, если после удаления дефекта еще со- храняются заданные размеры (в пределах допуска). Складки при ковке имеют анало- гичный вид (см. выше). Хрупкость (рванины) при ковке (рис. 187, 188) . Описание. Беспорядочно расположенные разрывы, более значительные у краев, од- нако, могут наблюдаться также по всей поверхности. Характер разрушения может быть как кристаллическим или волокнистым, так и шиферным (слоистым). Часто тонкие сетки трещин представляют собой очаги, от которых начинается разрушение (потеря пластичности). Причины возникновения. Завышенное со- держание в стали кислорода, а также серы или меди. Некачественная поверхность исходного слитка из-за неправильной технологии раз- ливки и значительное загрязнение примеся- ми поверхностных слоев исходной заготовки. Неправильный режим нагрева (подогре- ва) и охлаждения при ковке. Предупреждение. Поставка исходных за- готовок, в том числе слитков, соответствую- щего качества. Соблюдение установленного температур- ного режима ковки. Устранение. В отдельных случаях возмож- на дополнительная промежуточная мехаии- 44 ческая обработка — удаление слоя с трещи- нами— и непосредственно после этой опе- рации— окончательная ковка. Примечание. Поковка с трещинами, как правило, бракуется. Ее можно использовать только в отдельных случаях, соблюдая га- рантированный припуск на обработку для удаления дефекта. Внешний вид, подобный растрескиванию, имеет пережог. Язвины от окалины (рис. 189) Описание. Беспорядочно расположенные шероховатые углубления на поверхности поковок, которые после ковки часто запол- нены окалиной. Закованная окалина часто вскрывается лишь при механической обра- ботке, после пескоструйной обработки, прав- ки или последующей термической обработ- ки. Причины возникновения. Слишком дли- тельная выдержка прн температуре ковки Отсутствие надлежащей регулировки ат- мосферы печи. Недостаточная очистка окалины до ковки или в процессе ее. Предупреждение. Соблюдение заданных температуры и продолжительности выдерж- ки прн нагревах в процессе ковки. Тщательное удаление окалины до ковки или в процессе ее. Очистка от окалины нижних бойков. Устранение. Удаление окалины дробе- пли пескоструйной обработкой или шлифовкой. Примечание Возможность использова- ния поковок устанавливается в каждом отдельном случае с учетом соответствую- щих стандартов пли технических условий. ВНУТРЕННИЕ ДЕФЕКТЫ Неметаллические включения (рис. 190, 191) Описание. Величина и распределение не- металлических включений в стали определя- ются способом ее выплавки и разливки. При значительных размерах и больших скопле- ниях неметаллические .включения рассма- триваются как дефекты. В ряде случаев эти дефекты обнаруживаются на поверхности во время нли после механической обработ- ки; неметаллические включения, находящи- еся внутри металла, могут быть обнаруже- ны (при их соответствующих размерах н скоплениях) неразрушающими методами контроля (например, ультразвуковым). Окончательное суждение о пригодности металла с данным количеством неметалли- ческих включений может быть вынесено после металлографического исследования. Браковочным признаком является преиму- щественно количество и распределение окис- лов («песочин», экзогенных включений), реже сульфидов, которые только при очень крупных скоплениях лимитируют примене- ние поковок. В зависимости от величины, формы и локального распределения (скоп- лений) неметаллических включений может быть ограничена или полностью исключена возможность использования поковок, осо- бенно при их ответственном назначении
Причины ' возникновения. Неаккуратная работа с огнеупорным материалом прн под- готовке выпускного и разливочного обо- рудования (частички огнеупорного матери- ала попадают во время выплавки и разлив- ки в жидкий металл и при затвердевании остаются в приповерхностном слое или в объеме слнтка). Несоответствующее техническим требо- ваниям качество огнеупорного . материала (его размывание и выкрашивание при кон- такте с жидкой сталью). Скопление продуктов раскисления. Неметаллические включения задержива- ются застывшими на стенках изложниц брызгами. Слишком короткая обрезка головной ча- сти слитка. Предупреждение. Выбор исходных заго- товок соответствующего качества. В ряде случаев целесообразно применение загото- вок, полученных специальными методами выплавки или разливки. Устранение. Локальные скопления вклю- чений на плоской поверхности могут быть устранены шлифовкой или вырубкой при наличии достаточного припуска на обра- ботку. Примечание. Эндогенные включения в дисперсной форме не вызывают ухудшения качества. Они практически устранимы при существующей технологии (см. также раз- дел «Трещины ликвационного происхожде- ния»)!. Полости в поковках от усадочных раковин (рис. 192) Описание. Полость или рыхлость в серд- цевине слитка или заготовки, которая оста- лась после удаления головной части и не заварилась при ковке, так как поверхно- сть полости была окислена. Эта полость может быть частично заполнена шлаком. Причины возникновения. Слишком глу- бокая усадочная раковина (дефект литой заготовки). Недостаточная обрезка головной части •слитка. Предупреждение. Предотвращение в куз- нечном производстве невозможно. Устранение. Обрезка той части поковки, которая содержит полость от усадочной ра- ковины. Примечание. Заготовки с дефектами (по- лостями) из-за глубокой усадочной ракови- ны, как правило, бракуют. Поковки для длинных изделий, например для валов, могут быть использованы, если после удале- ния участка поковки, содержащего полость от усадочной раковины, оставшаяся длина достаточна. Флокены (рис. 193, 194) Описание. Металлического вида участки почти круглой пли эллиптической формы, наблюдающиеся на поверхности разрушения металла. Флокены в поперечном сечении, например на травленых темплетах, выявляются как аштеркристаллитные трещины. Причины возникновения. Водород, нахо- дящийся при высокой температуре в твер- дом растворе, при У—а-превращенни в процессе охлаждения выделяется из твер- дого раствора и переходит в газообразное состояние. Если охлаждение происходит слишком быстро и поперечное сечение ве- лико, то времени для удаления водорода из стали путем диффузии недостаточно. Этот фактор в совокупности с наложением терми- ческих напряжений от излишне быстрого или неравномерного охлаждения и струк- турных напряжений, а также из-за скопле- ний других дефектов в температурной об- ласти от 100 до 200°С 'вызывает появление трещин в местах сегрегации водорода. Предупреждение. Прокаливание (удале- ние влаги) шихтовых материалов и хо- рошее кипение расплава. Подбор надлежащих шихтовых материа- лов. Использование вакуумирования жид- кой стали, особенно для склонных к флоке- нообразованию сталей. Использование для нагревательных печей топлива с незначительным содержанпем во- дорода. Медленное охлаждение после ковки. Применение специальных отжигов для уменьшения склонности к флокенообразо- ванию (температуру и продолжительность отжига выбирают в зависимости от разме- ров поковки и марки стали) непосредствен- но после горячей деформации для уменьше- ния содержания водорода. Устранение. Часто возможно использо- вание материала после дальнейшей горячей ковки на меньшие размеры (для других по- ковок) . Примечание. Флокены особенно часто встречаются после деформации поковок большого сечения. К флокенообразованию склонны прежде всего легированные стали, а также стали с содержанием (более 0,2% С, за исключением не имеющих превращений сталей ферритно- го и аустенитного классов, а также сталей с большим количеством карбидов. Склонно- сть к флокенообразованию снижается с уменьшением степени легирования. Трещины ликвационного происхождения, а также в ряде случаев разрушение по первичным границам зерен или разрушение по раковинам могут быть аналогичны по внешнему виду флокенам, однако флокены в отличие от перечисленных выше дефектов не имеют вытянутости в направлении дефор- мации. .___ Трещины ликвационного происхождения (рис. >195) Описание. Трещины, иногда наблюдаемые в металле в большом количестве, преимуще- ственно расположенные в объемах, занятых ликвационными зонами. Эти трещины име- ют, как правило, малую протяженность. Места их расположения можно установить ультразвуковым контролем. Причины возникновения. Ликвациониые зоны в слитке обогащены обычно фосфором п серой. Поэтому они более твердые и хргпкне, чем окружающий эти объемы ос- 45
новной металл. При деформации в этих объемах, занятых ликвацнонными зонами, могут образовываться трещины. Склонность к образованию ликвационных зон повыша- ется с ростом содержания фосфора и серы, а также при слишком горячей н слишком быстрой разливке. Предупреждение. Использование исход- ных заготовок,, не имеющих сильно разви- тых ликвационных зон; в кузнечном произ- водстве предупреждение появления описан- ных дефектов невозможно. Устранение. В кузнечном производстве трещины устранить невозможно. Примечание. Трещины ликвациоиного происхождения приводят к браку. Они проявляются преимущественно в крупных поковках. Эти трещины могут также при- сутствовать £в металле из-за ликвации, свя- занной с газовыми пузырями, так как имеют общую физическую причину — концентра- ционную неоднородность. I Разрушение по осевой зоне при ковке (рис. 196) Описание 1. Разрывы в металле в осевой области поковки. 2. Рыхлость в осевой области поковки. Причины возникновения 1. Неправильное проведение деформа- ции — слишком высокие обжатия по сече- нию при следующих друг за другом ударах с одного нагрева (скорость деформации больше скорости разупрочнения при дефор- мации — создание структурного состояния горячего наклепа). Слишком низкая температура деформа- ции. Недостаточная продолжительность вы- держки при нагреве до температуры дефор- мации (температура сердцевины много меньше температуры поверхностных зон заготовки). Ковка на неподходящих для данной кон- фигурации поковки бойках. 2. Причины те же, что указаны в п. 1, но к тому же, если ковка проводится на слиш- ком малых молотах, то происходит недо- статочная проработка материала по сече- нию. Предупреждение. Применение технологи- чески правильного режима деформации. Применение соответствующего оборудова- ния и заготовок. Устранение. Разрыв пли рыхлость в осе- вой зоне поковки устранить невозможно. Примечание. Нарушения сплошности рас- пространяются преимущественно по диаго- налям; к растрескиванию по осевой зоне поковки особенно склонны высоколегиро- ванные стали вследствие их относительно ограниченной способности к деформации. Поковки с таким дефектом обычно браку- ют. Если пз них не изготавливаются полые изде- лия; в этом последнем случае дефектная зона мо- жет быть удалена прн механической обработке для получения полого изделия. (П р н м. ред.). Трещины, связанные с сегрегацией газовых пузырей (краевая пятнистая ликва- ция) — рнс. 197, 198 Описание. Участки на травленом попереч- ном шлифе вблизи поверхности, отличающи- еся по внешнему виду от основного мате- риала (особенно после травления, например, реактивами Обергоффера или Хейна с до- бавками азотной или пикриновой кислоты). Эти участки имеют чаще всего овальную форму. Так как они более твердые и хруп- кие по сравнению с окружающими нх объ- емами основного металла, то во время го- рячей деформации могут образовываться поверхностные трещины. Причины возникновения. Остаточный расплав, обогащенный ликвирующими эле- ментами (фосфор, сера и т. д.), а также включениями, вследствие давления жидкой стали заполняет полости газовых пузырей или всасывается в них, когда в процессе охлаждения падает давление в этих поло- стях. Так формируются ликвациониые зоны в местах, где была сегрегация бывших га- зовых пузырей. Предупреждение. Применение вакуумиро- вания при производстве стали. Устранение. В кузнечном производстве дефект устранить невозможно. Примечание. Сегрегация газовых пузырей1 приводит к браку лишь при сильном ее развитии. Темные полосы (рис. 199) Описание. Места, которые при обработке крупных поковок режущим инструментом отличаются от основной массы окружающе- го металла по твердости (обрабатываемо- сти) и потому имеют иную степень потем- нения. Обнаруживаемые при более тщатель- ном изучении темные полосы оказываются вытянутыми (протяженными) ликвацион- ными полосами. Причины возникновения. Неоднородность металла исходных заготовок. Темные полосы могут характеризовать траекторию перемещения газовых пузырей, прежде всего содержащих водород, вытя- нутых при деформации. Эти полосы связа- ны с ликвацией фосфора и особенно серы. То обстоятельство, что газовые пузыри пере- мещаются при деформации ие точно по на- правлению течения металла, обусловлено особенностью структуры, сформированной в результате кристаллизации. Предупреждение. В кузнечном производ- стве невозможно. Устранение. Темные полосы- не могут быть устранены. Примечание. Темные полосы не являются браковочным признаком; они не влияют на возможность применения поковок для изго- товления деталей. ОТКЛОНЕНИЯ РАЗМЕРОВ И ФОРМЫ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ * Насечки при ковке (рис. 290, 201) Описание. Уступы или вмятины-, которые изменяют поперечное сечение н соответст- венно уменьшают допуски на обработку; 46
приводят к отклонению геометрической формы поковки от предусмотренной. Причины возникновения. Неправильная настройка инструмента. Неправильное ведение ковки илн небреж- ный сброс поковок после ковки. Предупреждение. Правильная настройка инструмента. Тщательное выполнение всех операций при ковке. Аккуратный сброс поковок после ковки. Устранение. Короткие поковкн еще раз осаживают и затем вновь подвергают ков- ке. Длинные поковки могут быть исправле- ны путем дополнительной обработки (прав- ка, специальные приемы при ковке). Примечание. Если имеется достаточный припуск на обработку, то, как правило, по- ковки со-вмятинами от ковки могут быть использованы, однако при этом требуются дополнительные затраты на обработку. В противном случае (при отсутствии достаточ- ного припуска) поковки бракуются. Скручивание (рис. 202) Описание. Поковка аксиально скручена. Соответствующие грани призматической по- ковки не параллельны одной общей плоско- сти. Закручивание может распространяться не только по длине, но также по ширине по- ковки. Причины возникновения. Небрежность в работе при проведении ковки. Неправильная ковка из-за неблагоприят- ных размеров заготовки (слишком большая конусность). Неудовлетворительное состояние инст- румента и оборудования. Предупреждение. Тщательное выполнение всех операций при ковке. Применение исправного инструмента и оборудования-. Устранение. Горячая правка или исправ- ление под ковочным прессом!. Примечание. Дефект приводит к тому, что при дальнейшей обработке для изготов- ления изделия наблюдается частично пре- вышение. размеров, а частично — занижение установленных размеров. Возможность использования поковки оце- нивается величиной смещения размеров. Смещение при ковке (рис. 203) Описание. Несоблюдение симметричности в размерах поковки вследствие односторон- него перераспределения материала по се- чению и высоте, при этом диаметр и высота поковки в среднем сохранены. Причины возникновения. Неправильное выполнение операций при ковке. Неравномерный нагрев исходных загото- вок. Предупреждение. Равномерное распреде- ление обжатий при выполнении отдельных операций при ковке. Равномерный нагрев заготовок. Применение исправного инструмента и направляющих. Устранение. Правка или повторная пере- дача поковки на ковочный пресс. Примечание. Возможность использования поковок определяется величиной смещения в плоскости смещения;. Ромбичность (рнс. 204, 205) Описание. Вследствие неправильного ве- дения процесса поковки имеют в большей или меньшей степени искаженную форму поперечного сечения по сравнению с преду- смотренной прямоугольной. Причины возникновения. Неправильная ковка. Неудовлетворительное состояние инстру- мента и оборудования. Предупреждение. Правильное выполнение операций при ковке. Применение исправного инструмента и оборудования. Устранение. Ромбичность поковкн не уст- раняется. Примечание. Возможность использования поковки оценивается при разметке на раз- меточной плите. Если размеры не укладыва- ются в заданные, то поковка для преду- смотренного назначения непригодна. ОТКЛОНЕНИЯ РАЗМЕРОВ И ФОРМЫ ПО ДЛИНЕ Искривление Описание. Продольная ось поковкн в большей или меньшей степени искривлена. Причины возникновения. Недостаточная прямолинейность исходной заготовки. Неблагоприятное соотношение размеров поковки, например слишком большая -конус- ность поковки (большая длина при отно- сительно небольшом поперечном сечении). Слишком быстрое и одностороннее ох- лаждение. Неправильное складирование, неблаго- приятные условия транспортировки, особен- но еще не остывших изделий. Предупреждение. Использование исход- ных заготовок, имеющих достаточную пря- молинейность. Соблюдение предписанной технологии охлаждения. Надлежащая тран- спортировка. Устранение. Горячая правка (при боль- шом поперечном сечении). Исправления под ковочным прессом. Холодная правка (возможно лишь частич- ное исправление). Примечание. При Дальнейшей обработке со снятием стружки дефект проявляется частично как превышение, частично как занижение размеров. Возможность исполь- зования оценивается величиной смещения размеров. Незначительное отклонение от прямоли- нейности допускается для поковок валов, имеющих большие припуски на мехашгче- скую обработку. 47
ШТАМПОВКИ ДЕФЕКТЫ ПОВЕРХНОСТИ Трещины от сотовых (подкорковых) пузырей (рис. 206—209) Описание. Трещины проходят вдоль во- локна исходной прокатной заготовки и, как правило, многочисленны; в штамповке они следуют новому направлению волокон. В зависимости от условий деформации трещи- ны раскрываются (трещины осадки) или вытягиваются (тонкие трещины). Причины возникновения. Деформирован- ные участки металла,, в которых газовые пу- зыри, либо полностью, либо частично выхо- дили на поверхность. Образование трешин этого вида связано исключительно с дефек- тами, возникшими в процессе плавки и раз- ливки. Предупреждение. Применение бездефект- ных исходных заготовок. Устранение. В штамповках устранение возможно лишь тогда, когда имеются вытя- нутые поверхностные трещины, глубина за- легания которых не превышает величины припуска иа обработку; соответственно в этих случаях обеспечивается сохранение заданных размеров после устранения таких трещин (шлифовкой, обточкой и т. д.). Примечание. Штамповки с подобными де- фектами чаще всего бракуются (из-за их обычно глубокого залегания). Трещины от остаточных напряжений' (рис. 2,10) Описание. Трещины от остаточных напря- жений имеют в зависимости от формы изде- лий различное направление. Они, как пра- вило, раскрыты и могут простираться до центральной зоны изделия. Причины возникновения. Неправильный (неравномерный) нагрев или охлаждение всего изделия, а также локальный, очень неравномерный подвод (или отвод) тепла. Предупреждение. Правильное проведение нагревов и охлаждения; предупреждение местного теплового воздействия. Устранение. Невоз можно. Примечание. Штамповки с трещинами от остаточных напряжений бракуются. Трещи- ны особенно часто возникают в местах пе- рехода поперечного сечения (галтелях). Трещины, возникающие при резке (рис. 211) Описание. Трещина, проходящая чаще всего по диагонали торцовой поверхности (реза) штамповки после резки. Причины возникновения. Повышенные остаточные напряжения в материале. Негомогенность структуры в центральной части исходной заготовки. Предупреждение. Выбор целесообразной технологии изготовления штамповки, сни- жающей (пли устраняющей) высокие оста- точные напряжения (предварительный по- догрев и т. д.). Использование качественных исходных заготовок. Устранение. Невозможно. Примечание. Заготовки с трещинами от резки чаще всего бракуются. Лишь в редких случаях возможно использование оставшей- ся после дополнительной обрезки части штамповки, но это связано с повышенными потерями. Складкообразование (трещины в галтелях) — рис. 212, 213 Описание. Трещины, обозначаемые как «складчатость», проходят вдоль закруглен- ного перехода в U- и Н-образных попереч- ных сечениях или по внутренней поверхно- сти кольцеобразных выступов в соответст- вующих изделиях. Складки располагаются примерно в одних и тех же местах изделий данного типа. У галтели, расположенной в одной плоскости, в некоторых случаях может наблюдаться подъем краев (кромок). Дефекты такого внешнего вида часто так- же обозначают как «образование складок при утчжине». Для потребителя продукции это различие в названии имеет значение только с точки зрения выяснения причин появления дефекта. Причины возникновения. Слишком высо- кое давление газа в штампе из-за добавки излишнего количества опилок илп нх чрез- мерной влажности. Встречное течение металла в штампе. Недостаточное совпадение формы исход- ной заготовки и формы полости штампа. Предупреждение. Применение смазываю- щей среды с незначительным содержанием влаги. Устранение. Возможно в редких случаях, так как припуск на обработку для удале- ния дефекта шлифовкой часто недостаточен, нз-за чего или не обеспечивается соблюде- ние обших размеров, или сохраняется кон- центратор напряжения в виде наплыва (складки). Примечание. Подобный внешний вид име- ют складки материала в виде заковов, ко- торые можно спутать с рассмотренным в этом разделе дефектом. Для точного раз- граничения этих двух типов дефектов необ- ходимо исследовать поперечный шлгф. Поп складкообразовании на поверхностях де- фекта наблюдается большее или меньшее количество окалины. Трещины- (складки) расположены почти перпендикулярно к по- верхности. Заковы не содержат окалины. Трещины (складки) проходят клинообразно, чаще всего вдоль поверхности. Поковки со складчатостью, как правило, бракуются. Заковы (складки материала) — рис. 214, 215 Описание. Складки материала, образую- щиеся обычно на таких особо опасных в отношении дефектов участках изделия, как бобышки, выступы, галтели, резкие перехо- ды поперечного сечения и т. д. 48
Чаще всего эти складки по внешнему ви- ду похожи на трещины, и их направление следует контуру штамповки в этом месте. Трещина (складка) проходит обычно в ос- новании галтели или на некотором расстоя- нии от него. Причины возникновения. Встречное тече- ние металла в штампе. Недостаточное совпадение формы исход- ной заготовки и формы (полости) штампа (в частности, слишком малый радиус). Технология ковки для получения данного изделия выбрана неправильно (слишком сильные удары, неправильный выбор штам- па). Предупреждение. Выбор целесообразной с точки зрения технологии штамповки фор- мы заготовки. Применение дополнительных операций предварительной и промежуточной дефор- маций. Уточнение технологических рекомендаций по проведению штамповки для получения сложных по форме изделий. Устранение. Дефект не может быть устра- нен. Примечание. Дефект такого впда также обозначается как морщинки. Подобный же вид имеют трещины в галтели при склад- кообразовании (см. выше). Пережог (рис. 216, 217) Описание. Растрескавшийся, частично по- ристый, пузырчатый или выкрошившийся поверхностный слой металла, который не имеет прочной связи с основным материа- лом. Дефект может быть ограничен отдель- ными участкамп пли распространяться по всей поверхности. У готового изделия на- блюдается сильная пористость, при этом попы могут быть причиной образования сеток трещин, хорошо обнаруживаемых после легкой перешлифовки. Причины возникновения. Неправильный режим работы печи (несоблюдение техно- логии нагрева). Слишком высокая температура в печп. Неправильно подобранная топливная га- зо-воздушная смесь, неправпльный режим горения. Превышение времени выдержки материа- ла в печи при повышенной ее температуре. Нестабильное качество (состав) топлива. Предупреждение. Назначение технологи- чески правильного режима работы печи и соблюдение общей ритмичности в техноло- гии штамповки (непрерывный ход произ- водства). Обеспечение постоянного и требуемого техническими условиями качества топлива. Устранение. Дефект ие может быть устра- нен. Примечание. Материал с пережогом бра- куется. Язвины от окалины (рис. 218, 219) Описание. Беспорядочно расположенные шероховатые углубления на поверхности штамповки, которые в большинстве случаев заполнены очень прочно приставшей окали- ной. Поэтому отпечатки окалины (язвины от окалины) отчетливо видны только после дробе- или пескоструйной очистки. Глубина таких отпечатков — самая различная. Причины возникновения. Слишком дли- тельная выдержка заготовок при темпера- туре нагрева под деформацию. Неправильное регулирование атмосферы печи. Неполное удаление окалины с поверхно- сти исходных заготовок. Недостаточная очистка штампа. Предупреждение. Удаление окалины. Постоянная продувка для очистки штам- па. Устранение. Удаление окалины путем дро- беструйной или пескоструйной очистки; последующее выравнивание (зачистка) мест (углублений) от вдавленной окалины производится шлифовкой. Возможность проведения этих операций определяется 'необходимостью сохранения заданных раз- меров. Примечание. Отпечатки или язвнны от окалины ие ухудшают качества изделий, если глубина этих дефектов не превышает величин, установленных соответствующими стандартами (техническими условиями). Необработанная поверхность (рис. 220, 22.1) Описание. 1. Оставшиеся необработанными при ме- ханической обработке отдельные участки поверхности, имеющие неправильные очер- тания; в большинстве случаев отчетливо (резко) ограничены. 2. Оставшиеся необработанными при ме- ханической обработке участки большой про- тяженности, постепенно (плавно) переходя- щие к обработанной поверхности, одиако вполне различимые на поверхности штам- повки. Причины возникновения 1. Вдавленная окалина. Заковы (складки материала). 2. Дефекты штамповки, перекос при штамповке; несоблюдение формы (напри- мер. локальная вытяжка); несоблюдение размеров; пзношенные подштамповые пли- ты. 3. Дефекты при механической обработке (например, плохая центровка пли .непра- вильная установка направляющих н т. д.). Предупреждение 1. Удаление окалины с поверхности инст- румента, заготовки или изделия. Поддержание технологически требуемой атмосферы печи для предотвращения обра- зования приставшей окалины. Контроль .за температурой печи, временем нагрева и т. п. Текущий контроль за состоянием инстру- мента с целью предотвращения образования складок, слоистости и др. 2. Соблюдение параллельности между верхним н нижним штампом (регулировка штампа). Текущий контроль за изнашиванием обо- рудования, в частности подштамповых плит. Проверка допусков на обработку; пра- вильный выбор базовой поверхности для 3(0,23) Зак. 227 49
обработки резанием (консультация с потре- бителями), 3. Правильная установка штамповки на станках при механической обработке. Устранение. Дополнительная механиче- ская обработка. Изделия из соответствую- щих марок стали, имеющие дефекты, могут быть использованы после наварки с учетом условий их работы в конструкции и после консультации с потребителями. Примечание. Вышедшие на поверхность экзогенные неметаллические включения мо- гут проявляться как необработанные при механической обработке места. ВНУТРЕННИЕ ДЕФЕКТЫ Неметаллические включения (рис. 222) Описание. Неметаллические включения в стали в зависимости от способа плавки н разливки могут иметь различные величи- ну и распределение. При соответствующей величине и расположении (частоте) они могут рассматриваться как дефекты. Близ- ко расположенные к поверхности неметал- лические включения могут быть выявлены во время или после механической обработ- ки; неметаллические включения, находящие- ся внутри металла, могут быть обнаружены (при их соответствующей величине и скоп- лении) с помощью неразрушающих методов контроля (ультразвуковыми методами). Окончательный вывод может быть сделан в результате металлографического исследо- вания. Речь идет преимущественно об окислах («песочины», экзогенные включе- ния) , реже о сульфидах, которые только прн более крупных скоплениях снижают воз- можность использования штамповок. В за- висимости от величины,, формы и локально- го распределения (скоплений) неметалличе- ских включений, а тацже от назначения штамповок делается вывод о возможности их применения. Причины возникновения. Неаккуратная работа с огнеупорным материалом при под- готовке выпускного и разливочного обору- дования (частички огнеупорного материала попадают во время выплавки и разливки в жидкий металл и при затвердевании оста- ются в приповерхностном слое нли в объеме слитка). Неудовлетворительное качество огнеупор- ного материала (размывание и выкраши- вание). ' Скопление продуктов раскисления, кото- рые захватываются при раздевании слит- ков вместе с имеющимися брызгами на стенках изложницы (редкая причина). Слишком короткая обрезка головной ча- сти слитка. Предупреждение. Выбор исходных заго- товок соответствующего качества, в ряде случаев целесообразно применение загото- вок, полученных специальными методами выплавки нли разливки. Устранение. «Локальные скопления вклю- чений на плоской поверхности могут быть устранены шлифовкой нли вырубкой при достаточном припуске на обработку. 50 Примечание. Эндогенные включения в дис- персной форме не вызывают ухудшения ка- чества. Они обычно неустранимы при су- ществующей технологии. См. также раздел «Трещины ликвацнон- ного происхождения». Полости от усадочной раковины (рис. 223) Описание. Недостаточно нли полностью несваренная полая область (нли рыхлость в металле), которая может быть заполнена неметаллическими включениями Она про- ходит в направлении прокатки исходной за- готовки, находится после получения изде- лия штамповкой в различных местах и, как правило, выходит на поверхность. Причины возникновения. Дефекты стале- плавильного производства. Слишком короткая обрезка головной части заготовок в прокатном производстве. Предупреждение, устранение. В кузнеч- ном производстве невозможно. Примечание. Штамповки с усадочной ра- ковиной бракуются. Древовидный или шиферный излом (рис. 224, 225) Описание. Структура излома грубово- локннстая илн слоистая и подобна по виду разрушению (расщеплению) дерева в про- дольном направлении. Причины возникновения. Повышенное со- держание неметаллических включений, ко- торые после прокатки располагаются (вы- тягиваются) в виде строчек. По этим строч- кам происходит разрушение материала со слоистым видом излома. Предупреждение. Не зависит от ковки или штамповки. Устранение. Дефект устранить невозмож- но. Примечание. Дефект является одной из форм проявления брака из-за неметалличе- ских включений Расслоения (рис. 226) Описание. Трещины, частично видимые на поверхности, имевшиеся в заготовке в виде расслоения. Эти несплошности метал- ла, проходящие в продольном направлении, могут быть обогащены неметаллическими включениями. Причины возникновения. Дефекты в ис- ходном металле (усадочные раковины, га- зовые пузыри, неметаллические включения) Предупреждение. В кузнечном производ- стве невозможно. Необходим контроль и отсортировка ис- ходных заготовок с дефектами (расслоения- ми, усадочными раковинами) с целью от- бора качественных заготовок для штам- повки. Устранение. Дефекты не могут быть устранены. Примечание. Штамповки с расслоениями чаще всего бракуют.
ОТКЛОНЕНИЯ РАЗМЕРОВ И ФОРМЫ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ Недостаточно выполненная штамповка (рис. 227—231) Описание. Форма полученной штамповки не полностью соответствует форме поло- сти штампа. Причины возникновения 1. Недостаточный размер исходной заго- товки (отклонение размеров). Объем заготовки не обеспечивает запол- нения полости штампа (недостаточное об- разование облоя). 2. Чрезмерное образование окалины прн нагревах. 3. Неправильно проведенная деформация. Объем заготовки достаточен для заполне- ния -штампа, однако образование облоя происходит неравномерно. 4. Неправильная (косая) установка за- готовки в штампе. Объем заготовки доста- точен, но образующийся облой смещен. 5. Слишком сильные первые удары. Обра- зование облоя происходит равномерно, одна- ко превышает допустимую величину. 6. Недостаточное удаление окалины с по- верхности заготовки перед помещением ее в штамп или недостаточная чистота поло- сти штампа во время штамповки. , 7 Занижение заданных технологией тем- ператур штамповки. Предупреждение. Соблюдение . обуслов- ленных технологией размеров заготовки и условий нагрева (контроль за атмосферой печи, временем выдержки) (п. 1,2). При соблюдении заданной технологии деформирования стремиться при предвари- тельной и промежуточной операциях фор- моизменения использовать качественный инструмент, отвечающий образованию за- данной формы изделия (п. 3). Соблюдение технологической дисципли- ны (п. 4, 5). Полное удаление окалины и регулярная очистка полости штампа (п. 6). Соблюдение установленных технологи- ей температур деформации (п. 7). Устранение. В некоторых случаях дефект можно устранить путем наварки. Дополнительная деформация в штампе после отладки пресса, полость штампа ко- торого отрегулирована на минусовый до- пуск. Примечание. В определенных случаях применение штамповок возможно после их дополнительной обработки с учетом тре- бований технических условий или по согла- сованию с заказчиком. Занижение (или завышение) размеров штамповки Описание. Штамповка в целом или от- дельные ее участки не соответствуют за- данным размерам; при этом различают: 1. Изменение размеров, обусловленное применением несоответствующего инстру- мента. 2 Изменение размеров, не связанное с инструментом. Причины возникновения 1. Превышение допустимого износа по- лости штампа. 2. Превышение допустимых температур ковки. Слишком малое число ударов. Завышенные размеры заготовки. Слишком малая поверхность деформиро- вания (недостаточная поверхность сопри- косновения при ударе). 3. Дефекты конструкции штампа или не- достаточное внимание к особенностям кон- фигурации штамповки при изготовлении штампа. Предупреждение 1. Текущий контроль за состоянием штам- па (наблюдение за прогрессирующим из- носом) 2. Текущий контроль за температурным режимом .штамповки (температура печи, продолжительность нагрева). Текущий контроль за соблюдением тех- нологии штамповки. Предотвращение чрезмерного нагрева штампа или его отдельных частей. Соблюдение требований к состоянию ис- ходной заготовки. Устранение 1. Превышение размеров устраняется до- полнительной обработкой давлением или дополнительной механической обработкой. 2. При заниженных размерах штамповки, как правило, бракуются. В редких случаях их можно сделать пригодными для даль- нейшего применения при нзмейении техно- логии механической обработки. Дефекты, обусловленные удалением облоя (рис. 232) Описание. Линия среза полностью или частично не совпадает с заданным конту- ром изделия: 1. С одной стороны — слишком сильный напуск облоя, с противоположной стороны— уширенная поверхность среза (срезана часть основного материала). 2. Облой в направлении среза вытянут по высоте, однако линии среза и контура детали совпадают. 3. В одних местах слишком большой при- пуск облоя; на остальных участках он пол- ностью удалей. 4. Местами удалена часть основного ма- териала штамповки. 5. Слишком большой облой со всех сто- рон. 6 Эксцентричный ход линии среза при удалении облоя в штамповках с отверстия- ми. 7 Излишний срез по всему контуру ма- териала, причем облой может быть распо- ложен в плоскости среза. В этом случае речь идет ие о дефектах удаления облоя, а о дефектах штамповки. Причины возникновения 1. Неправильная установка штамповки относительно режущего инструмента; не- соблюдение заданной температуры нагрева при удалении облоя. 2 Тупая режущая кромка инструмента. Слишком высокая температура при удале- 3(0,5) Зак. 327 51
нии облоя. Неправильный выбор плоскости облоя. 3. Выкрошенная режущая кромка или ее локальный повышенный износ. 4. Деформированная режущая кромка. 5. Слишком сильный общий нзпос режу- щей кромки. 6. Неправильная конструкция инструмен- та. Слишком большой люфт толкателя прес- са. Неправильная регулировка инструмен- та. 7. Повышенный износ штампа. Предупреждение. Правильная регулиров-' ка режущего инструмента. Тщательная настройка и наблюдение за состоянием режущего инструмента. Соблюдение технологической дисциплины. Устранение. Дополнительная механиче- ская обработка. Примечание. Возможны различные ком- бинации форм проявления дефектов и их причин. Возможность применения изделий после дополнительной обработки зависит от величины дефекта и заданного припуска на обработку. Смещение (рис. 233) Описание 1. В штампованных изделиях верхняя и нижняя части смещены одна относительно другой в плоскости облоя. После удаления облоя на одной ие сторон обнаруживают- ся дефектные места, а на противоположной стороне — широкий уступ, который в зави- симости от условий деформации может быть или перпендикулярным нлн наклонным к ли- нии разъема. 2. У штамповок с отверстием в случае смещения наблюдается отклонение отвер- стия от заданного направления центральной оси. При обработке таких штамповок мо- жет возникать эксцентриситет внешнего контура или отверстия. Причины возникновения 1. Неправильная регулировка верхней и нижней, частей штампа. Несогласование центра тяжести заготовки с центром моло- та (дефекты конструкции и настройки). Недостаточно жесткое крепление штампа. Дефекты при удалении облоя. 2. Дефекты при получении отверстий. Не- правильная настройка инструмента для по- лучения отверстий. Поврежденный (де- фектный) инструмент для получения от- верстий. Изогнутый вырубной штамп. Не- правильный выбор вырубного штампа. I Слишком большой люфт толкателя пресса. Предупреждение. Правильная настройка и жесткое крепление штампа. Хороший уход за направляющими. Правильная настройка инструмента для получения отверстий. Соб- людение технологической дисциплины. Устранение. Дополнительная механиче- ская обработка. Примечание. При индивидуальной меха- нической обработке штамповок чаще всего можно получить изделия с размерами, обес- печивающими возможность использования; при серийной обработке, особенно на авто- матических линиях, это, как правило, не- возможно. Неточное изготовление или неравномер- ный износ штампа может приводить к де- фектам, внешний вид которых аналогичен описанным смещениям. ОТКЛОНЕНИЯ РАЗМЕРОВ И ФОРМЫ ПО ДЛИНЕ Искривление или изгиб (рис. 234) Описание. Отклонения от заданной гео- метрической формы штамповки. Причины возникновения 1. Изменения формы из-за повышенных напряжений, которые.возникают при штам- повке и удалении облоя. Искривление при снятии облоя и при по- лучении отверстий, так как во многих слу- чаях сопротивление срезу облоя выше со- противления изгибу штамповки. 2. Изменения формы из-за неправильной настройки инструмента при штамповке и удалении облоя. Если из-за повышенного износа полости штампа в штамповке наблюдается превы- шение размеров, то при удалении облоя в случае притупления режущей кромки вы- рубного штампа средняя часть штамповки дополнительно обжимается, что может при- вести к напряжениям и потере устойчиво- сти в этой части. Этот дефект установлен, например, при изготовлении колес. Несовпадение поверхности изделия с по- верхностью давления пуансона. Из-за не- равномерного соприкосновения режущего пуансона' с „поверхностью изделия происхо- дит изгиб. 3. Изменения формы, возникающие из-за повышенных напряжений при охлаждении (коробление): коробление вследствие более быстрого охлаждения облоя; появление повышенных напряжений при неблагоприятных условиях охлаждения из- за резко различного распределения массы по длине изделия; коробление вследствие задержки части длинной заготовки при ее удалении из штампа. 4. Отклонения от формы, обусловленные субъективными факторами. Сбрасывание в груду вместе с другими заготовками пли на пол пролета и т. д Предупреждение 1. Использование соответствующего инст- румента. 2. Текущий контроль за износом штампа; использование инструмента с острой режу- щей кромкой. 3. Выбор соответствующих условий ох- лаждения для предотвращения коробления. 4. Осторожное складирование штамповок. Соблюдение технологической дисциплины. Устранение. Дефекты часто могут быть устранены путем холодной правки. Примечание. После холодной правки штамповки с подобными дефектами в боль- шинстве случаев могут быть доведены до состояния, в котором они пригодны для использования. 52
ДЕФЕКТЫ СТРУКТУРЫ Основные положения термической обработки стали (рис. 235, 236) Различные методы термической обработ- ки основываются на практическом исполь- зовании процессов фазовых и структурных ппевращений, протекающих при нагреве и охлаждении сталей. Изменения структуры и тонкого строения приводят к изменению физических и главным образом механиче- ских свойств сталей. Получение в резуль- тате термической обработки определенного (заданного) структурного состояния обус- ловливает оптимальное использование ста- ли в конкретных условиях эксплуатации. Дефекты в стали, возникающие вследствие неправильного ведения термической обра- ботки, имеют большое значение, ограничи- вают и даже могут полностью исключить возможность использования стальных изде- лий. Дефекты структуры иногда могут быть выявлены только в ходе службы изделия, когда проявится их отрицательное влияние «я эксплуатационные свойства. В настоящем разделе, который не пре- тендует на исчерпывающую полноту, ука- заны лишь важнейшие дефекты структуры, связанные, в частности, с неправильностью проведения некоторых процессов термиче- ской обработки. Для лучшего понимания последующего изложения приводятся две диаграммы: а) диаграмма состояния железоуглеро- дистых сплавов с указанием температурных областей основных видов термической об- работки (рис. 235); б) кривые нагрева и охлаждения чисто- го железа (рис. 236). Для практики термической обработки важнейшие точки превращения соответст- вуют следующим линиям на диаграмме со- стояния железо — углерод (см. рис. 235). А, — PSK; Aa — GOSE. При охлаждении превращения происходят при более низких температурах (Ari, Аг3), чем при нагреве (Act, Ас3) — известное явление гистерезиса. Поверхностное обезуглероживание (рис. 237—240) Описание. Обеднение стали углеродом, на- чинающееся с поверхности. Как правило, наружный слой стали почти полностью обезуглерожен. К этому слою примыкает область с пониженным содержанием угле- рода. Прн почти полном отсутствии углеро- да говорят о полном обезуглероживании, при уменьшенном содержании этого эле- мента — о частичном обезуглероживании. Обезуглероживание у края поперечного сечения образца после его разрушения (на поперечном темплете — шлифе) обнаружи- вается с помощью локального химического анализа и анализа микроструктуры. Струк- тура полностью обезуглероженной зоны представляет собой чистый феррит; структу- ра переходного слоя характеризуется посте- пенно уменьшающейся к сердцевине долей феррита. Причины возникновения. Взаимодействие углерода, содержащегося в стали, главным образом с кислородом, а также с водоро- дом окружающей среды, причем реакцион- ная способность в системе металл — газ, так же как и диффузия кислорода н водо- рода, увеличиваются с ростом температуры. Поскольку диффузионный перенос контро- лируется, кроме того, временем, то и обезу- глероживание увеличивается с ростом про- должительности нагрева. Основными причи- нами являются: а) обезуглероживающая атмосфера при нагревах стали до температур горячей де- формации и при отжиге (в печах без за- щитной илн нейтральной атмосферы); б) попадание в лечь обезуглероживающей атмосферы при отжиге в печах с защитным газом (например, при светлом отжиге хо- лоднодеформированных изделий); в) недостаточное удаление окалины с по- верхиости термически обрабатываемых из- делий, в частности прн отжиге в печах с за- щитным газом; г) обезуглероженная поверхность у исход- ных заготовок. Предупреждение. Создание надлежащей атмосферы, определяющей незначительное обезуглероживание при нагревах исходных заготовок до температур горячей деформа- ции илн отжига. Применение ускоренного нагрева. Применение нагрева под деформацию или отжиг в защитной атмосфере с соответст- вующим регулированием ее состава. Герметичность нагревательных' устройств, предотвращающая подсос воздуха при от- жиге в защитной атмосфере. Использование очищенных от окалины по- луфабрикатов при их отжиге в печах с за- щитной атмосферой. В специальных случаях возможно приме- нение науглероживающей атмосферы. Использование исходных заготовок с не- обезуглероженной поверхностью. Устранение. В зависимости от типа изде- лий возможны огневая зачистка, шлифов- ка, обточка. В редких случаях применяют науглероживающий отжиг. Примечание. Обезуглероживание поверх- ностной зоны уменьшает ее прочность, твер- дость и соответственно сопротивление де- формации и изнашиванию. Поэтому обезу- глероживание поверхности особенно неже- лательно для инструментальных, подшипни- ковых и износостойких сталей1. К обезуглероживанию поверхности склон- ны практически все стали, содержащие >0,2% С. Необезуглероженную поверхность можно получить только прн нагревах в со- ответствующих защитных атмосферах или при удалении обезуглероженных поверхно- стных слоев. Однако по экономическим и техническим соображениям это возможно только для ограниченного круга специаль- ных изделий (например, сталей, к которым 1 А также рессорных н пружинных сталей, го- рячекатаные профили нз которых непосредствен- но используют для изготовления изделий, рабо- тающих на усталость. (Прим, ред.). 53
предъявляются требования повышенной от- .делки поверхности, тянутой стальной про- волоки, горячекатаного стального прутка, предназначенного для волочения). Поэтому обезуглероживание поверхности рассматривается как дефект только в том случае, если оно превышает допустимую величину. Электротехнические стали (транс- форматорная, дннамная) для уменьшения ваттных потерь специально для обезугле- роживания отжигают в большинстве случа- ев в атмосфере водорода. Дефектная структура после неполного отжига (рис. 241, 242) Описание. Неполный переход от пластин- чатого цементита в перлите к зернистому (неполная сфероидизация). Причины возникновения. Несоблюдение "заданной технологии неполного отжига (температуры и продолжительности или цикличности отжига). Неблагоприятная исходная структура. Предупреждение. Точное соблюдение за- данной технологии неполного отжига для данной марки стали. Нормализация перед неполным отжигом для облегчения сфероидизации карбидов (особенно в случае заэвтектоидных ста- лей). Устранение. Проведение циклического (от- носительно точки Ai) отжига для лучшей сфероидизации цементита; для нелегиро- ванных доэвтектоидных сталей — это обыч- но варьирование температуры между 670 и 730°С. Повторный отжиг. Примечание. Стали в состоянии после не- полного отжига (зернистый карбид в фер- ритной матрице) имеют наименьшую (для данной марки) твердость. Для деформации без снятия стружки (волочение, глубокая вытяжка, Холодная прокатка, отбортовка, холодная высадка, холодное прессование) такая структура является наиболее благо- приятной (хорошая деформируемость, отно- сительно низкие деформирующие усилия). Тонкие листы н полосы из кипящих ста- лей для предотвращения образования на их поверхности линий текучести при глубокой вытяжке после неполного или рекристал- лизационного отжига прокатывают вхолод- ную с небольшой (~2%) степенью дефор- мации. Прн обработке со снятием стружки (обточка, фрезерование, строжка) неполный отжиг применяют для сталей с высоким (> 6,5%) содержанием углерода, так как при меньшем содержании углерода при очень низкой твердости при резании часто .может происходить «наволакивание» стружки. Эти стали следует обрабатывать резанием в со- стоянии после нормализации, полного отжи- га илн небольшой холодной деформации (хорошая обрабатываемость прн хорошем качестве поверхности). Для высокоуглеро- дпстых (инструментальных) сталей непол- ный отжиг является весьма желательной предварительной обработкой, так как закал- ка этих сталей проводится после нагрева не выше А]. Цементитная сетка (рис. 243) Описание. В заэвтектоидных сталях при- сутствующий в структуре наряду с перли- том вторичный цементит может образовы- вать сетку в виде грубых выделений по гра- ницам исходных аустенитных зерен. При этом толщина цементитных прожилок, обра- зующих сетку, в общем, увеличивается с по- вышением содержания углерода н уменьше- нием скорости охлаждения. Причины возникновения. Слишком высо- кая температура конца деформации (суще- ственно выше линии ES на диаграмме же- лезо — углерод). Слишком медленное охлаждение после горячей деформации (например, при охлаж- дении изделий с большим поперечным сече- нием) . Предупреждение. Выдержка требуемой по технологии температуры конца прокатки (не намного выше линии ES). Повышенная степень деформации в одно- фазной областп (прн температуре выше ли- нии ES по диаграмме железо — углерод). Ускоренное охлаждение после горячей деформации (на воздухе, по возможности в масле или воде, а также водо-воздушным душем в зависимости от марки стали). Устранение. Нагрев выше линии ES (вы- ше линии растворимости карбидов на диаг- рамме железо — углерод) с последующим ускоренным охлаждением. Примечание. Цементитная сетка опреде- ляет межкристаллитный излом и приводит к охрупчиванию стали, особенно в закален- ном и отпущенном на высокую прочность состоянии. В случае заэвтектоидных сталей перед закалкой и для проведения обработ- ки резанием или давлением проводится не- полный отжиг (см. выше), приводящий к разрушению сетки и сфероидизации цемен- тита. Нормализация перед неполным отжи- гом ведет к получению равномерной сорбит- ной структуры, благодаря чему облегчает- ся сфероидизация цементита. Нагрев выше линии ES диаграммы железо — углерод и ускоренное охлаждение также облегчают устранение цементитной сетки и сфероиди- зацию цементита при неполном отжиге. Од- нако часто не удается достигнуть полного растворения сетки. Крупнозернистость (рис. 244—248) . Описание. Для каждой марки стали нор- мальная структура характеризуется опреде- ленной (небольшой) величиной зерна. При образовании грубого зерна размер его во всем объеме или в отдельных участках су- щественно превышает эту величину. Поверх- ность разрушения имеет вид грубозернисто- го блестящего (кристаллического) излома. В микроструктуре при соответствующем увеличении наряду с мелкими зернами наб- людается большое число крупных зерен. Кроме того, после закалки можно обна- ружить крупнокристаллическую структуру мартенсита (крупные иглы), а поеле улуч- шения — неравномерную структуру. Причины возникновения. Несоблюдение заданной технологии прокатки, ковки, отжи- га или закалки, например: слишком высо- 54
кая температура (перегрев); слишком дли- тельный нагрев (излишне длительная вы- держка); слишком медленное охлаждение; слишком высокая температура конца про- катки или ковки; слишком высокая темпе- ратура рекристаллизационного отжига; от- жиг после критической степени холодной деформации. Крупнозернистая исходная структура пе- ред закалкой. Предупреждение. Соблюдение заданной технологии прокатки, ковки, отжига или за- калки (температуры, продолжительности выдержки, скорости нагрева и охлаждения). Выбор оптимальной температуры норма- лизации для получения мелкозернистой структуры определяется прежде всего со- ставом стали; эта температура для доэвтек- тоидных сталей должна быть несколько вы- ше верхней критической точки Ас3, для за- эвтектоидной стали —выше нижией крити- ческой точки Act. Перед закалкой заэвтек- тоидных сталей рекомендуется для дости- жения тонкой структуры, а также предот- вращения грубых скоплений карбидов про- водить нормализацию. Устранение. Повторная нормализация и, например для поковок, повторная ковка при оптимальной температуре начала деформа- ции и при возможно более низкой темпера- туре конца ее; последующее использование поковок для изготовления изделий других размеров. В некоторых случаях возможно применение значительной холодной деформа- ции (большое уменьшение поперечного сече- ния) с последующей правильно выбранной термической обработкой >(например, в случае изготовления холоднокатаных и холоднотя- нутых труб). При очень крупнозернистой исходной структуре, например в крупных поковках, после однократной нормализации зерно ос- тается еще слишком крупным, и поэтому необходимо предусмотреть повторную или многократную нормализацию (перекристал- лизацию) с целью измельчения зерна. Еслп одновременно с крупнозернистостыо наблюдается пережог, то устранение дефек- та невозможно; изделие бракуется. Примечание. Крупнозернистость умень- шает вязкость стали, и поэтому ее следует избегать. Для улучшения обрабатываемости низкоуглеродистых сталей и повышения магнитных свойств электротехнических ста- лей стремятся к получению крупного зерна (нагрев для получения крупного зерна, рек- ристаллизационный отжиг после холодной деформации на критическую степень). Участки поверхности металла с пониженной твердостью (пятнистость) — рис. 248 Описание. Зоны на поверхности материа- ла различной протяженности и распределе- ния, имеющие пониженные, значения твер- дости (локальные участки с неполной закал- кой). Причины возникновения Слишком низкая температура закалки. Слишком мягкая охлаждающая среда. Недостаточно резкое и неравномерное ох- лаждение вследствие образования паровой -рубашки на поверхности закаливаемого из- делия. Локальное понижение температуры закалки в местах захвата инструментом. Применение прн шлифовке слишком гру- бых (твердых) кругов (влияние прижо- гов — локального отпуска). Местное обезуглероживание поверхности из-за неправильного нагрева. Предупреждение. Закалка с заданной тем- пературы. Подбор соответствующей охлаждающей среды. Перемещение закаливаемой детали в за- калочной ванне или интенсивное перемеши- вание охлаждающей среды в ванне. Предотвращение местного обезуглерожи- вания. Устранение. При местном обезуглерожи- вании следует перед повторной закалкой удалить обезуглероженный слой. Если к дефекту данного вида приводят другие перечисленные выше причины, то из- делие может оказаться пригодным для ис- пользования после повторной, правильно проведенной закалки. Примечание. Пятнистость может встре- чаться на изделиях в закаленном и улуч- шенном состояниях. Возможность использо- вания изделия с «мягкими» пятнами зависит от величины и частоты расположения этого дефекта, а также от назначения изделия. «Черный излом» (рис. 250) Описание. Некоторые закаленные стали обнаруживают специфическую чешуйчатую поверхность разрушения с частично мрамо- ровндной структурой. Вместо обычного свет- лого кристаллического излома в этом слу- чае наблюдается темный, вплоть до черно- го. Поверхность разрушения в большинстве случаев совпадает с определенным участком поперечного сечения (где имеются выделе- ния свободного углерода). Причины возникновения. При весьма дли- тельном нагреве эвтектоидных и'заэвтекто- идных сталей несколько ниже At, а заэв- тектоидных сталей также и при нагреве между Л, и Аз и медленном охлаждении происходит растворение карбидов и возмож- но выделение графита. Присутствие крем- ния, нпкеля, кобальта, а также сильное раскисление алюминием благоприятствуют образованию графита и соответственно по- вышают склонность к образованию «черно- го излома». Напряжения вследствие нерав- номерного нагрева также могут повышать склонность к образованию «черного изло- ма» Предупреждение. Правильная технология термической обработки. Равномерный нагрев заготовок. Устранение. Дефект не может быть устра- нен. Примечание. «Черный излом» можно рас- сматривать как редкий дефект. Карбидная строчечность (карбидная ликвация) — рис. 251 Описание. Четко выраженные карбидные скопления, вытянутые в виде строчек вдоль 55
направления деформации, наблюдаются пре- имущественно в заэвтектоидных, например в подшипниковых и инструментальных, ста- лях. Причины возникновения. Основной причи- ной является неравномерное распределение первичных карбидов, образующихся при охлаждении после разливки, из-за первич- ной ликвации углерода и других карбидооб- разующих элементов (зональная ликвация в слитке и дендритная ликвация). При де- формации карбиды вытягиваются в строчки. При температуре конца деформации ниже линии ES на диаграмме железо — углерод могут выделяться вторичные карбиды, ко- торые в случае вытяжки их в строчки при деформации приводят к вторичной ликва- ции. Предупреждение. Карбидная строчечность вследствие дендритной ликвации может быть несколько уменьшена при проведении диффузионного (гомогенизирующего) отжи- га прн 1100—1300°С. Диффузионный отжиг деформированной стали несколько более эффективен. Тщательный нагрев стали под прокатку или ковку (на несколько более высокие, чем обычно, температуры при бо- лее длительных выдержках) приводит, как и диффузионный отжиг, к некоторому уменьшению первичной дендритной ликва- ции. Вторичная ликвация может быть пре- дотвращена повышением температуры кон- ца деформации выше ES и относительно быстрым охлаждением. Устранение. Карбидная строчечность вследствие первичной дендритной ликвации может быть устранена диффузионным от- жигом илн хорошим прогревом материала при нагреве перед последующей горячей де- формацией. Вторичная ликвация может быть устранена нагревом выше лниии ES с последующим быстрым охлаждением. Примечание. Карбидная ликвация может привести к существенному снижению экс- плуатационных свойств стали. Холодная де- формация таких сталей затруднена. Прн ис- пользований подшипников и инструмента из стали с карбидной ликвацией может проис- ходить выкрашивание по рабочим поверх- ностям и соответственно преждевременный выход изделий из строя. Разрушение по границам бывших аустенитных зерен (межкристаллитное разрушение) — рис. 252, 253 Описание. Поверхность разрушения (нап- ример, образцов с синеломкостью), имею- щая грубокрнсталлический вид, иногда да- же с кавернами. На шлифе видны тонкие оксидные или сульфидные включения н тонкие трещины вдоль границ зерен. Причины возникновения. Очень сильный перегрев или чрезмерно длительная вы- держка перед деформацией или перед улуч- шением. Если участки перегрева имеют ло- кальное распространение, то это может быть связано с воздействием на изделие языков пламени при нагреве. Окислы, располагаясь вдоль границ зерен от поверхности внутрь материала, наруша- 56 ют металлическую связь в материале. Неме- таллические включения (оксиды, сульфиды), уже имеющиеся в стали, в случае их рас- положения по границам зерен, способству- ют разрушению такого вида. В никель- н молибденсодержащих сталях может проис- ходить насыщение поверхности серой пз ат- мосферы печи (в случае применения серу- содержащего топлива). Это также способ- ствует повышению склонности и межкри- сталлитному разрушению. Ослабленные та- ким образом границы бывших аустенитных зерен являются очагами разрушения прн нагружении. В этих случаях растрескива- ние, приводящее к преждевременному разру- шению, может наблюдаться и при напряже- ниях ниже предела текучести. Предупреждение Точный контроль за температурой в печн. Регулирование режима горения в печи, чтобы предотвратить касание поверхности изделия языками пламени. Использование сталей с малым количест- вом неметаллических включений, например сталей, подвергнутых вакуумированию при разливке илн полученных специальными ме- тодами плавки. Устранение. Если разрушение еще не на- ступило, то незначительные повреждения границ могут быть частично устранены пу- тем быстрого нагрева на высокую темпера- туру (диффузионный отжиг) с последую- щим ускоренным охлаждением. В поковках, полученных свободной ковкой, удается практически полностью устранить склон- ность к межкристаллитному разрушению, например, с помощью достаточно интенсив- ной дополнительной ковки (при этом по- ковки используют для других целей). Примечание. Высокоуглеродистые стали с соответственно пониженной точкой плавле- ния более склонны к повреждению' границ зерен из-за перегрева. Ликвация, которой нельзя избежать, например, в крупных по- ковках, может вследствие локального сни- жения точки плавления повышать чувстви- тельность к такому виду проявления пере- грева. Перегрев же во всех случаях опреде- ляет склонность к межкристаллитному раз- рушению. Дефекты патентирования (рис. 254, 255) Описание. Дефекты термической обработ- ки волоченой стальной проволоки, которые ведут к дефектам структуры и проявляют- ся как отклонение от заданных механиче- ских свойств проволоки. Структура отличается от требуемой одно- родной тонкой сорбитной тем, что содер- жит продукты бейнитного превращения, или структурно свободный феррит, или гру- бый перлит. Эти отклонения от требуемой структуры могут наблюдаться по всей дли- не проволоки и на отдельных ее участках. Причины возникновения. Отклонение от заданного химического состава проволоки (по содержанию углерода, хрома, меди, марганца). Колебания химического состава по сече- нию или по длине проволоки.
Неправильная аустенитизация (слишком низкая или слишком высокая температура нагрева); слишком длительная или недо- статочная (короткая) выдержка. Излишне высокая или заниженная тем- пература свинцовой 'Ванны, в которой проис- ходит превращение аустенита. Слишком высокая нли слишком малая скорость прохождения проволоки через ван- ну. Предупреждение. Применение проволоки из стали заданного химического состава или корректировка условий патентирования с учетом имеющихся отклонений химического состава. Корректировка условий нагрева при аустенитизации и условий превращения аустенита в свинцовой ванне в соответствии с химическим составом н диаметром прово- локи. Контроль за требуемыми по техническим условиям параметрами обработки. Устранение. Повторное проведение патен- тирования. Примечание. Патентирование — процесс термической обработки, который применя- ется для получения стальной проволоки очень высокой прочности при достаточной пластичности н вязкости. После нагрева проволоки из углеродистых или, специальных сталей, содержащих от 0,35 до 1,1% С, на температуру выше Ас3 (обычно 850—1050°С) для образования аустенита ее охлаждают в свинцовой ванне с температурой 400—600°С. В ванне про- текает превращение аустенита, и в результа- те образуется сорбитная структура, благо- приятная для проведения последующей зна- чительной холодной деформации. Качество структуры, определяющее механические свойства волоченой проволоки, зависит от условий охлаждения (превращения) в свин- цовой ванне, условий аустенитизации и хи-» мического состава проволоки, причем меж- ду этими величинами имеется взаимосвязь. Наиболее опасными с точки зрения появле- ния дефектной структуры являются условия охлаждения в свинцовой ванне: при слиш- ком низкой ее температуре возникает твер- дая и хрупкая структура бейнита; слишком высокая температура свинцовой ванны при- водит к снижению прочности проволоки (об- разуется перлит). При всех этих отклонени- ях возникает опасность разрушения про- волоки при волочении, или при дальнейшей обработке, или при эксплуатации изделий из такой проволоки, а также возможность неравномерности механических свойств. Межкристаллитная коррозия (рис. 256—258) Описание. Межкристаллитная коррозия представляет собой начинающееся от по- верхности изделия разъедание коррозион- ностойких (аустенитных и ферритных) ста- лей в специфических агрессивных средах, распространяющееся в глубь металла пре- имущественно вдоль границ зерен; при этом собственно зерна (внутризеренные объемы) корродируют слабо. Эти межкристаллитные разъедания, переходящие в трещины, могут проникать очень глубоко в стальное изде- лие или полуфабрикат и приводить к на- рушению связи между зернами. Причины возникновения. Выделение спе- циальных карбидов, обогащенных хромом, по границам зерен при нагреве в неблаго- приятную область температур (аустенитные стали 400—900°С, ферритные стали — вы- ше 900°С). Интенсивное карбидообразова- ние после таких нагревов ведет к обедне- нию приграничных объемов хромом —дех- ромацни и соответственно к понижению кор- розионной стойкости этих объемов. Склон- ность к такому локальному процессу обра- зования карбидов зависит от концентрации углерода в приграничных объемах. Слишком высокое содержание углерода в стали данной плавки. Слишком низкое соотношение титаи — уг- лерод (концентрация титана ниже четырех- кратного содержания углерода). Науглероживание при нагреве, например, при отжиге после холодной деформации изделий, на поверхности которых были остатки смазки. Предупреждение. Применение стали с меньшим содержанием углерода нли введе- ние в состав стали сильных карбидообразу- ющих и стабилизирующих структуру эле- ментов (титан, ниобий, тантал). Содержа- ние последних должно быть в достаточном количестве по отношению к содержанию уг- лерода. Содержание углерода в нержавею- щей стали, подвергаемой длительному тем- пературному воздействию в интервале 400— 900°С, должно быть ^0,03% в случае крат- ковременных нагревов (например, при свар- ке) или прн длительных нагревах, но при низких температурах ^0,07%. Такие эле- менты, как титан, ниобий, тантал, образу- ют очень стабильные карбиды, которые рас. творяются только при высоких температу- рах. Присутствуя в составе стали, эти эле- менты препятствуют образованию карбидов хрома — отсутствует дехромация н умень- шается склонность к межкристаллитной' коррозии. Однако при длительных нагревах в кри- тической области температур эти стали с сильными карбидообразующими элементами могут проявить склонность к межкристал- литной коррозии. Устранение. Разрушение по границам зе- рен .вследствие межкристаллитной коррозии не может быть устранено. Примечание. Прп испытаниях коррозион- ностойких сталей на склонность к межкри- сталлитной коррозии образцы признают стойкими, если коррозионное разъедание не превышает 0,05 мм в глубину (стандарт ГДР TGL 21211). Склонную к межкристаллитной коррозии сталь следует применять в тех случаях, ког- да конкретные условия службы (температу- ра, среда, длительность) не опасны в смыс- ле возможного развития межкристаллитно- го разъедания (коррозии). Недостаточные магнитные свойства Описание. Волоченые профили или прово- лока яз специальных электротехнических сталей не имеют требуемых по техническим уровням магнитных свойств, таких, иапри- 57
мер, как магнитная индукция и коэрцитив- ная сила. Причины возникновения. Отклонение от заданного химического состава (слишком высокое содержание примесей). Сильная ликвация, особенно углерода и серы. Загрязнение стали (неметаллические включения, газы и др.). Образование слишком мелкой структуры. Остаточные (термические н деформацион- ные) напряжения. Предупреждение. Использование стали за- данного состава н степени чистоты. Получение крупнозернистой ферритной структуры путем холодной вытяжки с кри- тической степенью деформации (между 5 и 15% в зависимости от состава стали) и последующего отжига в специальной атмос- фере (желательно в водороде) или в ваку- уме при температурах, отвечающих проте- канию рекристаллизации (850—1000°С). Соблюдение оптимальной технологии от- жига. Медленное охлаждение для предотвра- щения термических напряжений. Устранение. Если причиной дефекта явля- ется несоответствие состава стали нли сте- пени ее чистоты (например, по неметалли- ческим включениям), то, несмотря на тща- тельное проведение термической обработки (отжига -на рекристаллизацию), качество стали будет низким. Дефекты, возникшие при деформации (и отжиге), устраняются путем дополнительно- го рекристаллизационного отжига. Примечание. Отжиг во влажном водороде приводит наряду с увеличением размера зерна к уменьшению содержания углерода и некоторой дегазации электротехнической стали. Аналогичное влияние может быть до- стигнуто при использовании других защит- ных атмосфер. Наиболее целесообразным представляется проведение отжига уже го- товых изделий из стальных прутков и про- волоки у потребителя, так как при этом од- новременно снимаются напряжения, появ- ляющиеся в результате обработки при из- готовлении изделий ПРОЧИЕ ДЕФЕКТЫ Дефекты резки на ножницах или пилой (рис. 259,' 260) Описание. Дефекты из-за неправильной резки на ножницах илн пилой имеют разно- образный характер. Они встречаются на разных стадиях передела (заготовка, ^полу- ченная непрерывным литьем и горячей про- каткой, стальной пруток и профиль, ката- ная проволока, листы, стальная полоса, пе- риодический стальной профиль, трубы, а также стальные прутки и проволока, по- лученные волочением). В основном речь идет о заусенцах реза, деформации попереч- ного сечепия, некачественной поверхности реза, трещинах при резке ножницами, кото- рые проходят диагонально по сечению или параллельно кромке реза. Причины возникновения. Тупые пли вы- крошенные режущие части пил, ножи нож- ниц и профильные ножи. Применение неподходящего режущего ин-' струмента. Неправильно выбранные скорость резания и подача (ход) пилы. Слишком низкая температура проката при резании. Резка по диагонали четырехгранного ма- териала (например, при закрученной поло- се). Предупреждение. Замена изношенного режущего инструмента. Применение соответствующего данным условиям отделки режущего инструмента (профиль и материал ножей, тип инструмен- та выбирают с учетом состава и свойств разрезаемого материала). Выбор соответствующих значений скоро- сти резания и подачи (хода) пилы. Поддержание .необходимой температуры проката при горячей резке в соответствии с формой сечения и маркой стали. Перпендикулярная установка поверхности разрезаемой заготовки относительно режу- щей кромки ножей. Устранение. Удаление заусенцев возможно при дополнительной обработке (например, шлифовкой, зачисткой, дополнительной об- резкой); при деформировании края возмож- на дополнительная обрезка. Примечание. При нормальном (допусти- мом) образовании заусенцев никаких мер по их предотвращению не применяется. Зау- сенцы играют незначительную роль в слу- чае волоченой стальной проволоки. Плохое складирование (рис. 261, 262) Описание. Стальные полуфабрикаты (прутки и профили, в том числе специаль- ные профили, трубы, листы, волоченые прут- ки) не уложены в одной плоскости на про- кладках или вообще неравномерно располо- жены в штабеле, что вызывает прогиб полу- фабрикатов. Причины возникновения. Применение не- подходящих прокладок, а также нх нерав- номерное расположение при укладке полу- фабрикатов в штабеля на различных этапах хранения и транспортировки. Плохая упаковка бунтов проволоки или ленты. Предупреждение. Правильное формирова- ние штабелей полуфабрикатов в прокатном производстве и при погрузке (транспорти- ровке). Применение подходящих по форме и жесткости прокладок и их равномерное рас- положение. Прочная упаковка бунтов проволоки или ленты, предохраняющая их от повреждений. Устранение Правка. Повторное правильное складиро- вание и упаковка. ‘ Примечание. При плохом складировании растет опасность повреждения полуфабри- катов (механические повреждения) Кроме того, может, например, наблюдаться дефор- мация по длине прутка, превышающая до- пустимые значения. Этот дефект может выз- вать большие дополнительные затраты на правку и зачистку. Плохая упаковка в бунты и пакеты Описание. Прутки неправильно собраны в пакет, некоторые из них смещены в про- 58
дольном 'направлении один относительно другого; непрочно скреплен весь пакет. Бунты из-катаной или волоченой прово- локи скреплены непрочно и в малом числе мест. Причины возникновения. Плохая работа персонала. Недостаточные технические средства на участке адъюстажа. Повреждения прн транспортировке. Предупреждение. При складировании под- бор прутков одинакового сечения. Сбор в пакет прутков примерно равной длины. Применение соответствующего материала для прочного связывания бунтов и пакетов Правильное связывание бунтов и паке- тов. Аккуратная транспортировка. Устранение. Перескладировать и повторно правильно связать.. Примечание. При плохой упаковке прут- ки .могут изгибаться при хранении и транс- портировке, вследствие чего качество полу- фабрикатов снижается. В бунтах, особенно часто при транспортировке, наблюдается пе- репутывание витков проволоки. Плохая упаковка может быть причиной аварий при транспортировке, погрузке и разгрузке.
Часть третья ПОЛОСЫ. ТОНКИЕ листы. ГНУТЫЕ ПРОФИЛИ. ТРУБЫ ДЕФЕКТЫ ПОВЕРХНОСТИ ГОРЯЧЕКАТАНЫХ ПОЛОС И ТОНКИХ ЛИСТОВ Язвины и поры (рис. 263) Описание. Наблюдаемые на поверхности после удаления окалины углубления, имею- щие 'Продолговатую или точечную форму. Маленькие точечные углубления называют порами. Причины возникновения. Закатывание окалины. Шероховатая или изношенная поверхность валков. Низкое качество поверхности исходной заготовки. Предупреждение. Получение легко удаля- емой окалины при нагреве (отскакивающей окалины). Устранение окалнны водой под высоким давлением. Применение валков с высокой износостой- костью. Своевременная замена валков. Устранение. Язвины и поры на горяче- катаной стальной полосе и тонким листе не устраняются по техническим и экономи- ческим соображениям. Примечание. Возможность применения ме- талла с порами и язвинами зависит от кон- кретной цели его использования. В случае последующего получения холод- нокатаных полосы и тонкого листа с высо- ким качеством поверхности (например, для цинкования, лужения, хромирования, ча- стично лакирования) такое состояние по- верхности непригодно нли ограниченно при- годно для дальнейшего передела. Этот де- фект оказывается опасным прн определен- ных способах сварки (например, при роли- ковой сварке). Пузыри (рис. 264) Описание. На поверхности имеются ло- кальные, четко ограниченные продолговатые возвышения. В зависимости от степени де- формации пузыри могут раскрываться (см. «Раковины, отслоения»). Причины возникновения. Дефекты в ис- ходной заготовке — незаварившиеся сотовые (подкорковые) пузыри, неметаллические включения. Длительное время травления (при травле- нии без ингибиторов так называемые пузы- ри травления). Предупреждение. Использование качест- венных исходных заготовок. Кратковременное травление. Применение ингибиторов в травильных ваннах. Устранение. В зависимости от характера расположения (частоты) и величины дефек- 60 та его устранение возможно в некоторых случаях путем обрезки. Примечание. Пузыри могут наблюдаться в виде скоплений. При длительном травле- нии без применения ингибиторов пузыри мо- гут образоваться в местах расслоений, ле- жащих близко к 'поверхности. Возможность дальнейшей переработки горячекатаных по- лос и листов зависит от их назначения, рас- положения (частоты) и величины дефектов. Горячекатаная полоса, пораженная пузы- рями, непригодна для холодной прокатки. Раковины, отслоения (рис. 265, 266) Описание. Неспайности (несплошностн), нерегулярно расположенные 'на поверхности, чаще всего различимые невооруженны^ гла- зом, лишь частично связанные с основным металлом. Более крупные обозначаются как раковины, более мелкие — как отслоения. Причины возникновения. Дефекты в ис- ходном металле: металлические брызги в слитке, подкорковые поры, раковины, от- слоения, сотовые (подкорковые) пузыри и неметаллические включения в исходном стальном слитке, расположенные вблизи поверхности; плены на литой заготовке. Закаты, образованные при черновом про- ходе при прокатке. Слишком глубокие насечки в первых ка- либрах обжимного стана. Предупреждение. Использование безде- фектных и зачищенных исходных заготовок. Применение правильной калибровки, предуп- реждающей закаты и повреждения поверх- ности вследствие слишком больших насе- чек. Устранение. В зависимости от расположе- ния (частоты) дефекты могут быть устра- нены путем вырезки в случае стальной по- лосы или отсортировки ® случае листов. Примечание. Раковины могут располагать- ся полосами параллельно направлению прокатки; тогда говорят о полосах раковин. Под раковинами ai отслоениями нередко рас- полагаются неметаллические включения, частично вместе с окалиной, или только ос- татки окалины. Возможность применения -металла в горя- чекатаном состоянии зависит от его наз- начения, а также от расположения (часто- ты) и величины дефектов. Применение такого металла для холодной прокатки, как правило, не -рекомендуется. Между раковинами и -раскатанными пу- зырями имеется сильное сходство как по нх внешнему виду, так и по влиянию на воз- можность дальнейшей переработки металла Раковины и отслоения в большей или меньшей мере, -но всегда снижают пригод- ность полос и листов к сварке. Слипание (схватывание) Описание. Прилипание друг к другу мно- гократно прокатываемых в пакетах (сдво-
енных) тонких листов. После их разделения наблюдаются плоскостные повреждения поверхности. Причины возникновения. Неблагоприят- ный химический состав стали. Неблагоприятные условия деформации (в очаге деформации развиваются сильно раз- личающиеся давления при прокатке пакета). Неравномерный нагрев пакета (сдвоенных листов) перед промежуточной н окончатель- ной прокаткой. Недостаточный зазор между листами в пакете. Неполное удаление окалины между листа- ми. Предупреждение. Выбор листовой стали соответствующего химического состава. Равномерное распределение деформации в очаге деформации (подбор соответствующей шероховатости валков, правильная установ- ка валков, правильный режим охлаждения валков). Выбор необходимых зазоров перед сдваи- ванием листов. Устранение. Дефекты, как правило, не могут быть устранены; в отдельных случаях их удаляют путем вырезки. Примечание. Слипание при горячей про- катке стальной полосы наблюдается очень редко. Оно типично для горячекатаного тонкого листа. В зависимости от конкрет- ных условий прокатки пакета листы могут слегка схватиться или привариться друг к другу. Листы из спокойной стали или из стали с повышенным содержанием углерода, крем- ния или фосфора менее склонны к слипа- нию, чем листы из кипящей стали. Склонность к слипанию динамиой стали увеличивается с ростом содержания алюми- ния, который частично вместо кремния до- бавляют для улучшения электромагнитных свойств. Трещины на кромках (рис. 267—269) Описание. Разрывы, наблюдающиеся на кромках полос и листов, проходящие пер- пендикулярно или наклонно к направлению прокатки. Причины возникновения. Слишком низкие или слишком высокие температуры нагрева и прокатки. Низкая деформируемость металла из-за дефектной структуры. Неравномерное удлинение при прокатке. Неправильное складывание в пакет (сдваивание) листов при прокатке. Предупреждение. Выбор оптимальных температур нагрева и прокатки. Регулирование обжатий, соответствую- щих деформируемости данного металла. Применение листов по возможности оди- наковой длины. Тщательная укладка (сдваивание) листов в пакете. Устранение. Обрезка листов или полос. Примечание. После обрезки кромок поло- сы и листы пригодны для последующей хо- лодной прокатки илн для других целей. Тре- щины на кромках, возникающие прн прокат- ке вследствие слишком высокой температу- ры или большой продолжительности нагре- ва, называют «пережог кромок». 4 Зак 227 Механические повреждения (рис. 270, 274) Описание. Повреждения поверхности по- лос и листов в форме рисок, насечек, углуб- лений и других отпечатков. Причины возникновения. Дефекты про- катного оборудования (например, выступы, вмятины на валках, выработанные валки в чистовых клетях), неправильная работа сматывающего оборудования и плохое свя- зывание в рулоны (телескопические руло- ны). Неправильная транспортировка и скла- дирование. Предупреждение. Применение технически исправного прокатного оборудования и на- правляющих. Правильная работа сматывающего обо- рудования и нормальное формирование рулонов. Правильная транспортировка н безупреч- ное складирование. Устранение. Исходя из технических и эко- номических соображений, механические повреждения на горячекатаных стальной полосе и тонком листе, как правило, не устраняются. Примечание. При использовании выра- ботанных валков в чистовых клетях на всей поверхности имеются небольшие от- печатки (шероховатая поверхность). Слишком высокая температура чистовой прокатки может приводить к вырывам не- больших объемов металла из листов; этн объемы налипают на валки при дальней- шей прокатке и повреждают поверхность листов. Дефект особенно часто наблюдается при прокатке динамных сталей, легирован- ных алюминием. Эти дефекты в зависимости от их величи- ны и расположения (частоты) могут при- водить к большему или меньшему сниже- нию качества. ДЕФЕКТЫ ПОВЕРХНОСТИ ХОЛОДНОКАТАНЫХ ПОЛОС И ТОНКИХ ЛИСТОВ Язвины, поры (рис. 272—274) Описание. На поверхности имеются вы- тянутые в направлении прокатки или то- чечные углубления. Небольшие точечные углубления называют порами. Причины возникновения. Поверхность ис- ходных заготовок горячекатаных стальных полос илн листов была поражена язвинами и порами (например, язвины от окалины). Неправильное хранение горячекатаных стальных полос или листов (язвины от кор- розии) . Неравномерное разъедание при травле- нии, например из-за неравномерного окалн- нообразования по длине горячекатаной по- лосовой стали илн на поверхности листовой (тонколистовой) стали (поры травления). Слишком длительное травление, особен- но без добавки в травильный раствор ин- гибиторов (поры травления). Предупреждение. Применение исходных заготовок — горячекатаных стальных по- 61
лос или листов — с надлежащим качест- вом поверхности. Хранение в условиях защиты от корро- зии или кратковременное хранение горяче- катаных стальных полос нлн листов. Промежуточный контроль качества раст- вора в процессе травления. Применение ин- гибиторов. Устранение. Язвины и поры при холодной прокатке пли прн дрессировке уменьшаются, но не устраняются. Примечание. Неравномерное разъедание при травлении из-за неравномерного (по поверхности) окалинообразовання обуслов- ливает появление недотрава и перетрава. Язвины н поры часто встречаются вместе. Холоднокатаная полоса н лист, а также докатанные вхолодную листы с язвинами и порами непригодны для гальванического покрытия поверхности. Механическая обра- ботка полосы (шлифовка) для устранения язвин и пор, как правило, неэкономична. Раковины, отслоения (рис. 275—278) Описание. Несплошности, беспорядоч- но расположенные на поверхности, чаще всего различимые невооруженным глазом, лишь частично связанные с основным метал- лом; обычно они вытянуты в направлении прокатки. Более крупные называют рако- винами, более мелкие — отслоениями. Причины возникновения. Раковины на поверхности исходных заготовок — горяче- катаных стальных полос и листов. Неметаллические включения, расположен- ные вблизи поверхности горячекатаной по- лосы нлн листа; прн холодной прокатке или дрессировке могут происходить разры- вы поверхности. Пузыри травления, которые разрывают- ся (вскрываются) при холодной прокатке. Предупреждение. Применение бездефект- ных исходных заготовок-—горячекатаных стальных полос нлп листов. Кратковременное травление и примене- ние ингибиторов в травильных ваннах. Устранение. Дефекты в зависимости от нх величины и расположения (частоты) мо- гут быть устранены путем вырезки в слу- чае полосовой стали нлн отсортировки в случае листов. Примечание. Хотя отслоения проявляют- ся во время холодной прокатки, причины их появления определяются прежде всего на- рушениями технологии в сталеплавильном производстве (главным образом, дефекта- ми в исходных стальных слитках). Полосы или листы с сильно развитыми отслоениями, как правило, бракуются. Пузыри (рис. 279—281) Описание. Возвышения различной величи- ны, расположенные на поверхности с боль- шей или меньшей частотой; внутри возвы- шений металл отсутствует. В зависимости от степени деформации пузыри могут быть разорванными (вскрываться). Причины возникновения. Неметалличе- ские включения н газовые пузыри в исход- ных заготовках — горячекатаных стальных полосах нли листах. Длительное травление, к тому же в ра- створах без добавки ингибиторов (пузыри травления). Предупреждение. Применение исходных заготовок — горячекатаных стальных по- лос или листов без газовых пузырей и не- металлических включений. Применение добавок ингибиторов в тра- вильные растворы или кратковременного травления. У странение. Дефекты частично могут быть устранены путем вырезки в случае полосовой стали или отсортировки в случае листов. Примечание. Пузыри на холоднокатаных стальных листах часто называют «пузыри травления». Если пузыри проявляются лишь в от- дельных случаях, то для дальнейшей пе- реработки полос необходимо вырезать уча- стки, содержащие дефекты. При холодной прокатке пузыри часто разрываются и тогда имеют вид чешуек и отслоений. Слипание (рис. 282) Описание. Соприкасающиеся витки в смотанном рулоне холоднокатаной стальной полосы слипаются друг с другом. После нх разделения наблюдаются повреждения по- верхности. Причины возникновения. При самой смотке (до нагрева) — все факторы, спо- собствующие сварке под давлением, а имен- но: а) слишком большое натяжение при смотке полосы; б) остатки эмульсин и других смазочных материалов на поверхности полосы или ли- ста; в) неровная (по кромке) смотка полосы; г) неблагоприятная геометрия полосы или очага деформации. Неправильный температурный режим во время нагрева. Кроме того, слипанию при отжиге холод- нокатаных листов пли ленты способствуют: а) неправильный состав защитного газа в печи (обезуглероживающая атмосфера печи); б) неправильная укладка пакетов и ру- лонов при нагреве. Предупреждение. Уменьшение натяжения смотки. Полное удаление эмульсин и предотвра- щение «намазывания» других смазочных материалов на поверхность листа илн по- лосы. Ровная по кромке смотка полосы. Выбор оптимальной геометрии полосы и очага деформации при холодной прокатке. Оптимальный температурный режим во время нагревов пакетов холодных листов пли рулонов холоднокатаной полосы. Применение требуемого по технологии состава защитного газа в печах. Правиль- ная укладка пакетов н рулонов в нагрева- тельных печах. Разрыхление («распушиваиие») витков в рулоне путем перемотки полосы или созда- ния зазора между листами в пакете перед нагревом. 62
Использование валков с чистой поверх- ностью. Оптимальный температурный режим при нагреве. Перемотка смотанных рулонов перед на- гревом для устранения отмеченных выше недостатков, допущенных при смотке. Уменьшение доступа воздуха в печь. Удаление продуктов травления путем тщательной промывки листов нли полосы после травления. Устранение. При незначительном разви- тии слипания дефектные места могут быть вырезаны. Примечание. В общем случае слипание связано с одновременным влиянием не- скольких причин. Иногда же единственной причиной слипания могут быть неудален- иые остатки травильного раствора. При перемотке бунтов холоднокатаной полосы часто встречаются наряду с пов- реждением поверхности из-за слипания ли- нии текучести н складки, расположенные беспорядочно пли иа более или менее оди- наковом расстоянии друг от друга. Слипание холоднокатаной стальной поло- сы вызывает затруднения прн дальнейшей переработке продукции. Склонность к сли- панию у холоднокатаной динамкой поло- сы может быть существенно снижена при использовании специальных методов вы- плавки и разливки данной марки стали (по- вышенная степень чистоты, пониженное со- держание углерода, повышенное содержа- ние кремния). Линии текучести и складки (рис. 283, 284) Описание. На поверхности холодноката- ных стальной полосы нлн листа (тонкого) пз мягких (ннзкоуглеродистых) нелегиро- ванных сталей .или изделий, изготовленных пз них, наблюдаются линии нлн полосы, которые различаются по своему блеску и создают небольшую шероховатость. Причины возникновения. Металл горяче- катаных стальных полос или листов из низ- коуглеродпстых (мягких) нелегированных сталей склонен к образованию прн холод- ной деформации линий текучести н скла- док, так как эти стали как в отожженном, так н в состаренном состоянии обладают четко выраженной областью прерывистого течения (верхним и ннжнем пределом те- кучести). При приложении к такому метал- лу растягивающих напряжений, по поряд- ку величины близких к пределу текучести, наблюдается прерывистый характер рас- пространения текучести в рядом располо- женных областях. Складки на холоднокатаной полосе воз- никают благодаря слишком сильному из- гибу у натяжного барабана (прн прокат- ке, травлении и т. д.), имеющего слишком малый диаметр, а также нз-за слипания, нарушений плавного хода полосы прн хо- лодной прокатке н дрессировке: ось смот- ки не параллельна оси прокатки, излишне свободный ход полосы, волнистость кромок, вспучивание, саблевидный изгиб полосы, неправильная шлифовка валков (не соот- ветствующая профилю исходной горячека- таной полосы) и несоблюдение требований, оптимизирующих напряжения натяжения и смотки в условиях дрессировки. Предупреждение. Устранение четко вы- раженной области прерывистого течения в низкоуглеродистой стали, например путем холодной прокатки со степенью обжатня свыше 20% после рекристаллизационного отжига. Линии текучести и складки прн этом иа длительное время устраняются. Однако пластичность сильно снижается, и глубокая вытяжка становится едва воз- можной. Другой путь — холодная прокат- ка со степенью обжатия от 1 до 2% после рекристаллизационного отжига. Сильного падения пластичности в этом случае ие на- блюдается. Эффект четко выраженного предела те- кучести обратим. На несколько недель об- разование линий текучести и складок устра- няется. Затем вследствие старения они вновь образуются. Применение специально раскисленных алюминием сталей. Однако в состоянии после смягчающего отжига эти стали так- же склонны к образованию линий текуче- сти н складок. Холодной прокаткой со степенью обжа- тия 1—2% после смягчающего отжига об- разование складок и линий текучести в рас- кисленных алюминием низкоуглеродистых сталях надежно предотвращается, так как эти стали устойчивы против старения. Для предупреждения складок — соот- ветствие геометрии, в частности, диаметра сматывающего барабана толщине полосы; тщательная обработка поверхности поло- сы, предупреждение перегибов н вспучива- ния при изготовлении, транспортировке и хранении. Устранение. Имеющиеся на полосах или листах линии текучести могут быть устра- нены путем холодной прокатки с более вы- сокой степенью обжатня. Линии текучести на изделиях нз холоднокатаной стальной полосы нли листов могут быть удалены шлифовкой. Складки можно устранить только путем последующей холодной прокатки предвари- тельно нормализованных полос. Примечание. Складки (а также линии текучести) могут наблюдаться в отдельных случаях и на горячекатаной полосе. Лннин текучести н складки называют также «круглый загиб» нли «линии переги- бов», еслп они встречаются на широкой холоднокатаной полосе. Они могут наблю- даться с одной стороны, с двух сторон нли по всей ширине полосы. Складки, возникающие из-за плохого хо- да полосы прн прокатке н смотке обозна- чаются часто как «фалды». Линии текучести и складки затрудняют получение гладкой поверхности холоднока- таных стальных полос и тонких листов илп изделий, изготовленных из них (особенно, если к тому же возникают еще фигуры те- чения) . Так как последующая обработка гото- вых изделий (илн полосы) с описанными вы- 4* Зак. 227 63
ше дефектами с целью получения гладкой поверхности всегда затруднительна, а иног- да даже невозможна, то не следует исполь- зовать холоднокатаные листы н полосы из низкоуглеродистой стали в состоянии не- посредственно после смягчающего отжига. Нужно соблюдать вплоть до окончатель- ной обработки металла (штамповки изделий из листов н полос) обусловленные процес- сами старения сроки хранения, которые особенно ограниченны в случае полос и ли- стов из кипящих низкоуглероднстых неле- гнрованных сталей. Царапины и отпечатки от смотки (рис. 285) Описание. На поверхности полос и ли- стов наблюдаются царапины пли отпечатки (единичные или скопления) различной ши- рины, чаще всего с перемещением металла в направлении прокатки. Характерно скоп- ление металла на краю царапни или отпе- чатков. Причины возникновения 1. Относительное перемещение отдель- ных витков холоднокатаной полосы друг относительно друга в процессе смотки ру- лона. 2. Слабо намотанный рулон сдвигается телескопически на стержне моталки (теле- скопический рулон). Предупреждение 1. Плотная намотка рулона, причем осо- бое внимание необходимо обращать на плотность намотки внутренних витков. 2. Равномерное, относительно малое на- тяжение полосы при смотке в рулон. Устранение. Дефект устраняется путем вырезки в случае полос и путем отсорти- ровки листов. Цвета побежалости и окалина от нагрева (рис. 286) Описание. Наличие на поверхности мате- риала после светлого отжига участков с различной окраской — от желтого до си- него (цвета побежалости), серого (окали- на от нагрева) пли черного цвета (осаж- дение сажи); участки могут быть различ- ными по величине. Причины возникновения. Доступ воздуха в печь во время светлого отжига. Неблагоприятный состав защитной ат- мосферы в печн. Охлаждение на воздухе от слишком вы- соких температур (ранняя выдача из печн); Предупреждение. Предотвращение под- соса воздуха в печь для светлого отжига. Применение в печах для отжига защит- ной атмосферы требуемого состава. Охлаждение металла после термической обработки без доступа воздуха примерно до 150°С. Устранение. Цвета побежалости и ока- лину можно устранить механической обра- боткой поверхности (шлифовкой) или крат- ковременным дополнительным травлением перед последующей обработкой; черные края удаляются обрезкой кромки полосы. Устранение цветов побежалости и окалины со всей поверхности листов или полосы не всегда возможно. Примечание. Если отжиг производят в колпаковых или проходных печах, то цве- та побежалости встречаются в большинст- ве случаев лишь по кромке листов или по- лосы; только на наружных н внутренних витках рулона они распространяются по всей поверхности. Если полосу отжигают в печах с перемоткой рулона нли во время отжига в колпаковых нли проходных печах имеются слишком слабо намотанные руло- ны, то возможно появление цветов побе- жалости на больших поверхностях нли по всей ширине полосы. При неблагоприятном отношении СО/СО2 прн соответствующих температурах могут возникать так называемые «пятна отжига» из-за реакции защитного газа с остатками эмульсии н другими смазочными материала- ми. В случае неравномерного образования окалины на исходных горячекатаных по- лосах или листах после травления (еще до холодной прокатки) могут наблюдаться остатки окалнны, которые сохраняются также и на холоднокатаных полосах или листах. Если предъявляются повышенные требования к поверхности, то нз-за этого дефекта снижается качество холодноката- ной продукции. , Пятна прокатки (рис. 287) Описание. Наблюдаемые иа поверхности более темные, беспорядочно распределен- ные пятна. Они могут быть остатками ока- лины, травильного раствора, эмульсии, при- меняемой при прокатке, н других смазок, а также пятнами (остатками) на поверх- ности от смеси пыли со смазкой. Причины возникновения. Неравномерно протравлена исходная горячекатаная поло- са. Недостаточное протравливание (очистка) вследствие плотного соприкосновения вит- ков. , Не полностью удалены остатки травиль- ного раствора прн промывке травленых полос или листов. Слишком длительный срок промежуточ- ного хранения (особенно после травления). Сильное загрязнение эмульсией нлн смазкой при холодной прокатке. Неполное удаление эмульсии после про- катки. Неподходящий состав эмульсин, исполь- зуемой при прокатке. Предупреждение. Применение исходных заготовок с равномерной хорошо протрав- ленной поверхностью, свободной от остат- ков окалины. Разрыхление («распушивание») горяче- катаных рулонов перед травлением. Ис- пользование «проходного» травления с перемоткой рулона. Хорошая промывка протравленных горя- чекатаных полос илн листов. Своевременная смена смазок н эмульсин, применяемых прн прокатке. Полное удале- ние смазки и эмульсии с холоднокатаной полосы. 64
По возможности более короткое время промежуточного хранения (особенно после травления). Использование эмульсин, которая не разлагается прн холодной прокатке н не оставляет осадка (пятен) после нагревов. Устранение. Повторное травление н про- катка на меньшую толщину. Промывка, зачистка и другие подобные мероприятия также позволяют удалять пятна (остатки) с полосы или с поверхности изготовленных нз нее деталей. Примечание. Металл после удаления с его поверхности пятен (остатков), в общем, применим для дальнейшего использования по назначению. «Хвосты» («елочка») — рис. 288 Описание. Углубления, главным образом вблизи сварного шва или на переднем или заднем конце полосы. Расстояние между углублениями соответствует примерно ок- ружности валков или роликов. Причины возникновения 1. Косая задача переднего конца полосы или косое (неравномерное) обжатне зад- него конца полосы. 2. Трещины в полосе или сварном шве, причем усилие прокатки концентрируется в одной точке и выступ раскатывается. 3. Грат сварного шва переносится на по- верхность полосы и развальцовывается. Предупреждение. Провести замену вал- ков в третьей и четвертой клетях. Скорректировать установку верхних вал- ков в первой н второй клетях в зависимо- сти от величины отпечатка. Принимать меры, обеспечивающие такие условия холодной прокати!, чтобы перед- ний и задний концы полосы входили и вы- ходили нз валков прямо (выставлять рабо- чие валки параллельно концам полосы). Прн прокатке участков с трещинами в полосе н в сварном шве увеличивают за- зор между валками. Устранение. Дефект устраняется путем- вырезки части полосы или отсортировки листов. Неровности поверхности (полосчатость) — рис. 289 Описание. На поверхности наблюдаются равномерно повторяющиеся или встречаю- щиеся местами светлые полосы равной ши- рины, располагающиеся поперек направле- ния прокатки. Причины возникновения. Вибрация рабо- чих валков. Эксцентриситет вращающихся деталей в клети прокатного стана. Внезап- ное изменение условий трения между вал- ками н полосой, особенно прн высоких ско- ростях прокатки (прокатка полос с недо- и перетравом, внезапно увеличивающаяся нагрузка в клети из-за недостатка смазки или эмульсии). Предупреждение. Статическое выравни- вание размеров н балансировка валков. Сме- на эксцентрично вращающихся деталей в клети. Создание равномерных условий трения в зазоре между валками. Устранение. Возможно только путем вы- резки в случае полос или отсортировки в случае листов. Примечание. Неровности на холоднока- таных листах встречаются редко. Дефект типичен для быстроходных широкополосо- вых станов холодной прокатки, на которых получают полосу, свертываемую в рулоны. Дальнейшая переработка полос п листов с этим дефектом возможна лишь в огра- ниченной степени. Прн повышенных обжатиях за один про- ход в клети стана и прн недостаточном подводе смазки возникают так называемые «полосы прокатки». Рифленая поверхность полосы (рис. 290) Описание. Проходящие по всей длине по- лосы или листа (чаще всего в направлении прокатки) четко видимые на поверхности рифления. Причины возникновения. Недостаточная шлифовка валков. Предупреждение. Применение валков с чистой шлифованной поверхностью. Устранение. Частично возможно путем повторной прокатки на несколько меньшую толщину, но на валках с хорошо шлифо- ванной поверхностью. Механическая обработка (шлифовка риф- леной поверхности) полосы неэкономична. Примечание. Прн выработке чистовых валков по всей их поверхности появляются мелкие отпечатки (шероховатая поверх- ность). Механические повреждения поверх- ности полосы из-за шлифовочных рисок на чистовых валках имеют форму рифлений н располагаются вдоль направления про- катки. Они могут оказывать отрицательное влияние прн глубокой вытяжке. Полоса с рифленой поверхностью непри- годна для гальванического покрытия и лишь ограниченно пригодна для лакирования. Без дополнительной обработки сорт продукции снижают. Отпечатки из-за неправильной дробеструйной обработки валков (рис. 291, 292) Описание. Отдельные участки на поверх- ности, расположенные вдоль нлн поперек полосы или листа, отличающиеся от осталь- ной поверхности большей шероховатостью. Причины возникновения. Нарушения в электрическом и (или) механическом режи- ме работы оборудования для дробеструй- ной обработки валков. Предупреждение. Контроль процесса дро- беструйной обработки н тщательный кон- троль обработанных валков. Планово-предупредительный ремонт дро- беструйного оборудования. Замена валков с дефектами от дробест- руйной обработки. Устранение. Возможно только путем от- сортировки металла. 65
Примечание. Валки, подвергнутые дробе- струйной обработке, применяют для произ- водства -холоднокатаных листов и полос вследствие их благоприятного профиля по- верхности, благодаря чему достигается стро- го -определенная шероховатость (в частно- сти, это необходимо у листов, предназначен- ных для лакирования). При такой поверх- ности валков предотвращается слипание по- лосы прн -сматывании ее в рулоны после прокатки на широкополосовом стане. Де- фекты дробеструйной обработки в зависи- мости от степени -нарушения в электриче- ском нли механическом режиме этой обра- ботки'имеют -различный вид (иапрнмер, то- чечность, повторяющаяся через определен- ные -промежутки, полосчатость, расположен- ная параллельно илн перпендикулярно нап- равлению прокатки, а также спиралевидные полосы). Расположенную параллельно нап- равлению прокатки широкую полосу с меньшей шероховатостью, чем остальная по- верхность, нельзя смешивать с дефектами дробеструйной обработки валков, посколь- ку она возникает вследствие смены програм- мы прокатки (переход с узкой на широкую полосу и т. д.). Этот дефект называют от- печатком прокатки. «Узоры» дрессировки и складки дрессировки («разданы») — рис. 293, 294 Описание. На поверхности полос н ли- стов имеются неровности -в 'виде «-морозных узоров», расположенные в продольном и поперечно.м направлениях. .Причины возникновения. Отклонение про- филя полос и листов -по ширине. Несоответ- ствие профиля полосы ц листа профилю за- зора валков прн дрессировке. Волнистость полосы ai листа или повышен- ная скорость движения полосы при дресси- ровке, слишком высокое натяжение смоткн при дрессировке. Предупреждение. Соблюдение соответст- вующего профиля полосы н листа по всей ширине. Применение валков, имеющих профиль, соответствующий профилю полосы. Дрессировка полос и листов с выдержан- ной по техническим требованиям плоскост- ностью. Уменьшение натяжения смотки прн дрес- сировке. Устранение. Возможно только путем вы- резки дефектных мест. Примечание. Складки дрессировки появ- ляются в тех случаях, когда указанные выше факторы оказывают сильное влия- ние. Из-за складок дрессировки может быть повреждена поверхность валков. Дрессировка поврежденными валками приводит к получению полос или листов, имеющих на поверхности так называемые «отпечатки валков» или «следы ударов». Полосы и листы с «узорами» дрессировки и складками дрессировки непригодны или только ограниченно пригодны для лакиро- вания нли нанесения других видов покры- тия. Следы шлифовки и полирования Описание. После шлифовки н полирова- ния поверхность холоднокатаной полосы имеет неравномерно блестящий внешний вид. Она слегка шероховата; местами мо- гут встречаться следы прижога (трещины прижога и цвета побежалости). Причины возникновения. Недостаточно стабильный ход полосы во время шлифов- ки или полирования. Выработанные шлифовальные круги. Недостаточное охлаждение при шлифов- ке . Слишком большое давление (прижим) шлифовальных или полировальных кру- гов. Применение шлифовальных кругов не- подходящей зернистости или поврежденных кругов. Предупреждение. Поддержание в надле- жащем техническом состоянии шлифовоч- ных агрегатов. Применение шлифовальных кругов не- обходимого качества. Давление (прнжнм) на шлифовальные или полировальные круга должно соответ- ствовать их зернистости, а также химиче- скому составу и состоянию поверхности холоднокатаной стальной полосы. Устранение. Возможно путем повторной шлифовки. Примечание. Склонность к образованию следов шлифовки н полирования увеличи- вается с повышением содержания углерода и легирования стали. Холоднокатаная стальная полоса со сле- дами шлифовки и полирования непригодна для нанесения поверхностных покрытий, так как в результате не достигается одно- родный блестящий вид и не улучшается со- стояние поверхности. Шлифовочные трещины на пружинной полосовой стали снижают долговечность изделий, получаемых из нее. Трещины и разрывы (надрывы) — рис. 295 Описание. Трещины или более крупные плоские несплошности в металле, распола- гающиеся по всей толщине полосы нлн ли- ста. Причины возникновения. Дефекты исход- ных заготовок (усадочная раковина, круп- ные неметаллические включения, пузыри). Сильные закаты пли крупные механиче- ские повреждения на горячекатаных заго- товках. Локальное превышение предела прочно- сти при холодной прокатке из-за слишком высокого местного наклепа (наличие ло- кальных концентраторов напряжений). Предупреждение. Применение бездефект- ных исходных заготовок (например, до- статочное удаление прибыльной части, уменьшение количества неметаллических включений и т. п.). Уменьшение вероятности локальной кон- центрации напряжений. Устранение. Возможно только путем вы- резки дефектных мест в случае полосы нли отсортировки листов. 66
Вырезанный нли отсортированный металл бракуется. Примечание. Трещины и разрывы могут быть уже в исходной горячекатаной поло- се. Этот дефект чаще встречается в поло- се и реже в тонких листах. Он может, од- нако, возникать прн разднраннн пакета тонких листов в случае сильного их сли- пания. Трещины иа кромках (надрывы) Описание. По кромкам полосы -нли ли- ста имеются нарушения сплошности (над- рывы), которые располагаются перпендику- лярно нли под углом к направлению про- катки. Причины возникновения., Низкое каче- ство исходных горячекатаных стальных по- лос или листов. Плохая деформируемость металла (на- пример, из-за дефектов структуры). Различная деформация посередине и по краям полосы. Слишком большие обжатия. Предупреждение. Применение качествен- ных горячекатаных стальных полос или ли- стов с хорошим состоянием краев (кром- ки). Уменьшение толщины за проход (обжа- тия) должно соответствовать свойствам данного металла. Правильная шлифовка профиля валков (придание необходимой бочкообразностн). Устранение. Обрезка полос или листов на меньшую ширину. Примечание. Краевые трещины (надры- вы) на холоднокатаных полосах и листах могут приводить к затруднениям прн тран- спортировке и дальнейшей переработке про- дукции. Если холоднокатаные полосы и холоднокатаные листы должны поставлять- ся (по требованию заказчика) с обрезан- ными кромками, то этот дефект не имеет значения. Механические повреждения (рис. 296—299) Описание. Повреждения поверхности по- лос н тонких листов в виде рисок, цара- пин, надрезов и т. п. отпечатков на поверх- ности. Причины возникновения. Некачественная работа прн прокатке н резке. Плохое техническое состояние прокатно- го и обрезного оборудования (устройств сброса, петлевых ям н т. д.). Неправильное проведение смотки (про- скальзывание прн смотке) н перевязывания рулонов, а также некачественная упаковка пакетов листов. Повреждения прн транспортировке и хранении. Предупреждение.^ Аккуратная работа персонала прн изготовлении полос и тон- ких листов н нх дальнейшей переработке. Применение технически исправного обо- рудования (станов для холодной прокатки, отделочных агрегатов). Правильное проведение смотки, связыва- ния, упаковки, транспортировки и хране- ния (последнее — у изготовителя - и потре- бителя) . Устранение. Механические повреждения в зависимости от их величины устраняются путем обрезки (если они расположены по кромкам) или шлифовкой (незначительные дефекты). При этом учитывается экономи- ческая целесообразность проведения этих операций. Более крупные, локально ограниченные дефекты устраняются путем вырезки нлн отсортировки. Примечание. В зависимости от вида н величины механических повреждений по- лоса илн лист после вырезки нли отсорти- ровки могут быть выданы потребителю как полноценный металл пли как металл более низкого сорта. Пятна ржавчины Описание. На поверхности имеется ко- ричневатый нлн красноватый осадок (ржав- чина) различной толщины. После удаления осадка видно разъедание поверхности. Причины возникновения. На поверхности сохранились остатки среды, способствующей коррозии (например, смазки нли эмульсии после прокатки). Не приняты меры предупреждения кор- розии или недостаточная защита от кор- рознп. Хранение илн транспортировка защищен- ных от коррозии полос н листов, но прн неблагоприятных метеорологических усло- виях. Неправильное регулирование температур на складе н длительное хранение у изго- товителя и потребителя. Предупреждение. Удаление остатков вы- зывающих коррозию сред с поверхности полос или листов перед их консервацией. Выбор подходящих средств коррозион- ной защиты, в частности подходящей упа- ковки. Хранение в закрытом складе, по воз- можности с регулируемым температурным режимом; кратковременное хранение. Устранение. Периодический контроль за состоянием поверхности полос и листов, особенно при промежуточном хранении металла (соответствующая промежуточная консервация и хранение). Примечание. В зависимости от степени коррозии возможно устранение участков ое ржавчиной путем дополнительной обра- ботки (например, зачистка щеткой или шлифовка); в противном случае снижают сорт. ВНУТРЕННИЕ ДЕФЕКТЫ ПОЛОС И ЛИСТОВ Расслоение (рис. 300—302) Описание. Плоскостные нарушения сплош- ности металла, расположенные внутри по- лосы нлн тонкого листа вдоль направления прокатки. В поперечном сеченнн расслое- ния выглядят как трещины. Причины возникновения. Дефекты стале- плавильного производства (недостаточно 67
удаленная усадочная раковина нли рых- лость, газовые пузыри, крупные неметал- лические ' включения н т. п. в исходных стальных слитках н слябах, непрерывно ли- тых и горячекатаных заготовках, а также толстых листах). Предупреждение. Предотвращение де- фектов в исходных заготовках, начиная со сталеплавильного производства; достаточ- ная обрезка головной части у исходных заготовок в прокатном производстве. Устранение. Обусловлено возможностью дополнительной обрезки полос н листов по краям или вырезкой дефекта по длине. Примечание. Расслоения в горячекатаных стальных полосах и листах в большинстве случаев могут быть обнаружены только прн дальнейшей обработке, например прн холодной прокатке или обрезке кромок. Расслоения рассматриваются как дефекте том случае, когда они затрудняют даль- нейшую переработку н сохраняются в гото- вом полуфабрикате. Неметаллические включения (рис. 803—305) Описание. Неметаллические включения (окислы, сульфиды, силикаты) представля- ют собой нарушение сплошности металла внутри холоднокатаных полос или тонких листов. Чаще всего вытянуты в виде стро- чек и распределены по сечению и длине не- регулярно. Сульфидные включения, как правило, вы- тянуты вдоль направления деформации; окислы, напротив, встречаются в большин- стве случаев в виде раздробленных, мел- ких, почти сферических частиц, так как они хрупки и разрушаются при холодной деформации. Причины возникновения. Дефекты стале- плавильного производства (выплавки и раз- ливки) — см. разделы «Слитки и слябы», «Непрерывнолнтые заготовки», «Горячека- таные заготовки», «Толстолистовая сталь». Примечание. Включения могут распола- гаться в полосах или листах очень близко к поверхности и даже непосредственно иа ней. Неметаллические включения лишь в тех случаях рассматриваются как дефекты, если они препятствуют дальнейшей перера- ботке (например, разрывы при глубокой вытяжке, ватруднення прн нанесении галь- ванических покрытий). ОТКЛОНЕНИЯ РАЗМЕРОВ И ФОРМЫ ПОЛОС И ЛИСТОВ Отклонения размеров и формы поперечного сечения (рис. 306) Описание 1. Неравномерная толщина по ширине (превышение допустимой степени выпукло- сти, вогнутости, клииовидность н другие ви- ды отклонений). 2. Изогнутые края. Причины возникновения. 1. Форма валков не соответствует попе- речному сечению полосы нлн листа. 68 Сильная разница в температуре валков в центре бочки и по ее краям. Неравномерный прогрев пакетов листов и плохая сборка пакетов при горячей про- катке. Неравномерный подвод смазки и эмуль- сии при холодной прокатке. Неоднородность структуры полосы или листа. Неравномерное по длине бочки давление валков. Неравномерная толщина исходных го- рячекатаных полос или листов. 2. Полоса прн смотке нлн листы прн сбор- ке пакета не выровнены, что приводит прн связывании, транспортировке и хранении к пзгибу кромок. Предупреждение 1. Выбор оптимальной геометрии зазора между валками и его соответствие форме поперечного сечения полосы. Равномерная температура по длине боч- ки валков. Достаточный прогрев пакета листов прн горячей прокатке. Точная сборка пакета прн горячей про- катке листов. Равномерный подвод смазки и эмульсии. 2. Сохранение ровного края рулона при смотке полосы н правильная (ровная) сбор- ка пакета листов. Устранение. Возможно только в ограни- ченной степени путем дополнительной прокатки, вырезки полос нлн отсортировки листов. Примечание. Как правило, нз-за техноло- гических особенностей прокатки чаще всего наблюдается уменьшение толщины к кром- кам полосы. Если такое уменьшение превы- шает обусловленные допуском пределы, то оно представляет собой дефект. При холодной прокатке полосы особые затруднения в поддержании размеров по ширине возникают в том случае, если ис- ходная горячекатаная полоса имела сильно клиновидную форму нли переменное попе- речное сечение (выпуклое пли вогнутое). Соблюдение точности размеров по тол- щине и ширине имеет большое значение, так как иначе может быть затруднена последу- ющая переработка продукции. Это обу- словливает необходимость проведения тща- тельного текущего контроля размеров. Отклонения размеров и формы по длине (рис. 307—310) Описание 1. Кривизна, серповидность — нижний край поставленного на ребро участка поло- сы не полностью совпадает с контрольной плоской поверхностью. 2. Волнистость-—по кромкам листов или полос (волнистость кромок, односторонняя или двусторонняя), посередине листовнли полос (срединная волнистость), а также по всей их ширине; в последнем случае листы или полосы имеют поперек направления прокатки волнообразную неплоскостность. 3. Косой рез — поперечное сечение разре- занных листов нлн полос не перпендику- лярно к продольной осн.
4. Утолщенные или утоненные концы хо- лоднокатаных полосы нлн листа. Причины возникновения 1. Дефектные исходные горячекатаные стальная полоса нли лист. Неравномерное обжатие по длине бочки валка. Неравномерное распределение темпера- туры по объему заготовки. Недостаточное охлаждение валков. Смещение полосы, сутунки или пакета листов от осн прокатки при задаче в валки. Выработка подшипников валков. 2. Неправильная геометрия зазора между валкамн. Отклонение полосы от осн прокатки. Неравномерность структуры по сечению (различия по сопротивлению деформации). Клиновидная исходная горячекатаная полоса. _ Недостаточное охлаждение валков. 3. Неточность разметки и резки. Сильная односторонняя волнистость кром- ки н связанный с этим неплоский прижим. 4. Некачественная сборка пакетов листов прн горячей прокатке. Предупреждение 1. Горячекатаные стальная полоса н ли- сты: правильное регулирование чистовой прокатной клетн; своевременная замена валков; равномерный прогрев сутунки; хо- рошее охлаждение валков. 2. Холоднокатаные стальная полоса н ли- сты: использование горячекатаной сталь- ной полосы, не имеющей недопустимого искривления, а также недопустимых раз- личий по толщине противоположно распо- ложенных кромок; равномерное давление валков благодаря правильно выбранной геометрии зазора; равномерная н достаточ- ная вытяжка полосы; использование поло- сы с одинаковыми по сеченню прочностны- ми свойствами; достаточное охлаждение валков. 3. Точная разметка н установка, а также плоский прижим полос н листов, имеющих волнистость. Правильно выбранный режим резки. 4. Правильная сборка пакета листов при горячей прокатке. Устранение 1. Обусловлено возможностью дополни- тельной обрезки кромки н вырезки по длине. 2. Горячая н холодная правка (листы). Обусловлено возможностью вырезки уча- стка с дефектами нли обрезки кромки (при волнистости кромки — особенно в случае полос). 3,4. Возможно путем дополнительной вы- резки. Примечание 1. Искривление стальной полосы назы- вают «саблевидной формой». Сильное искривление обусловлено значи- тельными различиями в толщине полосы. Прн переработке горячекатаной стальной полосы в холоднокатаную полосу нли про- филь, получаемый холодной штамповкой, сильная саблевндность ведет к браку. На- ряду с волнистостью кромок и середины полосы иногда встречается дефект «вне- центренная волнистость» (в широких горя- че- н холоднокатаных полосах, имеющих малую толщину). Основные причины этих дефектов — из- нос арматуры, связанной с установкой вал- ков, нли неправильная установка валков (например, оси валков не лежат в одной плоскости), структурная неоднородность в горячекатаной полосе, а также неоднород- ность по длине или ширине горячекатаного профиля. ' В случае листов электротехнической ста- ли значение этих дефектов, затрудняющих штабелирование листов, играет весьма от- рицательную роль, так как приводит к ухудшению магнитных свойств. Отклонения по толщине в области свар- ного шва обусловлены технологией ’ н не являются дефектами. Прн дальнейшей пе- реработке (глубокой штамповке) холодно- катаной полосы с поперечным сварным швом наличие области с отклонениями по толщине, естественно, обусловливает воз- можные технологические затруднения. Овальность (рис. 311) Описание. Нарушение кольцеобразной формы рулонов горяче- и холоднокатаных полос. Причины возникновения. Некачественная транспортировка н хранение рулонов. Слишком большая масса рулона. Предупреждение. Правильная транспор- тировка н хранение рулонов. Соблюдение определенной массы рулона, соответствующей толщине полосы. Устранение. Возможно только частично путем перемотки рулонов. Примечание. Овальные рулоны часто вы- зывают затруднения прн смотке. Чтобы предотвратить прн хранении и транспорти- ровке рулонов нз тонкой холоднокатаной полосы образование овальности под дейст- вием их собственного веса, рулоны наматы- вают на гильзу. ДЕФЕКТЫ ПОВЕРХНОСТИ ГНУТЫХ ПРОФИЛЕН Язвины, поры Описание. Углубления на поверхности фа- сонных профилей, изготовленных холодной деформацией нз полосовой стали. Могут иметь вытянутую или точечную форму. Небольшие точечные углубления называют порами. Причины возникновения. Наличие язвин и пор на поверхности исходных горяче- нли холоднокатаных полос (дефекты исходного материала). Предупреждение. Применение горяче- илн холоднокатаных стальных полос, не содер- хсащих язвин и пор. Постоянный контроль за состоянием по- верхности профилей. Устранение. Язвниы и поры на фасонной полосовой стали обычно не устраняют. Примечание. К поверхности фасонных (гнутых) профилей, получаемых холодной деформацией из холоднокатаной полосы, 69
предъявляются • высокие требования. Прн наличии язвин н пор на фасонном стальном профиле затрудняется нанесение на поверх- ность гальванических покрытий. Поры и язвины малых размеров, в общем, не сни- жают качества холоднодеформнрованных фасонных стальных профилей. Раковины, отслоения (рис. 312) Описание. Несплошностн (неспайностп), беспорядочно расположенные на поверхно- сти металла, чаще всего различимые не- вооруженным глазом, лишь частично свя- занные с основным материалом. Более крупные называют раковинами (чешуйка- ми), более мелкие — отслоениями. Причины возникновения. Дефекты исход- ных заготовок — использование для перера- ботки изъязвленных горяче- или холоднока- таных стальных полос. Предупреждение. Применение горяче- нли холоднокатаной стальной полосы с надле- жащим состоянием поверхности (отвечаю- щим техническим требованиям). Текущий контроль за состоянием поверхности в про- цессе изготовления профилей. Устранение. Дефекты не могут быть устранены. Примечание. В зависимости от формы н расположения (частоты) дефектов решает- ся (в каждом отдельном случае) вопрос о применимости профилей с учетом их назна- чения. К качеству поверхности гнутых про- филей, изготовленных из холоднокатаной полосы, предъявляются в большинстве слу- чаев высокие требования. Продольные трещины в зоне изгиба (рис. 313) Описание. В зонах изгиба фасонных (гну- тых) стальных профилей наблюдаются раз- рывы в продольном направлении. Причины возникновения. Некачественная поверхность горяче- илн холоднокатаных стальных полос. Превышение допустимой степени де- формации металла. Неправильная калибровка (слишком ма- лый радиус загиба, слишком большое общее число перегибов). Неоднородность структуры материала. Неметаллические включения. Предупреждение. Использование качест- венной горячекатаной или холоднокатаной полосы. Корректировка калибровки профилирую- щих валков, особенно радиусов профилей, изменение формы профиля. Устранение. Трещины устранить невоз- можно. Примечание. Продольные трещины в зо- нах изгиба холоднодеформнрованных про- филей снижают их качество. Механические повреждения (рис. 314) Описание. Повреждения поверхности в виде рисок, царапин, надрезов, продольных 70 складок, изогнутых краев, углублений и других подобных отпечатков. Причины возникновения. Применение исходных заготовок, уже имевших указан- ные дефекты. Неправильное проведение процесса про- филирования. Несинхронный ход боковых и рихтовоч- ных роликов. Плохое техническое состояние оборудова- ния для профилирования. Повреждения при транспортировке н складировании. Повреждения во время дальнейшей пере- работки полуфабрикатов. Предупреждение. Использование исход- ных заготовок, поверхность которых не имеет описанных выше дефектов (риски, царапины, надрезы, углубления и т. д.). Тщательное проведение всех технологиче- ских операций при изготовлении, транспор- тировке и дополнительной обработке профи- лей. Применение технически исправного обо- рудования. Соответствующая (правильная) транспор- тировка и безупречное хранение. Устранение. Полное удаление поврежде- ний невозможно по техническим и экономи- ческим причинам. Примечание. Вопрос о применимости ма- териала с подобными дефектами решается в зависимости от его назначения с учетом вида, величины и характера расположения (частоты) дефектов. Пятна ржавчины Описание. На поверхности наблюдается коричневатый нли красноватый осадок (на- лет ржавчины). После его удаления выяв- ляется разъеденное место на поверхности. Дефект часто встречается на фасонных про- филях из холоднокатаной полосы (язвины от ржавчины). Причины возникновения. Остатки смазки илн травильного раствора на поверхности, способствующие коррозии холоднокатаной полосы. Отсутствие коррозионной защиты про- дукции после профилирования илн недоста- точная защита. Некачественное хранение и неправильная транспортировка. Предупреждение. Устранение остатков смазки и травильного раствора с поверхно- сти холоднокатаной полосы перед дальней- шей переработкой (профилированием) или перед консервацией готовых фасонных про- филей. Тщательная консервация с применением соответствующих средств коррозионной защиты (масло, грунтовый лак). Хранение в сухом месте и предотвращение повреждения средств коррозионной зашиты при транспортировке. Устранение. В зависимости от степени ржавления возможно удаление ржавчины путем дополнительной обработки, например шлифовкой, зачисткой щеткой, смыванием, травлением. После этого должна быть про- ведена тщательная консервация.
Примечание. Горячекатаная полоса бла- годаря наличию поверхностного слоя ока- лины лучше защищена от коррозии, чем холоднокатаная. Поэтому стальные профи- ли. полученные методом холодной деформа- ции нз холоднокатаной полосы, обязатель- но требуют защиты от коррозии, несмотря на дополнительные затраты. Поперечный сварной шов (места прихвата) — рис. 315 Описание. По всему поперечному сечению профиля проходит сварной шов. Причины возникновения. Для создания непрерывности процесса производства про- филей концы холоднокатаной (или горяче- катаной) полосы скрепляются встык прн пе- реходе от одного рулона к другому, поэто- му появление указанного дефекта обуслов- лено технологией. Устранение. Поперечные сварные швы (места прихвата), как правило, не устра- няются. Примечание. Поперечные сварные швы (места прихвата) обусловлены технологией непрерывного производства гнутых про- филей. В зависимости от назначения профили с местами прихвата могут отсортировываться. ВНУТРЕННИЕ ДЕФЕКТЫ ГНУТЫХ ПРОФИЛЕЙ Расслоения (рис. 316) Описание. Плоскостные несплошностн ма- териала, расположенные в поперечном се- ченнн профиля, чаще всего вытянутые в продольном направлении. Причины возникновения. Дефекты стале- плавильного производства (см. дефекты в исходных стальных слитках н слябах, за- готовках. полученных непрерывным литьем, а также дефекты в горячекатаных заготов- ках, в том числе в толстых листах). Слишком малая обрезка головной части слнтка в прокатном производстве. Предупреждение. Предотвращение воз- никновения дефектов прн плавке и пазлпв- ке. Достаточная обрезка головной части исходной заготовки в прокатном производ- стве. Устранение. Дефект может быть устранен только в случаях, когда допустима допол- нительная обрезка нлн частичная вырезка. Примечание. Расслоения могут также вы- являться прн дальнейшей переработке (ис- пользовании) профилей у потребителя. ОТКЛОНЕНИЯ РАЗМЕРОВ И ФОРМЫ ГНУТЫХ ПРОФИЛЕЙ Отклонения размеров и формы поперечного сечения (рис. 317—320) Описание. Отклонения от заданных раз- меров наблюдаются чаще всего для углов, радиусов закругления по ширине фланцев и полки, по высоте стенки н толщине, а так- же у отогнутых кромок. Концы профилей, могут, кроме того, иметь заусенцы от резки. Причины возникновения. Применение из* ношенных профилирующих роликов. Непра- вильная настройка роликов или применение профилирующих роликов, имеющих не соот- ветствующие данной конфигурации профи- ля размеры. Образование заусенцев на кромках после резки исходных заготовок (горяче- нлн хо- лоднокатаной стальной полосы). Неправильное регулирование направляю- щих роликов и линеек. Колебания размеров по ширине н толщи- не выбранных исходных заготовок. Профилирование искривленной полосы. Некачественное хранение и транспорти- ровка. Тупой пли выкрошенный диск пилы. Недостаточная скорость резки и недоста- точная подача при резке пилой. Предупреждение. Правильное регулиро- вание или замена изношенных профилирую- щих н калибровочных роликов. Использование исходных заготовок без заусенцев. Применение исходных заготовок, имею- щих размеры в пределах допусков'(по ши- рине, толщине н отклонению от прямой). Применение точных по размерам шабло- нов н мерительного инструмента. Тщательное хранение н транспортировка. Своевременная замена выработанных ди- сков пилы. Правильный выбор скорости резания н подачи пилы. Устранение. Путем дополнительной обра- ботки (правки) можно устранить отклоне- ния в размерах углов н радиусов. Отклоне- ния в размерах других параметров не могут быть устранены. Возможно удаление заусенцев путем до- полнительной обработки (шлифовки, строж- ки, дополнительной резки). Примечание. Перечисленные выше 'дефек- ты могут быть одновременно на одном про- филе. Поп неответственном назначении про- филей возможно их применение с описанны- ми отклонениями в размерах, однако если отклонения поперечного сечения от заданно- го значительны, то дальнейшая переработка затрудняется, а также становится невоз- можной. Соблюдение заданной толщины гнутого профиля обусловлено толщиной исходной заготовки н не зависит от процесса профи- лирования. Образование заусенцев — весьма часто встречаемый дефект. Отклонения размеров и формы по длине (рис. 321—323) Описание 1. Скручивание — поперечные сечения фа- сонного профиля в различных участках по длине скручены относительно друг Друга. - 2. Кривизна, серповндность — отклонение от прямой поверхности и кромок в продоль- ном направлении. 3. Волнистость — поверхности на корот- ком расстоянии неплоскостиы. 4. Косой рез — плоскость поперечного се- чения в месте разрезки фасонного профиля 71
лежит не под прямым углом к продольному направлению. Причины возникновения. Непараллельное расположение осей рабочих роликов послед- них клетей в вертикальной плоскости. Неправильное регулирование калибров (роликов). Превышение допустимых предельных раз- меров у исходных горяче- или холодноката- ных полос (п. 1). Неточное или неправильное регулирование арматуры в профилирующих клетях или правильных устройствах (п. 1—3). Использование в качестве исходных заго- товок серповидных полос (п. 1—3). Различия в прочности по длине полосы (п. 2k Дефектная калибровка (п. 3). Плоскость реза неперпендикулярна к про- дольной оси прутка (п. 4)'. Плохое складирование и транспортировка профилей у изготовителя или у потребителя, применение неподходящих подкладок, рас- положение их иа разных расстояниях одна от другой (п. 1, 2). Предупреждение. Правильное регулиро- вание роликов и калибров (п. 1). Точное регулирование арматуры в профи- лирующих клетях или правильного оборудо- вания и систематический контроль за их состоянием (п. 1—3). Применение в качестве исходных загото- вок холодно- илн горячекатаной стальной полосы с размерами» требуемыми по техно- логии для качественного профилирования (п. 1—3). Использование исходной полосы без зна- чительных отклонений прочности по длине (п. 2). Точная установка режущего инструмента (п. 4). Надлежащая укладка профилей после их получения, а также при транспортировке (п. 1, 2). Устранение. В зависимости от степени отклонений возможно устранение дефекта путем соответствующей правки. Дополнительная обрезка прямоугольным везом, если это позволяет требуемая длина. Примечание. Так как гнутые профили, полученные холодной деформацией, в боль- шинстве случаев поставляются полностью готовыми для применения, соблюдение раз- меров по длине и плоскостям сопряжения является одним из основных требований к продукции. Для неответственного назначения возмож- но частичное применение профилей с подоб- ными отклонениями по размерам. Дефекты могут встречаться все вместе на одном профиле. ДЕФЕКТЫ ПОВЕРХНОСТИ ГОРЯЧЕКАТАНЫХ БЕСШОВНЫХ ТРУБ «Шов прокатки» (лампас, заусенец) — рис. 324, 325 Описание. Утолщение и а внешней поверх- ности трубы, расположенное в продольном направлении. Чаще всего имеются два диа- метрально противоположных шва прокатки (лампаса). При прессовании трубы может образо- ваться односторонний «шов», (лампас) в ви- де плавника (наиболее часто у тонкостен- ных труб). Дефект наблюдается только при продоль- ной прокатке труб на оправке. При попе- речио-винтовой и периодической прокатке такой дефект практически не наблюдается. Причины возникновения. Слишком низ- кая температура трубиой заготовки. Слишком большое обжатие (недостаточ- ное отношение ширины калибра к высоте для данных размеров трубной заготовки, из-за чего происходит переполнение ка- либра),. Сильное смещение ручьев калибра относи- тельно друг друга. Слишком большой зазор между валками. Неправильная установка оправки. Неточная установка входного желоба по оси прокатки стана (при прокатке труб на оправке). Предупреждение. Соблюдение заданной температуры горячей деформации. Уменьшение обжатия (выбор оправки требуемого диаметра, соблюдение заданного диаметра трубной заготовки, периодический контроль профиля калибра с помощью шаб- лона). Корректировка установки валков (ручьи верхнего и нижнего валков должны полно- стью совпадать). Уменьшение зазора между верхним и ипжним валками. Правильная установка оправки (цилинд- рическая часть оправки должна совпадать со средней линией валков стана). Правильная установка входного желоба по оси стана для прокатки труб (дно вход- ного желоба и направляющая должны на- ходиться на одной высоте). Устранение. При значительной величине «швов прокатки» (лампасов) устранить их невозможно. В ходе дальнейшего процесса обработки при прокатке трубы в других станах неболь- шие «швы прокатки» (лампасы) раскатыва- ются и исчезают. Примечание. Большие «швы прокатки» (лампасы) могут при последующей прокат- ке вызвать появление закатов или раковин. Отпечатки (вмятины) — рис. 326, 327 Описание. Вмятины (отпечатки) бывают двух видов: 1. Наружные — локальные углубления на наружной поверхности трубы. 2. Внутренние — локальные углубления на внутренней поверхности трубы. Причины возникновения 1. Наружные вмятины: Дефекты на поверхности валков стана поперечно-винтовой прокатки труб или на поверхности калибра стана продольной про- катки труб на оправке. Прилипшие частицы металла, углубления (места выработки) иа поверхности валков на заключительных этапах прокатки. Дефекты, образующиеся в печи с шагаю- щим подом (шагающие балки расположены 72
не по линпи, слишком много загружено труб или они слишком искривлены). Дефекты типа наружных вмятин могут также образоваться прн передаче труб от рольганга к лоткам или на холодильник. 2. Внутренние дефекты: Налипшие частицы металла и другие де- фекты на поверхности оправки (например, в стане поперечно-винтовой прокатки). Закат стружки (оставшейся от резки) приводит на заключительных стадиях про- катки трубы к образованию «вмятин от стружки». Предупреждение 1. Своевременная смена валков.' Удаление налипших частиц с поверхности валков. Наладка работы печи с шагающими бал- ками, правильная ее загрузка. Предупреждение сброса труб или удара их о металлические детали (аккуратная пе- редача труб с агрегата на агрегат). 2. Смена оправки. Продувка труб перед заключительными стадиями црокатки. Устранение. Вмятины (отпечатки) устра- нить невозможно. Примечание. Дефект снижает качество из- делий. Продольные риски (рис. 328, 329) Описание. Риски, образующиеся при про- катке, бывают двух видов: 1. Риски (углубления) на наружной по- верхности трубы, вытянутые в продольном направлении. 2. Риски (углубления) на внутренней поверхности трубы, также вытянутые в про- дольном направлении. Причины возникновения 1. Задиры в направляющих калибровоч- ного, редукционного или редукционно-рас- тяжного трубопрокатных станов. 2. Слишком низкая температура трубной заготовки при прокатке труб на оправке; повышенный износ оправки. Налипание материала на оправку нз-за недостаточной смазки. Применение загрязненных смазок. Предупреждение 1. Замена изношенных направляющих калибровочного, редукционного или редук- ционно-растяжного трубопрокатных станов. 2. Соблюдение заданной температуры на- грева трубной заготовки. Смена изношенных оправок или оправок с налипшим металлом. Применение чистых смазок. Устранение 1. Неглубокие наружные риски, образо- вавшиеся при прокатке, могут быть удале- ны шлифовкой, которую целесообразно при- менять для труб из высоколегированных сталей. 2. Устранение внутренних дефектов чаще всего невозможно (кроме случаев шлифовки машинами внутреннего шлифования труб нз высоколегированных сталей—см. выше). Примечание. Шлифовку рисок можно про- водить только на величину, не превышаю- щую значений допуска на данный размер. Канавки (рнс. 330—332) Описание 1. Канавки на наружной поверхности — углубления в виде спирали с небольшим на- клоном, которые могут наблюдаться на по- верхности гильзы (стан поперечно-винтовой прокатки) или трубы (обкатной стан). 2. То же, но на внутренней поверхности гильзы или трубы. Причины возникновения 1. Выкрошенные направляющие линейки. Большая шероховатость направляющих линеек. Налипание металла на поверхности на- правляющих линеек. Излишне высокая температура нагрева заготовки. Сильный износ оправки. Местный дефект нли налипание металла иа поверхности оправок (или стержней) об- катных станов. Неправильная настройка оправки и вал- ков станов поперечно-винтовой прокатки. Предупреждение 1. Своевременная смена валков, направ- ляющих линеек и проводок станов попереч- но-винтовой прокатки. 2. Соблюдение заданной температуры нагрева заготовок в методической печи, печах с шагающими балками, вращающимся подом н др. Своевременная смена оправки цли стерж- ня. Правильная настройка оправки и валков. Устранение Неглубокие канавки на наружной и вну- тренней поверхностях стальных труб часто устраняются на последующих этапах про- изводства. Примечание 1. Глубокие канавки на стальных трубах приводят к браку. Стоимость труб с неглубокими канавками на наружной поверхности снижается. 2. Стоимость труб с неглубокими канав- ками на внутренней поверхности также снижается. Каиавки. возникающие иа внут- ренней поверхности трубной заготовки при поперечно-винтовой прокатке, могут приво- дить в результате дальнейшей прокатки к образованию внутренних раковин и закатов в готовых трубах. Канавки могут вызывать также и обра- зование трещин вследствие локального утонения стенки на некоторых участках трубы в редукционном трубопрокатном стане. Царапины (рис. 333) Описание. Локальные углубления на по- верхности трубы, длина которых многократ- но превышает ширину. Причины возникновения. Налипание ме- талла иа краях калибров рабочих валков и роликах обратной подачи труб при про- дольной прокатке их на оправке; Повреждение поверхности роликов роль- ганга и несущих балок проходной печи. Повреждение поверхности вастрявших труб транспортирующими роликами. 73
Предупреждение. Устранение налипания материала, смена валков. Своевременная замена поврежденных транспортирующих роликов. Устранение. Царапины могут быть устра- нены шлифовкой, если при этом трубы не будут выведены за допуски на размеры. Примечание. Царапины могут приводить к продольным трещинам при последующей холодной деформации (волочении труб). Закаты окалины (язвины от окалины) Описание. Неглубокие, локально ограни- ченные углубления на наружной поверхно- сти трубы, которые чаще всего заполнены окалиной. Причины возникновения. Сильно окислен- ные ролики проходной печи (при прохожде- нии стальной трубы через проходную печь часть окалины, находящейся на роликах, переходит на наружную поверхность и за- катывается при прокатке на калибровочных, редукционных и других прокатных станах). Предупреждение. Своевременная замена сильно пораженных окалиной или шлаком роликов проходных печей. Устранение. Дефект может быть устранен шлифовкой, если при этом не будут пре- вышены допуски на данный типоразмер труб. Примечание. Стоимость труб со значи- тельными закатами окалины снижается. За- каты окалины приводят к повышенной ше- роховатости поверхности, усиленному [ме- стному растраву при травлении и вообще при воздействии коррозионных сред. Закат (рис. 334—337) Описание. Смещения или завороты метал- ла в виде отслоений, проходящие по по- верхности трубы, как правило, вдоль ее ДЛИНЫ'. Причины возникновения. Дефекты стале- плавильного производства: сотовые (под- корковые) пузыри; неметаллические вклю- чения. Плохое состояние поверхности исходной заготовки (закаты, трещины, риски от про- катки и т. д.). Сильно развитые «швы прокатки» (лам- пасы) на трубных заготовках, которые при- водят при дальнейшей прокатке к закатам. Слишком большой наружный диаметр на отдельных участках трубы (трубы, полу- ченные при прокатке на оправке, имеют слишком большой диаметр по сравнению с заданным, вследствие чего калибры после- дующих прокатных станов переполняются и происходит заворот материала). Предупреждение. Ликвидация дефектов сталеплавильного производства на стадии плавки и разливки, а также создание тре- буемого состояния поверхности исходных заготовок (огневая зачистка дефектных мест, фрезерование, строжка и т. д.). Тщательный контроль исходных заготовок и отсортировка дефектных. Предотвращение образования «швов про- катки» (лампасов). Устранение. Небольшие закаты на сталь- ной трубе могут быть удалены шлифовкой. если при этом не будут превышены значения допусков, установленные для данного ти- поразмера труб. Примечание. Подобный внешний вид име- ют продольные трещины. Раковины (рис. 338—348) Описание. Напластование материала в форме небольших или крупных образований, которые при последующей горячей деформа- ции отделяются в виде напусков. Из-за скручивания материала при поперечно- винтовой прокатке раковины располагаются по спирали на поверхности трубы. Могут наблюдаться на наружной и внутренней поверхностях трубы. Причины возникновения На наружной поверхности: Дефекты сталеплавильного производства (сотовые (подкорковые) пузыри, скопление неметаллических включений], возникшие из- за несоблюдения технологии плавки и раз- ливки. Плохая поверхность исходных заготовок (наличие тонких продольных трещин, зака- тов, неметаллических включений, например А1гОз, трещин, обусловленных выходом на поверхность сотовых (подкорковых) пузы- рей). Изношенный инструмент стана поперечно- винтовой прокатки. Дефекты на поверхности трубиых загото- вок могут также раскатываться в редукци- онном и других трубопрокатных станах на последующих стадиях прокатки с об- разованием раковии на наружной поверх- ности. На внутренней поверхности: Дефекты сталеплавильного производства (грубые неметаллические включения, лик- вация, усадочные раковины, центральная пористость и внутренние трещины в не- прерывнолитых заготовках), обусловлен- ные нарушением технологии выплавки и разливки (см. выше причины, вызывающие появление раковин на поверхности, а также втянутые слитки в случае полуспокойных сталей, низкая плотность слитков пз спо- койных трубных сталей, неполная заливка прибыли и т. д.). Негомогенность по сечению исходных за- готовок (разрушения в центре, внутренние трещины и т. п.). Недостаточная обрезка головной части слитка, неудаленная головная часть заго- товки. Недостаточный или слишком высокий нагрев заготовок в методической печи, пе- чах с шагающими балками или вращающим- ся подом (неравномерное распределение температуры по поперечному сечению заго- товки) . Несоблюдение заданной скорости враще- ния валков (поперечно-винтовая прокатка) при прокатке легированных сталей (напри- мер, подшипниковых). Слишком малое расстояние между валка- ми. Слишком малый угол подачи валков. Неправильная настройка стана попереч- ио-вннтовой прокатки. 74
Изношенная или с прилипшими части- цами металла оправка .при поперечно-вин- товой прокатке. Изношенные оправки при получении труб методом Эрхарда (шведские станы); риски на оправке могут приводить при после- дующей прокатке к образованию раковии (чешуек) на внутренней поверхности трубы. Плохие или изношенные оправки иа дру- гих станах при последовательном форми- ровании геометрии трубы. Предупреждение На наружной поверхности: Строгое соблюдение технологии выплав- ки и разливки. Тщательный контроль исходных загото- вок (отсортировка заготовок, содержащих дефекты) и контроль поверхности трубной заготовки. Применение зачищенных заготовок (осо- бенно в случае высоколегированных сталей, например нержавеющих и кислотостой- ких). Замена изношенных направляющих и валков. На внутренней поверхности: Строгое соблюдение технологии плавки и разливки. Тщательный контроль исходных загото- вок (травление темплетов, визуальный и ультразвуковой контроль) и отсортировка 'заготовок, содержащих дефекты. Соблюдение заданных температур нагре- ва заготовок в методических печах, печах с шагающими балками или вращающимся подом (равномерное распределение темпе- ратуры по сечению заготовки). Понижение скорости вращения валков £тана поперечио-виитовой прокатки, осо- бенно в случае высоколегированных сталей. Увеличение зазора между валками. Увеличение угла подачи валков. Правильная установка оправки относи- тельно валков. Уменьшение обжатия перед носком оправки до 4—5%. Замена изношенных валков стаиа попе- речно-винтовой прокатки. Смена изношенной оправки. Устранение 1. На наружной поверхности — зачистка напильником или шлифовкой отдельных дефектных мест, если при этом не превы- шаются допуски на размеры. 2. На внутренней поверхности устране- ние дефектов возможно только в неболь- шом объеме (сошлнфовкой у концов тру- бы) или на отдельных участках труб. Примечание. Трубы со значительными раковинами, расположенными и а внешней поверхиостп по всей длине, бракуют; тру- бы с небольшими и редко расположенными раковинами зачищают (если зачищенное место еще находится в пределах минусо- вых допусков). Трубы со значительными раковинами на внутренней поверхности по всей длине бракуют. Возможность удаления дефектов обсуж- дается только для высоколегированных сталей (дорогостоящие трубы). Продольные трещины, разрывы (рис. 349—357) Описание. Трещины, чаще -всего наблю- дающиеся иа наружной и внутренней по- верхностях трубиой заготовки или сталь- ной трубы и располагающиеся в продоль- ном направлении или по спирали; иногда образуются скопления трещин, приводя- щие к разрывам. Когда встречаются беспорядочно распо- ложенные большие разрывы стенок в раз- личных местах трубы, часть металла «заво- рачивается» на наружную поверхность трубы. В некоторых случаях на наружной по- верхности трубы у мест скопления трещин наблюдаются .более или менее значитель- ные закаты или раковины. Причины возникновения. Горячекатаная трубная заготовка проходит до получения готовой трубы через ряд различных про- катных станов (прошивной, стан попереч- но-винтовой прокатки, автоматический стан продольной прокатки, обкатной стан, редукционный стан, калибровочный стаи). Из-за большого числа параметров, влияю- щих иа образование трещин при прокатке, на ряде станов однозначное определение причини появления трещин не всегда возможно. Надо отметить, что не всегда трубные заготовки проходят через все ука- занные станы. В зависимости от вида и величины встре- чающихся дефектов стальные трубы с де- фектами могут быть отбракованы уже на (отдельных этапах изготовления. Однако нередко дефектная трубная заготовка мо- жет пройти все этапы процесса изготовле- ния вплоть (до готовой .трубы. Ниже будут указаны некоторые важ- нейшие причины образования трещин, ти- пичные при прокатке на различных станах. Стан поперечно-винтовой про- катки (прошивной) Дефекты сталеплавильного и прокатного производства [сотовые (подкорковые) пу- зыри, грубые неметаллические включения, негомогениость структуры и свойств, рис- ки, образующиеся при прокатке, закаты]-, связанные с несоблюдением технологии плавки, разливки и прокатки. Слишком высокий или слишком низкий нагрев в методических печах, печах с ша- гающими балками или вращающимся по- дом, неравномерное распределение темпе- ратуры по сечению заготовки. Слишком большой зазор между валка- ми— прокатываемая заготовка «растяги- вается» в зазоре между валками, из-за чего стейка трубиой заготовки может ра- зорваться. Неправильная установка оправки. Слишком большая скорость вращения валков. Стан для прокатки труб на оправке (автоматический пли непрерывный) Поступление с прошивного стаиа труб- ных заготовок с дефектами (например, с 75
трещинами, раковинами); прв последующей прокатке на автоматическом или непрерыв- ном стане эти дефекты раскрываются, при- нимая вид разрывов. Слишком низкая температура трубной заготовки, неравномерное распределение температуры по ее сечению. Слишком широкий калибр. Неправильная установка оправки; горя- чая деформация при этом неравномерна и может приводить к разрывам стенки тру- бы. Оправка расположена слишком далеко за средней линией валков стана, из-за чего стенка трубы деформируется на конической части оправки и при дальнейшей прокатке разрывается. Выработанный илн заполированный ручей одного из валков, из-за чего возникают неодинаковые условия захвата между верх- ним и нижним валками, что может при- вести к разрывам. Обкатной стан Дефекты, образовавшиеся на наружной поверхности стальной трубы при прокатке на прошивном или автоматическом стане (например, раковины на внешней поверх- ности, закаты, царапины, риски и т. д.), которые могут быть зародышами трещин и разрывов при прокатке на обкатном стане. Неправильная настройка обкатного ста- на (слишком большое расстояние между валками или направляющим инструментом, особенно при применении узких направля- ющих линеек нли дисков). Расстояние между направляющими ли- нейками ,в обкатном стане меньше наруж- ного диаметра стальной трубы после про- катки на автоматическом стане. При этом, особенно у тонкостенных стальных труб, металл на наружной поверхности смещает- ся и заворачивается. Слишком сильное подстуживаиие сталь- ных тру-б. Редукционный трубопрокат- ный стан Деформация стальных труб с уже имею- щимися дефектами (например, крупными раковинами на внешней илн внутренней по- верхностях, канавками на внутренней по- верхности, рисками) может привести к разрывам труб. Слишком высокая температура стальной трубы, в частности пережог металла. Сильная разнотолщннность отдельных участков трубы. Неточное пли неправильное регулирова- ние скорости вращения валков (слишком большое натяжение п вследствие этого большие растягивающие напряжения). Из-за наличия дефектов металла в от- дельных местах труба может разрываться. Это вызывает значительные нарушения в работе агрегатов и приводит к браку труб. П редупреждение Прошивной стаи Строгое соблюдение технологии выплав- ки н разливки. 76 Тщательный контроль исходных загото- вок (травление темплетов, визуальный и ультразвуковой контроль и контроль каче- ства поверхности трубных заготовок, от- сортировка заготовок, содержащих де- фекты) . Соблюдение заданных температур нагре- ва заготовок в методических печах, печах с шагающими балками илн вращающимся подом. Регулирование расстояния между валка- ми и направляющей арматурой, особенно в случае прокатки тонкостенных труб. Правильная установка оправки. Уменьшение скорости вращения валков (особенно при прокатке труб из высоколе- гированных сталей). Автоматический илн непрерыв- ный стан Отсортировка трубиых заготовок с боль- шими дефектами перед автоматическим или непрерывным станом. Точное соблюдение температуры нагрева трубной заготовки. Отсортировка заготовок, которые сильно охладились при вылеживании между про- шивным и автоматическим (непрерывным) станами (из-за’ нарушения ритма прокат- ки, неполадок в работе станов и т. д.). Применение валков со строго заданны- ми калибрами. Правильная установка оправки — ци- линдрическая часть оправки должна нахо- диться на 'уровне средней линии валков прокатного (Стана. Создание небольшой шероховатости на поверхности валков для улучшения усло- вий захвата. Иногда с этой целью на ка- либр подается повышенное количество во- ды (особенно при прокатке полуспокойных сталей). Обкатной стаи Отсортировка трубиых заготовок, имею- щих значительные дефекты, перед обкат- ным станом. Правильная настройка обкатного стана. Соблюдение расстояния между обкатываю- щими валками и направляющими линейками строго по таблице прокатки; применение направляющего инструмента необходимой ширины. Замена направляющих линеек. . Отсортировка трубиых заготовок, кото- рые сильно охладились из-за длительного вылеживания из-за нарушения ритма про- изводства. Редукционный стан Отсортировка трубных заготовок с большими дефектами перед редукционным станом. Соблюдение заданной температуры на- грева трубной заготовки, а также отсорти- ровка заготовок с пережогом. Отсортировка трубных заготовок с силь- ной разнотолщинностыо. Правильное регулирование скоростей вращения валков.
Устранение. Как правило, устранение де- фектов невозможно. Допускается обрезка часта трубы с продольными трещинами и разрывами лишь в том случае, если они расположены на концах трубы. Примечание. Трубные заготовки и гото- вые трубы с разрывами бракуют. Трещины от остаточных напряжений (рис. 358) Описание. Трещины от остаточных напря- жений обычно располагаются на внешней поверхности трубы, на ограниченных уча- стках или по всей ее длине, в продольном или поперечном направлении. Причины возникновения. Резкое охлаж- дение от температуры конца прокатки труб из сталей с высоким содержанием углеро- да, а также из легированных сталей. Неправильный или недостаточный отжиг для снятия напряжений. Предупреждение. Предусмотренное тех- нологией охлаждение труб после прокатки. Правильное проведение отжига для сня- тия напряжений. Устранение. Трещины не могут быть устранены. Примечание. Трубы с трещинами от остаточных напряжений бракуют. Поперечные трещины — поперечные разрушения (рис. 359) Описание. Нарушения сплошности метал- ла, начинающиеся от поверхности трубы и проходящие перпендикулярно или наклон- но к ее оси в глубь металла. Поперечные трещины могут распространяться на всю толщину стенки. Такие несплошности в металле по различным причинам могут встречаться как в отдельных местах, так и по всей трубе. Причины возникновения. Использование трубиых заготовок с пережогам. Дефекты сталеплавильного производства; повышенное содержание вредных приме- сей, таких как мышьяк и олово. Слишком высокое содержание в стали алюминия и азота. Слишком высокая температура нагрева заготовки в методических печах, печах г шагающими |балками или вращающимся подом и слишком высокая температура нагрева перед редукционным станом, осо- бенно в случае спокойных сталей (опас- ность образования и выделения нитрида алюминия A1N). Слишком большое растяжение при про- катке на редукционном% стане. Предупреждение. Ограничение содержа- ния в стали таких элементов, как медь, мышьяк и олово, а также алюминий и азот. Отбраковка заготовок с пережогом. Точное соблюдение заданной температу- ры нагрева исходной заготовки и заданной температуры нагрева при прокатке труб иа редукционном стане. Уменьшение растяжения при редукциои- но-.растяжной прокатке У(хранение. Трещины не могут быть устранены. Примечание. Трубы с поперечными тре- щинами (поперечными разрушениями) бракуют. Пережог (рис. 360, 361) Описание. Шероховатая поверхность тру- бы, сопровождающаяся межзереиным раз- рушением по поперечному сечению. Причины возникновения. Использование исходных заготовок с пережогом. Чрезмер- но высокая температура нагрева заготовок в методической печи, печах с шагающими балками нли вращающимся подом. При вы- сокой температуре нагрева в сильно окис- лительной атмосфере кислород проникает по границам зерен металла, что и приводит к его разрушению (по межзеренному слою окислов). Предупреждение. Отсортировка загото- вок с пережогом. Соблюдение технологии иагрева в труб- ном производстве. Устранение. Невозможно. Примечание. Трубы с пережогом поверх- ности бракуют. ДЕФЕКТЫ ПОВЕРХНОСТИ ХОЛОДНОКАТАНЫХ И ХОЛОДНОТЯНУТЫХ БЕСШОВНЫХ ТРУБ Поры и язвины от травления (перетрав) — рис. 362, 363 Описание. Углубления иа поверхности трубы в виде пор и язвин. Причины, возникновения. Использование в качестве исходного материала горячека- таных илн прессованных стальных трубиых заготовок с язвинами (раковинами) от окалины. Слишком длительное травление или от- сутствие перемешивания травильного ра- створа в ванне. Недостаточное количество ингибиторов в травильной ванне. Плохая промывка и нейтрализация труб после травления. Предупреждение. Тщательный ^контроль исходных трубных заготовок или горяче- катаных труб перед холодной прокаткой. Соблюдение заданной технологии трав- ления, .нейтрализации и' промывки. Тщательный текущий контроль за состоя- нием ванн для травления и промывки. Устранение. При небольших размерах и глубине поры и язвины от травления уда- ляют путем шлифовки; такое удаление особенно необходимо в случае труб из вы- соколепированных сталей. У труб из угле- родистых сталей устранение дефектов обычно не производят, однако снижают нх сорт. Цвета побежалости и окалина от нагрева Описание. Внешняя и внутренняя поверх- ности холоднокатаных нли холоднотянутых труб имеют цвета от желтого до синего 77
(цвета побежалости) или от серого до черного (осаждение сажи или окалина от нагрева). Причины возникновения. Доступ воздуха в печь во время светлого отжига. Внесение вместе с трубами влаги в печь для светлого отжига. Неблагоприятный состав защитного газа. Слишком высокое содержание влаги в защитном газе. Охлаждение иа воздухе после отжига от слишком высоких температур. Сгорание остатков эмульсии или иных смазок, сохранившихся ша поверхности труб. Предупреждение. Предотвращение до- ступа воздуха в печь для светлого отжига. Наклонная подвеска холодиодеформнро- ваниых труб для лучшего удаления влаги, сокращение периода загрузки и выгрузки из печи, а также проверка горелок на гер- метичность. Применение защитного газа требуемого состава. Осушение защитного газа. Охлаждение труб без доступа воздуха после термической обработки примерно до 150°С. Очистка поверхности холоднодеформиро- ванных труб перед нагревом (полное уда- ление смазки). Устранение. Механическая обработка (например, шлифовка, зачистка); кратко- временное дополнительное травление. Примечание. Полное удаление цветов побежалости не всегда возможно, однако этот дефект не мешает пр1менеаию труб у потребителя. Отпечатки (рис. 364, 365) Описание. Локальные углубления на на- ружной или внутренней поверхности труб. Причины возникновения 1. На наружной поверхности: Налипание металлических частиц на поверхность ручьев стана холодной прокат- ки труб. Эти частицы при прокатке дают отпечатки на внешней поверхности трубы. Выкрашивание поверхности ручьев или их кромок. Резкий переход от рабочей части ручья к зевам. Недостаточное скругление кромок ручьев. Смещение калибров относительно друг друга. Налипание металла на валки правильной машины. 2. На внутренней поверхности: Налипание металла на оправку стана холодной прокатки труб (ХПТ). Частицы металла (стружка) между оправкой стана ХПТ и трубной заготовкой (горячекатаной или прессованной). Конец оправки стана ХПТ не закреплен или плохо закреплен. Выкрашивание участков оправки стана ХПТ. Неправильная установка оправки. Предупреждение 1. На наружной поверхности: Устранение налипания металла путем за- чистки ручьев или замены калибров. Обеспечение плавного перехода от рабо- чей части ручья к зевам. Скругление боковых кромок ручьев. Правильное взаимное расположение ка- либров. Контроль за состоянием поверхности пра- вильных валков (зачистка или шлифовка поверхности-'’ валков для удаления налипа- ний). 2. На внутренней поверхности: Замена дефектной оправки стана ХПТ. Удаление заусенцев и продувка трубных заготовок перед прокаткой. Устранение (сглаживание) острых краев на конце оправки. Применение оправок станов ХПТ с со- ответственно .уменьшенным диаметром. Устранение 1. Сошлифовка отпечатков на наружной поверхности при соблюдении установлен- ных допусков по толщине стенки. Участки трубы с глубокими отпечатками нужно удалять. 2. Устранение отпечатков иа внутренней стороне трубы невозможно. При наличии отпечатков на концах трубы их также следует отрезать. Риски от волочения (рис. 366, 367) Описание. Углубления на наружной или внутренней поверхности трубы, располо- женные вдоль ее длины. Причины возникновения 1. На наружной поверхности: Плохая подготовка исходных (до холод- ной деформации) горячекатаных или прес- сованных труб; плохие травление, промыв- ка или остатки смазки. Налипание металла на поверхность воло- чильного очка (фильеры). Низкая износостойкость волоки (филье- ры). Недостаточная смазка. Сильное загрязнение смазки песком или стальной стружкой. Неправильная форма канала фильеры (входной конус слишком крутой или слиш- ком короткий для заданного уменьшения диаметра). 2. На внутренней поверхности: Плохая подготовка исходных (до холод- ной деформации) труб (аналогично усло- виям для появления рисок от волочения иа наружной поверхности трубы). Плохо протравленная внутренняя поверх- ность, а также неравномерное распределе- ние смазки по ией. Налипание металла на оправку. Низкая .износостойкость оправки. Предупреждение 11. На наружной поверхности: Тщательная предварительная подготовка труб-заготовок перед холодной деформа- цией. Своевременная замена фильер. Применение высокоизиосостойких фильер. Тщательная и равномерная смазка труб, предназначенных для волочения. 78
Защита смазочных емкостей от попада- ния в них загрязнений. Использование фильер, профиль и раз- меры канала которых обусловлены техноло- гией. 2. На внутренней поверхности: Тщательная подготовка исходных (до холодной деформации) труб. Полное удаление при промывке внутрен- ней поверхности остатков окалины, раство- ренной при травлении. Своевременная замена оправок. Использование высокоизносостойкпх оп- равок. Устранение I. Устранение глубоких рисок от волоче- ния на наружной поверхности невозможно. Целесообразно устранение шлифовкой не- больших рисок от волочения иа наружной поверхности труб нз высоколегированных сталей. 2. Риски от волочения на внутренней по- верхности не могут быть удалены. Примечание. Если глубина рисок превы- шает допуски на толщину стенки, то сни- жают сорт труб. Рябь иа поверхности (рис. 368) Описание. Кольцеобразные отпечатки иа поверхности трубы, периодически повторя- ющиеся на небольшом расстоянии друг от друга; локальные отклонения наружного ди- аметра трубы по ее длине. Причина возникновения. Загрязненные внутренняя и наружная поверхности трубы (плохое травление, промывка, фосфатиро- вание н смазка). Слишком высокая скорость волочения. Слишком сильное уменьшение поперечно- го сечения. Оправка слишком выдвинута вперед (слишком длинный стержень оправки). Тонкий или изогнутый стержень оправки. Использование инструмента с налипшими частицами на поверхности пли вообще не- исправного инструмента. Предупреждение. Тщательная подготовка исходных (до холодной деформации) труб. Выбор необходимой скорости холодной деформации, соответствующей данной марке стали и состоянию труб перед волочением пли холодной прокаткой Уменьшение степени деформации по по- перечному сечению. Правильное расположенпе оправки (стер- жень оправки должен иметь требуемую по технологии длину). Использование прямых стержней оправки, имеющих необходимый диаметр. Замена неисправного инструмента, в том числе инструмента с налипшими частицами. Устранение. Возможно путем повторного волочения или холодной прокатки на стане ХПТ на меньший размер. Примечание. При сильном развитии дан- ного дефекта снижают сорт труб. Закат (рис. 369, 370) Описание. Нарушение сплошности метал- ла, наблюдающееся на поверхности трубы из-за локального смещения объема металла, например закручивания при прокатке на стане ХПТ. Закат часто имеет вид рако- вины. Причины возникновения. Применение де- фектных исходных (до холодной деформа- ции) труб (горячекатаных или прессован- ных) . Использование исходных трубных загото- вок (труб) со слишком большим внешним диаметром по отношению к размеру ручья калибра (переполнение калибра). Слишком малая ширина калибра. Слишком большой зазор между калибра- ми валков. Калибры в верхнем и нижнем валках сме- щены друг относительно друга. Выработанные кромки и боковые поверх- ности ручьев калибра. Предупреждение. Тщательный контроль и отсортировка дефектных исходных загото- вок. Удаление (в частности, сошлифовка) имеющихся дефектов на поверхности перед холодной прокаткой на стане ХПТ. Применение исходных трубных заготовок (труб), имеющих внешний диаметр, соот- ветствующий размеру калибра. Увеличение ширины ручья калибра, если она слишком мала, на небольшом участке его длины. Замена калибров. Уменьшение зазора между валками. Тщательная установка калибров, коррек- тировка положения верхнего валка. Замена калибров валков. Устранение. Небольшие закаты иа трубах могут быть устранены шлифовкой, если при этом выдерживаются заданные допуски на толщину стенки трубы. Примечание. При слишком большом на- ружном диаметре по отношению к размеру калибра (переполнение калибра) происходят разрывы стенки и избыточный локальный объем металла наползает или напрессовы- вается на поверхность трубы. Раковины (рис. 371, 372) Описание Напластования материала на наружной или внутренней поверхности трубы в форме мелких или крупных образований (высту- пов), которые частично прилипли к основ- ному металлу трубы. Причины возникновения. Образование ра- ковин на наружной и внутренней поверхно- стях труб при их холодной деформации ча- ще всего связано с дефектами исходных за- готовок (труб), получаемых горячей дефор- мацией (см. «Раковины» в разделе «Горя- чекатаные бесшовные стальные трубы» с. 74). Дефекты, которые возникают прн холод- ной деформации труб, такие как риски, тре- щины и т. д., также могут приводить при дальнейшей холодной деформации к образо- ванию раковин на наружной или внутрен- ней поверхности труб. Предупреждение. Тщательный контроль исходных трубных заготовок (труб) перед холодной деформацией и отсортировка де- фектных. 79
Соблюдение технологии холодной про- катки и волочения с целью предупреждения поверхностных дефектов, которые могут приводить к раковинам. Устранение. Отдельные дефектные участ- ки могут быть устранены путем обработки напильником или абразивом, однако так, чтобы не были превышены заданные до- пуски по диаметру трубы и толщине стенки. Вырезка участков трубы, содержащих ра- ковины. Примечание. В большинстве случаев тру- бы с раковинами на наружной или внутрен- ней поверхности бракуют. Сошлифованиые участки (рис. 373, 374) Описание. Локальные неглубокие повреж- дения поверхности трубы. Причины возникновения. Дефект образу- ется при правке трубы в правильной ма- шине, в тот момент, когда труба вытяги- вается, а вращающиеся ролики проскальзы- вают по ней, шлифуя ее. Шлифовка трубы направляющими линей- ками правильной машины (наблюдается, на- пример, при изготовлении труб из подшип- никовой стали). Проскальзывание трубы в зажимных ку- лачках при обточке и отрезке. Локальная сошлифовка труб из подшип- никовой стали роликами правильной маши- ны вызывает сильный разогрев и обуслов- ленные им структурные превращения, кото- рые приводят к местному упрочнению по- верхности (подкаливание). Предупреждение. Тщательное удаление смазки с поверхности труб перед правкой, чтобы обеспечить нормальное (без проскаль- зывания) прохождение трубы через пра- вильную машину. Применение направляющих линеек, по- крытых оловянноцинковой бронзой. Трубы, имеющие слишком большую кри- визну, следует предварительно править на прессе. Устранение. Повреждения устранить не- возможно. Изменение структуры может быть устранено повторной термической об- работкой. Примечание. Указанный дефект наиболее опасен для труб из подшипниковой стали, так как он приводит к локальному повы- шению твердости поверхности и вследствие этого к затруднениям при дальнейшей обра- ботке, предусматривающей снятие стружки, у потребителя.. Продольные трещины (рис. 375, 376) Описание. Нарушения сплошности мате- риала на внешней поверхности стальной трубы, расположенные в. продольном на- правлении. На тонкостенных трубах в мес- тах трещин могут наблюдаться разрывы или раскрытия концов труб. Причины возникновения. Использование дефектных исходных трубных заготовок (горячедеформированных труб). Так, цара- пины на поверхности, риски, обусловленные прокаткой, закаты, трещины на поверхнос- ти горячедеформированных труб могут при- водить при последующей их холодной де- формации к образованию продольных тре- щин. Низкие механические свойства исходных трубных заготовок (труб), предназначен- ных для холодной деформации, большие отклонения по химическому составу; не- правильная термическая обработка, на- пример неудовлетворительная структура после смягчающего отжига подшипниковой стали. Слишком большое обжатие при прокатке яа стане ХПТ. Не отвечающий требованиям технологии зазор между калибрами. Слишком большое ютцосительное сме- щение валков. Предупреждение. Тщательный контроль исходных заготовок (горячекатаных труб) перед холодной прокаткой или волочением и отсортировка дефектных. .Создание однородных свойств в исход- ной заготовке (по возможности, примене- ние повторной термической обработки). Уменьшение обжатия. Установка заданного зазора между вал- ками. Устранение. Дефект не может быть уда- лен; в некоторых случаях возможно отде- ление части трубы с разрывами. Примечание. Стальные трубы с продоль- ными трещинами бракуют. Поперечные трещины (рис 377—382) Описание. Нарушения сплошности метал- ла на наружной и внутренней поверхности, расположенные перпендикулярно к про- дольной оси трубы. Такие дефекты могут располагаться как на отдельных участках, так и по (всему объему. Этот дефект встре- чается главным образом на трубах из вы- соколегированных сталей. Причины возникновения. Поперечные трещины в исходном материале (в горяче- катаной трубной заготовке), которые ие были выявлены при предварительном конт- роле. Недостаточная деформируемость исход- ных трубных заготовок (труб). Наличие сошлифоваииых участков, например на трубах из подшипниковой стали; участков с различной твердостью (пятнистость); не- правильная термическая обработка, чго приводит к неудовлетворительной структу- ре, например после смягчающего отжига; поверхностное обезуглероживание; локаль- ное науглероживание, вследствие чего тру- ба растрескивается нли разрушается. Слишком большое уменьшение попереч- ного сечения рри холодной деформации (при пилигримовой прокатке и волочении). Слишком большая подача при пилигри- мовой прокатке. Неправильный выбор инструмента для волочения с неподвижной оправкой. Слишком сдвинутая назад оправка при волочении. Предупреждение. Тщательный контроль • за состоянием поверхности исходных труб- иых заготовок (горячекатаных или прессо- ванных) перед холодной деформацией; от- сортировка дефектных заготовок. 80
В случае нержавеющих сталей уменьше- ние содержания 6-феррита (за счет сниже- ния содержания хрома и повышения со- держания (никеля). Отбор проб и определение механических свойств исходных трубных заготовок (труб) перед холодной деформацией. Гомогенизирующий отжиг исходных за- готовок при температурах около 1200°С (выравнивание состава). Уменьшение величины изменения попе- речного сечения. Уменьшение подачи. Правильный выбор волочильного инстру- мента. Корректировка положения оправки. Устранение. Шлифовка или обточка ис- ходных трубных заготовок (горячеката- ных или прессованных). Одиако имеется опасность, что глубоко проникающие в металл поперечные трещины при этом не будут удалены полностью и впоследствии останутся после холодной деформации в готовых трубах. Примечание. Стальные трубы с попереч- ными црещниами бракуют. Межкристаллитная коррозия (рис. 383—385) Описание. Межкристаллитная коррозия— •селективная распространяющаяся по гра- ницам зерен коррозия нержавеющих аусте- •нитных и ферритных сталей. В агрессивных .коррозионных средах активизируется разъ- едание обедненных хромом зон вдоль .границ зерен (за счет преимущественного выделения карбидов в этих объемах), в то время как необедненные хромом объемы (тело зерен) остаются пассивными. Про- цесс коррозии проходит вдоль границ зе- рен, что приводит к образованию глубоких трещин и межзеренному разрушению. В •крайних случаях сталь может рассыпать- ся в порошок. Причины возникновения. Образование карбидов хрома по границам зерен в не- которой «критической» форме. Это проис- ходит после термической обработки (сен- сибилизации) в области 450—850°С для аустенитных сталей и выше 900°С для ферритных. При выделении карбидов хрома по гра- ницам зерен происходит обеднение хромом прилегающих объемов. Сильному сниже- нию концентрации хрома в приграничных объемах способствует .излишне высокое содержание углерода в стали или низкое соотношение титан — углерод (концентра- ция титана ниже четырехкратного содер- жания углерода). Недостаточное удаление эмульсии, масла и других смазочных сред с поверхности труб после холодной деформации приводит при последующих отжигах к нежелатель- ному науглероживанию поверхности, спо- собствующему развитию межкристаллитной коррозии. Предупреждение. При нагреве аустенит- ных хромоникелевых сталей выше 1000°С и последующей закалке ранее выделившие- ся карбиды хрома растворяются. В этом состоянии межкристаллитная коррозия не наблюдается. Однако при последующем иагреве (сенсибилизации) сталь вновь ока- зывается склонной к межзеренному раз- рушению из-за межкристаллитной корро- зии, так как карбиды хрома вновь выде- ляются по границам зерен. Снижение содержания углерода в стали. Для повышения стойкости против меж- зерениого разрушения в состоянии после сварки достаточно снизить содержание углерода ниже 0,07.%, так как при сварке происходит лишь кратковременный нагрев в .критической области температур. При длительной выдержке в области температур 450—850°С необходимо снижать содержа- ние углерода ниже 0,03%. Добавка таких стабилизирующих карби- ды элементов, как титан, ниобий и тантал. Эти элементы имеют большее сродство к углероду, чем хром, поэтому образуют- ся стабильные карбиды (соблюдение задан- ного отношения концентрации титаи — угле- род является основным требованием при контроле нержавеющей стали в исходном состоянии). Стойкость стабилизированных сталей против межкристаллитной коррозии обеспечивается только тогда, когда не только титан, но и другие стабилизирую- щие элементы (ниобий, тавтал) присутст- ' вуют в -достаточном количестве (для свя- зывания углерода н азота в стойкие сое- динения). Применение смазочных средств, свобод- ных от углерода. Тщательное обезжиривание перед нагре- вом. Устранение. Межкристаллитную корро- зию устранить невозможно. Металл, склонный к межкристаллитной коррозии, бракуют. Примечание. При испытаниях корр-озион- иостойких и кислотостойких сталей иа склонность к межкристаллитной коррозии образцы считают стойкими, если корро- зионное разъедание с поверхности распро- страняется на глубину не более 0,05 мм (технический норматив TGL 2,1211). Металл, склонный к межкристаллитной коррозии, может быть использован в тех случаях, когда коррозионные условия (сре- да, температура) не приводят к межкри- сталлитному разъеданию. Трещины от остаточных напряжений (рис. 386, 387) Описание. Трещины от остаточных напря- жений располагаются на поверхности тру- бы вдоль или поперек направления ее осч. Могут быть локальными (в определенной части трубы) и проходить по всей длине трубы. Причины возникновения. Неудовлетвори- тельная структура после отжига исходных труб или трубных заготовок (горячеката- ных или прессованных). Так, структура пластинчатого перлита обусловливает большее сопротивление деформации, чем структура зернистого цементита. Это .имеет особое значение при производстве труб из труднодеформируемой подшипниковой стали. 81
Слишком высокие обжатия при холодной деформации, при этом трубы могут раз- рываться под влиянием слишком высоких растягивающих напряжений. Недостаточное соотношение толщины стенки и степени уменьшения внешнего диаметра при холодной прокатке. Сброс труб при передаче .со стана иа стан, .в адъюстаже и при транспортировке. Предупреждение. Предварительный от- бор проб и исследование механических свойств и структуры исходных заготовок (до холодной деформации труб). Использование исходных трубных заго- товок (труб) с требуемой структурой пос- ле отжига (например, для подшипниковой стали—со структурой зернистого цемен- тита) . Уменьшение обжатия при холодной де- формации .(менее значительное уменьше- ние толщины стенки). Осторожная укладка труб. Устранение. Трещины устранить невоз- можно. Примечание. Трубы с трещинами от остаточных напряжений бракуют. Механические повреждения Описание. На готовых трубах встречают- ся механические повреждения, обусловлен- ные .различными причинами (царапины, местные утолщения, утонения, изгибы н т. д.). Причины возникновения. Некачественная сборка пакетов труб и их штабелирование. Плохая упаковка труб. Отсутствие прокладок под тросами, верев- ками, подставками в штабеле (для труб из высоколепировааных сталей). Сбрасывание труб при деформации иа отдельных стаиах, на адъюстаже и прн транспортировке. Предупреждение. Правильная сборка па- кетов и штабелирование. Правильная упаковка (укладка в ящики); обмотка труб из высоколегированных ста- лей бумагой, укладка в древесную стружку). Тщательная укладка труб при транспор- тировке. Устранение. Дефекты могут быть устра- нены ® некоторых 'случаях, что зависит от их .характера; например, допускается до- полнительная правка изогнутых стальных труб, вырезка поврежденных участков труб. Примечание. Вопрос о применимости хо- лоднодеформироваиных труб с различными повреждениями следует решать с учетом величины дефекта, его расположения и назначения труб. Наиболее чувствительны к повреждениям тонкостенные холоднодеформированиые трубы. Пятна ржавчины Описание. На поверхности нелепирован- иых холоднодеформнроваииых труб видны пятна, имеющие цвет от коричневого до красноватого. Причины возникновения. Недостаточная! или неудовлетворительная консервация. Неправильно выбранные консервирую- щие средства .(содержащие влагу). Плохие условия хранения .(слишком влажное помещение). Недостаточная или неудовлетворитель- ная упаковка. Предупреждение. Правильная консерва- ция. Применение соответствующих консерви- рующих средств. Хранение в сухом помещении. Правильная упаковка (промасленная бу- мага, фольга, древесная стружка, ящики Н т. д.). Устранение. Небольшие пятна ржавчины могут быть устранены путем травления, шлифовки или полирования, если при этом не будут превышены допуски по внешнему диаметру и толщине стенки. Примечание. Пятна ржавчины могут зна- чительно затруднить применение труб (на- пример, холоднодеформнрованных труб в мебельной промышленности). ДЕФЕКТЫ ПОВЕРХНОСТИ ПРЯМОШОВНЫХ СВАРНЫХ ТРУБ И ТРУБЧАТЫХ ПРОФИЛЕЙ Шлиц (несварениая труба) — рис. 388, 38& Описание. Кромки полосы, сформирован- ной ® трубу, не соединены сварным швом. Причины возникновения. Не достигнута необходимая температура аварки при включении' трубосварочных автоматов. Предупреждение. При налаженном ритме производства (например, при оптимальной программе, применении больших рулонов полосы, уменьшении механических и техно- логических нарушений хода процесса, содер- жании в исправности оборудования и при хорошем качестве исходного материала) можно уменьшить долю труб со шлицами в общем объеме изготовленных труб. Устранение. Дефект не может быть устра- нен. Примечание. Трубы со шлицами браку- ют или отсортировывают. Короткие несваренные участки (рис. 390) Описание. В сварном шве имеются ко- роткие непроверенные места. В зависимости от причин подобные мес- та встречаются периодически или неперио- дически, причем их протяженность и глуби- на могут быть самыми различными. Причины возникновения. Ликвация угле- рода и серы. Загрязнение электрода или смятие его конца -при движении вдоль трубы (перио- дически) при различных видах электро- сварки. Эксцентричность хода роликов бокового давления. Неправильное регулирование или изно- шенный (поврежденный) индуктор и (или) контакт. Смещение кромок полосы, подготовлен- ных к сварке. 82
Заусенцы на кромках вследствие плохого регулирования оборудования для зачистки или обрезки кромок (тупой режущий ии- струмент). Предупреждение. Создание условий для плавного и непрерывного движения сва- рочных электродов вдоль трубы. Замена сварочных электродов. Регулирование хода роликов .бокового давления, а при необходимости — их заме- на. Использование в зависимости от разме- ра трубы соответствующих индукторов и контактов. Регулирование и наладка оборудования для зачистки нлн обрезки кромок (замена изношенного .режущего инструмента). Устранение. Дефекты можно заварить. Примечание. Подобные трубы можно применять только для неответственного назначения; как правило, их надо отсорти- ровывать. Яепровары (рис. 391, 392) Причины возникновения. Слишком малая -сила тока при сварке. Слишком малое давление при обжатии в сварочном калибре. Слишком большая скорость сварки. Непостоянство размеров полосы (особен- ао нежелательно скачкообразное изменение ее размеров по толщине). Некачественная загрязненная поверх- ность полосы (например, ржавчина, пятна окалины, черный налет). Предупреждение. Правильный подбор силы тока при сварке, а также сжимающе- го давления в сварочном приспособлении. Использование требуемой по технологии •скорости сварки. Применение полосы, имеющей необходи- мые размеры и чистоту поверхности. Устранение. Дефект ие может быть уст- ранен. Примечание. Если непровары или короткие несварявшиеся участки периодически встре- чаются иа небольшом расстоянии, то при- чиной этого является слишком большая •скорость сварки для данной толщины стен- ки. Путем регулирования скорости сварки это явление можно предотвратить. Дефект часто называют «слишком большим ша- гом». Непроверенные трубы разрываются при испытаниях иа раздачу, а также во время дальнейшей холодной деформации (напри- мер, изгибом). Смещение сварного шва (рис. 393, 394) Описание. Кромки сформированной в трубу полосы сварены со смещением. Причины возникновения. Неправильная установка профилирующих роликов. Неравномерная работа (смещение) при- жимных роликов сварочного калибра. Односторонняя выработка направляющих сварочных электродов при электросварке. Разнотолщиииость полосы. Предупреждение. Правильная установка профилирующих и прижимных роликов. Своевременный ремонт или замена сва- рочных электродов. Применение полосы без разиотолщинно- сти. Устранение. Дефект ие может быть уст- ранен. Примечание. Если сварные стальные тру- бы со смещенными сварными швами под- вергаются волочению иа оправке, то ко- рень сварного шва часто вдавливается в основной металл, причем 'могут возникать трещины в основном металле или другие повреждения по толщине стенки. Смещение сварного шва в сварных тру- бах может приводить к затруднениям при последующей холодной деформации таких труб. Разрыв в корне сварного шва (рис. 395) Описание. В .корне сварного шва встре- чаются расположенные иа небольших рас- стояниях друг от друга продольные тре- щины, имеющие различную глубину и про- тяженность. Причины возникновения. Слишком низ- кая сила тока при сварке. Слишком малое прижимное усилие. Крупные неметаллические включения. Предупреждение. Правильный подбор си- лы тока и прижимного усилия. Примеиеине исходного металла надлежа- щего металлургического качества. Устранение. Трещины ие могут быть уст- ранены. Примечание. Этот дефект может затруд- нять дальнейшую обработку трубчатых из- делий (изгиб, раскатку, отбортовку). При производстве холоднотянутых труб особое внимание обращают на получение однородного и равномерно утолщенного внутреннего сварного шва. При ашадукциониой сварке 'наблюдаются, помимо дефектов .в корне сварных швов, также разбрызгивание и образование ка- пель. В этом случае слишком занижены подвод тепла и (или) усилие в сварочном калибре. Поперечный сварной шов (рис. 396) Описание. Сваренная труба имеет кольце- образный сварной шов, перпендикулярный к продольной оси трубы. Причины возникновения. Применение го- ряче- или холоднокатаных полос с попе- речными .сварными швами (места прихват- ки при непрерывном производстве полосы). Предупреждение. Невозможно (см. при- мечание) . Устранение. Отсортировка или вырезка части трубы. Примечание. Наличие поперечных свар- ных швов обусловлено технологией непре- рывного производства полосы. Сварные трубы с поперечным швом с трудом под- вергаются дальнейшей обработке, если сварной шов выполнен неправильно. Так, при последующем волочении могут возни- кать трещины в трубе и повреждения во- лочильного инструмента. Используемые до 83
сих пор методы сварки для получения по- перечных швов, необходимых при непре- рывном производстве полосы, еще ие удов- летворяют всем требованиям для достиже- ния достаточной прочности сварного сое- динения. Прожог (проплавление при сварке) — рис. 397 Описание. С одной или двух сторон про- дольного сварного шва имеются углубления темного цвета, в которых часто располага- ются частицы меди от сварочных электро- дов. Причины возникновения. Слишком боль- шая сила тока при сварке. Неправильное расположение 'сварочных электродов при электросварке. 'Слишком низкая скорбеть сварки. Загрязненная поверхность полосы на пу- ти движения сварочных роликов. Предупреждение. Правильное регулиро- вание силы тока и скорости сварки в со- ответствии с толщиной стенки .трубы. Очистка или дополнительная обработка полосы и а пути движения сварочных ро- ликов. Замена сварочных электродов. Применение полос с чистой поверх- ностью. Правильное расположение свароч- ных электродов. Устранение. Дополнительное волочение сварных труб или шлифовка, если дефект ие очень велик. Примечание. Сварные трубы с таким дефектом требуют перед гальваническим покрытием или лакированием предвари- тельной обработки (например, шлифовкой). Остатки окалины (рис. 398) Описание. Темные шероховатые пятна на поверхности, различной формы и беспо- рядочно расположенные. Причины возникновения. Остатки окали- ны на горяче- нли холоднокатаных поло- сах после дробеструйной обработки или правления. Неравномерное разъедание кислотой при травлении, неравномерное образование ока- лины (например, в случае слабо распу- щенных рулонов). Слишком низкие кон- центрация кислоты и температура или не- достаточная продолжительность травления горячекатаной полосы. Плохое механическое удаление окалииы с горячекатаной полосы. Окалина, закатанная при горячей прокат- ке. Предупреждение. Использование горяче- и холоднокатаных полос без остатков ока- лины. У странение. Дополнительное травление, шлифовка. Примечание. Трубы с .указанным дефек- том без предварительной обработки по- верхности (например, шлифовкой) непри- годны для гальванического покрытия и ла- кирования. Цвета побежалости Описание. Участки на внешних и внут- ренних поверхностях труб, имеющие отте- нок от желтого до синего (цвета побежа- лости) или от серого до черного (окалина от нагрева, осаждение сажи). Причины возникновения. Доступ воздуха в печь 'во время светлого отжига. Неблагоприятный состав защитного газа. Слишком высокое содержание влаги в защитном газе. Охлаждение иа воздухе от слишком вы- сокой температуры. Сгорание сохранившихся иа поверхности труб остатков эмульсии или иных смазок. Предупреждение. Уменьшение доступа воздуха в печь для светлого отжига. Применение защитного газа требуемого- состава. Достаточная осушка защитного газа. Охлаждение без доступа воздуха труб после термической обработки примерно до 150°С. Чистые поверхности труб перед отжигом. Применение эмульсий и смазок, ие даю- щих осадка. Устранение. Механическая обработка (например, шлифовка), кратковременное дополнительное травление. Примечание. Для устранения остатков эмульсии или -смазки с поверхности трубы перед отжигом могут быть погружены в горячий разбавленный раствор едкого нат- ра. Полное устранение цветов побежалост» и следов окалины от иагрева не всегда возможно. Сварные трубы с .этими дефектами без дополнительной обработки непригодны для гальванического покрытия поверхности пли лакирования. Поры, язвины (рис. 399, 400) Описание. На поверхности имеются уг- лубления продолговатой или точечной фор- мы, беспорядочно расположенные. Неболь- шие точечные углубления обозначаются, как поры. Причины возникновения. На поверхности горяче- или холоднокатаной полосы были поры и язвины (неравномерное разъедание кислотой при травлении из-за неодинаково- го образования окалины иа горячекатаной полосе). Слишком длительное травление полосы, особенно в случаях применения травильных растворов без ингибиторов—поры травле- ния. Неудовлетворительное хранение исходно-. го материала (горяче- или холоднокатаных полос) — язвииы от ржавчины. Предупреждение. Применение горяче- и холоднокатаных полос без пор и язвин. Устранение. Поры и язвииы в большин- стве случаев не могут быть устранены, так как иа это требуются слишком боль- шие затраты. Примечание. Поры и язвииы могут так- же возникать в случаях, если трубы на- гревают вместе с остатками смазки на поверхности, которые при отжиге дают 84
•.пригары. Для обеспечения хорошего состо- яния поверхности отожженных труб их перед отжигом промывают в горячем раз- •бавлениом растворе едкого натра. Поры и язвииы часто встречаются сов- местно. Сварные трубы с этими дефектами без предварительной обработки (шлифовки) непригодны для гальванического покрытия поверхности и лакирования. Отпечатки профилирования «(рис. 401) Описание. На наружной поверхности сварных труб обнаруживаются продольные углубления. Причины возникновения. Неправильное •регулирование профилирующих роликов. Предупреждение. Правильное регулиро- вание или своевременная замена профили- рующих роликов. Устранение. Шлифовка. Примечание. Сварные трубы с этим де- фектом без предварительной обработки не- пригодны для гальванического покрытия или лакирования поверхности. Отпечатки правки (рис. 402, 403) Описание. На внешней поверхности свар- ных труб имеются спиралеобразные вмя- тины. Причины возникновения. Слишком силь- ный прижим правильных роликов или их установка под неправильным углом. Спльио изогнутые перед правкой трубы. Предупреждение. Правильное регулиро- вание правильных роликов. Предварительная правка сильно изогну- тых труб. Устранение. Механическая обработка (например, шлифовка) при незначительной глубине дефекта. Примечание. Использование соответству- ющих правильных машин — предпосылка для предотвращения этого дефекта. Прн правке отожженных труб могут возникать также линии или фигуры теку- чести (их причины см. ранее). Сварные трубы с этим дефектом без предваритель- ной обработки (например, шлифовки) не- пригодны для гальванического покрытия поверхности. 'Неровности на поверхности .(кольцеватость) — рис. 404, 405 Описание 1. На поверхности холоднотянутой свар- ной стальной трубы видны периодически •повторяющиеся на небольшом расстоянии друг от друга волнообразные (кольцевые) неровности. 2. Дефекты ограничены только областью сварного шва. Причины возникновения 1. Плохая подготовка поверхности труб перед волочением. Слишком большое уменьшение попереч- ного сечеиия при волочении. Резкие колебания по толщине исходной полосы. 2. Некачественная зачистка заусенцев. Предупреждение 1. Создание на поверхности достаточно толстого и хорошо приставшего слоя смаз- ки. Уменьшение вытяжки при волочении. Применение полосы без резких колеба- ний по толщине. 2. Своевременная замена или правильное закрепление инструмента при строжке с целью качественной обработки кромок. Устранение. Дополнительное волочение при незначительной глубине дефекта; шли- фовка. Примечание. Сварные стальные трубы с этим дефектом, без предварительной обра- ботки (например, шлифовки) непригодны для гальванического покрытия поверхно- сти и ограниченно пригодны для лакирова- ния. Неровности поверхности из-за колеба- ний в толщине полосы проявляются только иа ограниченных участках. Царапины при волочении (рис. 406, 407) Описание. Линейные углубления иа на- ружной или внутренней поверхности трубы, вытянутые в продольном направлении; могут проходить по всей длине трубы. Причины возникновения. Налипание ме- талла на поверхность оправки нли рабо- чего канала фильеры при волочении. Предупреждение. Дополнительная обра- ботка или замена неисправного волочильно- го инструмента. Устранение. Дефекты на наружной по- верхности трубы можно устранить шли- фовкой (в зависимости от величины и рас- положения дефекта); царапины на внут- ренней поверхности не могут быть устра- нены. Примечание. Возможность использования труб, имеющих царапины от волочения, зависит от назначения труб. Механические повреждения Описание. Повреждения иа поверхности трубы (риски, царапины, отпечатки),, де- формации трубы (изгибы, изломы, вмяти- ны, особенно на концах трубы). Причины возникновения. Слишком боль- шая высота падения при передаче со стана иа стан. Слишком рыхлая связка пакета труб. Неудовлетворительные упаковка и хра- нение; неправильная транспортировка (применение канатов без прокладок). Слишком узкие прокладки при штабе- лировании. Предупреждение. Уменьшение высоты па- дения труб при передаче с одного агрегата иа другой. Прочное связывание труб в пакеты. Рациональные упаковка и хранение, пра- вильная транспортировка (применение со- ответствующих средств крепления, погруз- ка с деревянными прокладками). Устранение. Дефекты могут быть устра- нены шлифовкой, однако только в тех слу- 85
чаях, когда отсутствует большая деформа- ция, т. е. когда имеются только незначи- тельные повреждения поверхности трубы. Примечание. Повреждение поверхности сварной стальной трубы и ее деформация могут встречаться одновременно. Сварные стальные трубы с незначитель- ными механическими повреждениями по- верхности без предварительной обработки (шлифовки) непригодны для гальваниче- ского покрытия поверхности и ограниченно пригодны для лакирования. Возможность использования сварных стальных труб с деформированными участками определяет- ся назначением труб, а также видом и ве- личиной дефектов. Пятна ржавчины Описание. На внешней или внутренней поверхности сварной стальной трубы — ко- ричневый или красноватый налет ржавчи- ны. После его удаления иа поверхности можно видеть разъедание, особенно иа трубах из холоднокатаной полосы. Причины возникновения. Остатки иа по- верхности труб смазки, эмульсии, влаги, способствующие коррозии. Отсутствие защиты от коррозии или не- достаточная защита. Неудовлетворительная упаковка. Неудовлетворительное хранение и не- правильная транспортировка (особенно при неблагоприятных метеорологических усло- виях) . Предупреждение. Удаление остатков смазки или влаги с поверхности труб перед консервацией. Применение необходимых средств кор- розионной защиты и соответствующей упаковки. Целесообразные хранение и транспорти- ровка. Устранение. Дополнительное травление, шлифовка. Примечание. Сварные стальные трубы с рассматриваемым дефектом для нанесения гальванического покрытия поверхности или лакирования без предварительной об- работки (шлифовки, травления) непригод- ны. ВНУТРЕННИЕ ДЕФЕКТЫ ТРУБ Расслоения (рис. 408—411) Описание. Несплошности металла, рас- положенные внутри стенки трубы, имеющие различную протяженность и распространя- ющиеся по сечению и длине трубы. Причины возникновения. Дефекты ста- леплавильного производства (слишком сильное развитие усадочной раковины в слитке, газовые пузыри, грубые неметал- лические включения). Недостаточное удаление головной части слитка в прокатном производстве. Слишком высокая температура при по- перечио-винтовой прокатке (например, трубиых заготовок из подшипниковой стали) Предупреждение. Соблюдение установ- ленной технологии выплавки и разливки- (получение качественных слитков и не- прерывиолитых заготовок). Достаточное удаление прибыльной части' в исходных заготовках в прокатном про- изводстве. Соблюдение заданной (для соответству- ющей марки стали) температуры попереч- но-внитовой прокатки. Устранение. Обусловлено возможностью- удаления концов или вырезки дефектных участков трубы. Примечание. При прокатке трубных за- готовок из подшипниковой стали на ста- не поперечно-винтовой прокатки при излишне высокой температуре возникают настолько значительные расслоения, что дефектные трубные заготовки могут быть отсортированы уже на этой стадии (при прошивке). Однако в других случаях (иные- марки стали) дефект может быть обнару- жен лишь в готовой трубе. Расслоения в трубе ведут к затруднени- ям при ее дальнейшей обработке: расслое- ния раскрываются при последующем деформировании трубы (изгиб, удар, ка- либровка, скручивание). Неметаллические включения (рис. 412, 413) Описание. Неметаллические включения — частицы окислов, сульфидов,, силикатов, нитридов, определяющие локальное на- рушение сплошности металла. Обычно расположены вдоль оси трубы в виде беспорядочно распределенных по се- чению н длине трубы строчек. Причины возникновения1. Дефекты ста- леплавильного производства (слишком низкая температура разливки, небрежная1 работа с огнеупорным материалом при подготовке выпускных и разливочных устройств, низкое качество огнеупорного материала, скопление продуктов раскисле- ния й плохое отделение шлака в разли- вочном ковше и изложнице). Слишком раннее скачивание шлака. Предупреждение. Соблюдение требуемой температуры разливки. Тщательная работа с огнеупорными ма- териалами при выпуске и разливке. Надлежащая подготовка выпускного же- лоба и разливочных устройств. Применение огнеупорных материалов со- ответствующего качества. Соблюдение тех- нологии раскисления и разливки. Устранение. Удаление включений невоз- можно. Примечание. Неметаллические включения в стали имеют различные величину и рас- пределение, зависящие от технологии плав- ки и разливки. В зависимости от величины, формы, характера распределения (скопле- ний) и природы неметаллических включе- ний они могут ограничивать или полно- стью исключать возможность применения труб. В трубах из подшипниковой стали ие- 86
металлические включения особенно опасны. Классификация^ (балльность) неметалличе- ских включений служит основанием для .допуска труб в дальнейшее производство или для забракования их. Вышедшие на поверхность неметаллические включения вызывают затруднения при нанесении галь- ванических покрытий поверхности (если они не могут быть удалены шлифовкой). «ОТКЛОНЕНИЯ РАЗМЕРОВ И ФОРМЫ ТРУБ -Отклонения размеров и формы ^поперечного сечения (рис. 414—421) Описание. Отклонения от заданного по- перечного сечения. 1. Складки на трубе — продольное «за- падение» стенки трубы, приводящее к складчатости, наблюдаемой на наружной поверхности трубы как продольная трещи- на. 2. Смещение отверстия трубы от ее -оси — четко выраженная разнотолщин- ность. 3. Граиенность — ие круглая, а много- гранная, чаще всего шестигранная форма -внутренней поверхности трубы (особенно в -случае тонкостенных труб). 4. Овальность—-сильно отличающееся от круга поперечное сечение трубы (бесшов- ной или прямошовиой). 5. Уменьшение или увеличение попереч- ного сечения в сварном шве — недостаточ- ная или избыточная толщина стенки в месте продольного сварного шва. Причины возникновения Складкииа трубе Нарушения технологии при горячей де- -формации: а) слишком большое уменьшение диа- -метра в отдельных клетях редукционного 'стана; б) слишком большой входной диаметр трубы, передаваемой в калибровочный или редукционный стаи; в) торможение поверхностных слоев ме- талла из-за неправильного ступенчатого изменения скорости вращения валков в ре- дукционном стане (особенно при редук- ционно-растяжной прокатке); г) сильно деформированная (возможно •смятая) иа предварительных этапах про- катки поверхность трубы. Нарушения технологии при холодной де- •формацин: •а) слишком большое уменьшение диа- метра (при волочении без оправки тонко- стенных труб); б) слишком сильная волнистость труб, предварительно полученных пилигримовой прокаткой (прежде всего в случае волоче- ния без оправки). Смещение отверстия трубы Нарушения технологии при горячей де- •формации: а) прокатка металла, имеющего непра- вильную форму или размеры (отклонение диагоналей квадратного сечения, недоста- точная прямолинейность, косой срез торца исходной заготовки); б) неравномерный прогрев по попереч- ному сечению заготовки в методической печи, печах с шагающими балками или вращающимся подом; в) неправильно выбранная температура прошивки трубной заготовки (особенно нз аустенитных сталей); г) эксцентричность при прошивке квад- ратной заготовки иа прошивном прессе (пресс Эрхарда — шведский прокатный стаи); несоосное центрирование материала круглого сечения центрующим устройством стана поперечно-винтовой прокатки (тру- бопрокатный агрегат типа «Штифель»); д) неправильная установка оправки (в стане поперечно-винтовой прокатки или в стане продольной прокатки); е) неравномерный износ оправки, а так- же калибров в калибровочном или редук- ционном станах; ж) налипание материала иа оправку; з) изогнутый стержень оправки (стаи по- перечно-виитовой прокатки). Нарушения технологии при холодной де- формации: а) применение трубных заготовок (го- рячекатаных или прессованных или исход- ных перед холодной деформацией труб) со смещением канала трубы от оси; б) выработанные калибры при прокатке в стане ХПТ; в) применение овальных оправок при холодной прокатке; г) слишком большой зазор между калиб- рами валков станов ХПТ; д) слишком большое сближение валкоч при холодной прокатке в стаие ХПТ. Граиенность Слишком большое изменение диаметра в редукционном стане (особенно прн редук- ционно-растяжной прокатке). Прокатка труб с неблагоприятным от- ношением наружного диаметра к толщине стенки (относительно небольшой внешний диаметр при сравнительно большой тол- щине стенки). Овальность При горячей деформации: а) износ оправки; б) неточная расточка калибров послед- них клетей калибровочного прокатного ста- на; в) смещение калибров. При холодной деформации: а) слишком большой износ калибрующе- го участка ручья при прокатке в стаие ХПТ; б) слишком большой или слишком малый зазор между валками при прокатке в ста- не ХПТ; в) оси верхнего и нижнего валков при прокатке непараллельны; г) неправильное регулирование правиль- ных роликов правильной машины; д) изношенная волочильная фильера или оправка; е) неправильная установка калибровоч- ных роликов в трубосварочных станах. 87
Уменьшение или увеличение поперечного сечения в сварном шве Слишком низкая илн слишком высокая установка резца при строжке (съеме грата). Несоосиая установка резца при строж- ке (съеме грата). Выкрашивание резца (одностороннее или по центру). Неправильная задача трубы (сварной шов проходит иесоосио к резцу при строж- ке). Предупреждение Складки на трубе При горячей деформации: а) уменьшение обжатия в редукционном стане; б) точное соблюдение установленного технологией внешнего диаметра трубных заготовок или труб; в) правильное ступенчатое изменение ско- рости вращения валков в редукционном стане; г) отсортировка труб с сильно деформи- рованной (смятой) поверхностью иа пре- дыдущих стадиях прокатки. При холодной деформации: а) уменьшение обжатия по диаметру; б) отсортировка сильно волнистых труб. Смещение отверстия трубы При горячей деформации: а) использование исходных заготовок с заданными по технологии размерами; б) обеспечение равномерного распределе- ния температур по поперечному сечению заготовки; в) точное соблюдение установленной температуры прошивки трубиой заготовки; г) корректировка установки заготовки иа прошивочном прессе; д) правильная установка оправки; е) замена оправок и стержней, а также изношенных валков -в различных прокат- ных станах. При холодной деформации: а) контроль и отсортировка несоответст- вующих по размерам трубиых заготовок (горячекатаных или прессованных) или исходных (до холодной деформации труб); б) замена изношенных калибров и опра- вок стана ХПТ; в) установка оптимального зазора меж- ду валками; г) выбор оптимального зазора между валками, соответствующего данной марке стали. Гранениость При горячей деформации: а) не допускать слишком большого из- менения размеров в редукционном стаие (особенно при редукциоиио-растяжной прокатке); б) не допускать трубы с неблагоприят- ным соотношением размеров к прокатке иа редукционном стаие (соответственно к пилигримовой нли к поперечно-виитовой прокатке). Овальность При горячей деформации: а) своевременная замена изношенного- инструмента; б) проверка калибровок валков калибро- вочного стаиа, установка по шаблону не- обходимых размеров; в) точное совмещение калибров верхнего и иижиего валков. При холодной деформации: а) замена калибров стаиа ХПТ; б) изменение зазора между валками; в) параллельная установка верхнего и иижиего валков; г) настройка правильных роликов пра- вильной машины; д) замена изношенных волочильных фнльер и оправок; е) применение калибровочных роликов заданного размера в трубосварочных агре- гатах и контроль правильности их уста- новки (прямошовные трубы); ж) настройка или замена изношенных калибровочных роликов (прямошовиые трубы). Уменьшение или увеличение поперечного сечения в свар- ном шве Правильная установка резца при-строж- ке. Своевременная замена резца. Задача трубы посередине резца. Устранение 1. Складки иа трубе — возможна вырезка при небольшой протяженности дефекта на конце трубы. 2. Смещение отверстия трубы — допол- нительная пнлигримовая прокатка или пи- лигримовая прокатка на другой диаметр. При сильной разиотолщиниости устране- ние дефекта невозможно. 3. Граиеииость —устранение дефекта невозможно. 4. Овальность — дополнительное волоче- ние или пнлигримовая прокатка и волоче- ние иа другой диаметр. 5. Уменьшение или увеличение попереч- ного сечения в сварном шве — устранение дефекта невозможно или ограниченно воз- можно при проведении дополнительного волочения (иа другой размер). Примечание 1. Трубы со складкой (с «запавшей^ стенкой) бракуют. Небольшие складки на горячекатаных трубах могут приводить при последующей холодной деформации (волочении) к про- дольным трещинам. 2. Сорт труб со смещением отверстия снижают. На прессованных трубиых заготовках смешение стенки наблюдается из-за непра- вильной установки оправки; этот же де- фект наблюдается из-за закручивания оп- равки во время процесса прокатки. 3. Трубы, имеющие гранениость, кан правило', бракуют. Их можно использовать в редких слу- чаях для неответственного назначения. 4. Сорт труб с овальностью, превышаю- 88
щей допустимую, снижают. На трубах с повышенной овальностью после обработки со снятием стружки (например, обточки) могут оставаться необработанные места. Соблюдение точных размеров (диаметра и толщины стенки) имеет большое значе- ние, так как в противном случае могут возникать затруднения при дальнейшей обработке и использовании трубы (напри- мер,v при установке труб в заранее подго- товленные посадочные места или в случае соединения труб путем вставки одна в другую). 5. Трубы с уменьшением или увеличени- ем поперечного сечения в сварном шве должны быть отсортированы. Дефект наблюдается в случаях, когда сварное соединение обрабатывается нефа- соииым резцом. При использовании фа- сонного резца дефект также может наблю- даться прн слишком глубокой его установ- ке (образуется строганая поверхность в теле трубы). В обоих случаях, сварной шов имеет продольные царапины. При несоосиой установке резца (фасон- ного) или при плохой задаче трубы часто обнаруживаются еще дополнительные про- дольные риски. Отклонения размеров и формы по длине (рис. 422) Описание. Отклонение от заданных раз- меров по длине: 1. Отклонение от прямой (кривизна, серповидиость). 2. Волнистость — периодические колеба- ния наружного диаметра в форме более или менее выраженных волн по длине тру- бы. 3. Косой срез конца трубы. Причины возникновения Отклонение от прямой При горячей деформации: а) несимметричная установка валков ка- либровочного стаиа; б) неправильное регулирование отвод- ного рольганга, т. е. рольганг расположен выше оси прокатки (калибровочный стаи); в) плохое состояние холодильника. При холодной деформации: а) отклонение оси фильеры от оси во- лочения; б) плохая регулировка правильной ма- шины; в) небрежное связывание в пакеты и хранение, неправильная транспортировка (неосторожные загрузка и выгрузка); г) плохая регулировка трубосварочных агрегатов; д) волочение труб со слишком большой р азното лщиииостью. Волнистость При горячей деформации: а) слишком холодные трубы при прокат- ке на обкатном стане; б) неправильное регулирование обкатных валков (например, их смещение); в) изношенные оправка или валки рас- катного стаиа; г) эксцентриситет рабочих валков обкат- ного стана. При холодной деформации: а) слишком сильный износ калибров стана ХПТ; б) большое смещение калибров в стане; в) неправильная форма калибра стаиа ХПТ; г) неправильная установка роликов (слишком сильный их прижим) или выра- ботанные ролики правильной машины. Косой срез При горячей и холодной деформации: а) плохое закрепление трубы в зажим- ном приспособлении прн резке на пиле или на обрезном стайке; б) применение несоответствующих по размеру или тупых пил; в) слишком большая подача пилы; г) неправильно выставленная труба при резке иа пиле. Предупреждение Отклонение от прямой При горячей деформации — правильная настройка валков калибровочного прокат- ного стана. При холодной деформации: а) установка фильеры по оси волочения; б) применение фильеры с удлиненной цилиндрической частью; , в) правильная настройка правильной машины; г) правильное связывание в пакеты и правильное хранение, качественная транс- портировка, осторожная погрузка и раз- грузка; д) корректировка установки роликов трубосварочных агрегатов. Волнистость При горячей деформации: а) отсортировка слишком захоложенных труб перед обкатным станом; б) корректировка установки обкатных валков; оси валков должны располагаться в параллельных плоскостях; валки и на- правляющие линейки устанавливаются в требуемые положения (по таблице про- катки) ; в) замена изношенных оправок и валков; г) уменьшение прижима валков; д) корректировка положения прижимных роликов или замена прижимных роликов правильной машины. При холодной деформации: а) замена изношенных калибров в ста- не ХПТ; б) устранение смещения калибров в ста- не ХПТ; в) правильное выполнение формы калиб- ра; г) точное соблюдение заданной техно- логии волочения трубы. Косой срез При горячей и холодной резке: а) прочный прижим трубы в зажимном 89
устройстве при резке на пиле или иа от- резном стайке; б) выбор необходимого прижима при резке иа отрезном станке, соответствую- щего внешнему диаметру трубы; в) своевременная замена изношенных пил; г) установка правильного перемещения пилы, синхронизация хода пилы и трубы. Устранение 1. При отклонении от прямой — дополни- тельная правка трубы. 2. Устранение волнистости возможно в случае горячекатаных стальных труб при последующей холодной деформации (во- лочением, пилигримовой прокаткой); в случае холоднокатаных и холоднотянутых стальных труб — частично путем дальней- шей холодной деформации иа другой размер. 3. При косом срезе — вырезка дефектных частей трубы. Примечание 1. Использование труб с описанными де- фектами у потребителя может быть свя- зано с затруднениями (например, при ра- боте поточных линий). При обработке на станках- автоматах труб из подшипниковой стали с недоста- точной округлостью могут оставаться не- обработанные участки (величина которых зависит от степени отклонения от круга). 2. Ценность (качество) горячекатаных труб снижается. В случае, еслп волнистость холоднока- таных или холоднотянутых труб превыша- ет заданные допуском размеры и ие устраняется дальнейшей холодной дефор- мацией, ценность качества труб снижается. 3. Трубы должны быть подвергнуты до- полнительной резке. РАЗНЫЕ ДЕФЕКТЫ Дефекты из-за неправильной резки на ножницах или на пиле (рис. 423—425) Описание. Дефекты из-за неправильной резки иа ножницах или иа пиле имеют различные формы проявления иа разных изделиях (стальная полоса, тонкий лист,, стальные профили, полученные холодной деформацией, и стальные трубы). В основ- ном это заусенцы, образующиеся при рез- ке иа ножницах п иа пиле, деформация поперечного сечения (раздавливание), не- качественная поверхность реза, трещины, возникающие при резке иа ножницах и проходящие диагонально или параллельно кромке реза. Причины возникновения. Тупые или вы- крошенные диски пил, ножи иожииц н про- фильные ножи, а также изношенные при- жимы зажимных устройств. Применение неподходящего режущего инструмента. Недостаточная скорость резания и недо- статочный ход пилы. Неправильное регулирование устройства для обрезки кромки или пилы для про- дольной резки (стальная полоса). Слишком большое расстояние между за- жимными щеками. Предупреждение. Замена изношенного режущего инструмента. Применение требуемого по технологии режущего инструмента (профиль и мате- риал ножей, тип инструмента выбирают с учетом свойств разрезаемого материала). Соответствие выбранной скорости резки и заданное перемещение пилы. Правильная установка полосы относи- тельно края ножей ножниц. Правильное регулирование устройства для обрезки кромки или линии продоль- ной резки, текущий контроль этого регули- рования и, следовательно, правильности установки режущего инструмента. Устранение. Заусенцы могут быть уда- лены путем дополнительной обработки (например, шлифовкой, зачисткой, сняти- ем фаски, дополнительной обрезкой); при деформировании (смятии) кромки возмож- на дополнительная обрезка. Примечание. Нормально допустимое об- разование заусенцев ие предотвращается. Следует учитывать повышенную опас- ность травм (с точки зрения техники безо- пасности) при транспортировке и при даль- нейшей обработке полос, имеющих заусен- цы от резки. Наблюдаются трудности при холодной прокатке подобного материала. Плохое связывание при упаковке (рис. 426—428) Описание. Рулоны полос, пакеты листов, стальные профили и полученные холодной деформацией пакеты труб непрочно связа- ны, частично сдвинуты или собраны в па- кеты при сильно различающейся длине. Причины возникновения. Небрежная ра- бота (непрочное связывание, применение неподходящего материала для скрепления). Рулоны полос смотаны или пакеты ли- стов собраны неровно или вообще не свя- заны. Слишком малое натяжение при смотке полосы. Наличие в одном пакете стальных про- филей или стальных труб с плохо подоб- ранной (различной) длиной. Повреждения при транспортировке. Предупреждение. Тугая смотка, хорошая упаковка, циклопический затвор. Ровная по краю смотка рулонов полосы или сборка пакетов листов. Достаточное натяжение при смотке по- лосы. Тщательная укладка труб в специальные сборники. Собирание в одни пакет стальных фасон- ных профилей и стальных труб одинако- вой длины. Соответствующая транспортировка. Устранение. Дополнительно связать руло- ны, пакеты листов и бунты проволоки. Рассортировать листы,. стальные фасон- ные профили и трубы по размерам. Примечание. Очень плохо смотанные ру- лоны приводят к затруднениям при даль- нейшей обработке. 90
При плохой связке стальные фасонные профили и трубы могут искривиться при хранении; это может привести к пониже- нию сорта продукции или даже к невоз- можности ее использования. Плохая упаковка часто служит причи- ной несчастных случаев при транспорти- ровке. Плохое складирование (рис. 429, 430) Описание. Пакеты листов или рулоны полос плохо уложены (без должной тща- тельности) . Причины возникновения. Применение не- подходящих или различного размера под- кладок, размещение их на разных расстояниях друг от друга при штабели- ровании материала в прокатном илн труб- ном производстве, а также при погрузке в вагоны. Слабое скручивание рулонов и пакетов проволокой или стальной полосой. Предупреждение. Тщательное штабелиро- вание и хранение продукции в прокатном илп трубиом производстве и при погрузке; применение соответствующих подкладок иа равном расстоянии и одинакового разме- ра. Прочное закручивание пакетов и руло- нов; циклопический затвор. Устранение. Дополнительная работа в прокатном или трубных производстве (раз- борка штабеля, повторное связывание ру- лонов). Приыечание. В зависимости от вида и качества изделия следует устанавливать и поддерживать определенный порядок штабелирования и хранения. ДЕФЕКТЫ СТРУКТУРЫ (рис. 431—445J К основным дефектам структуры отно- сятся: поверхностное обезуглероживание (рис. 431—433); неудовлетворительная структура после отжига (рис. 434—436); карбидная сетка (особенно опасна в толстостенных трубах из подшипниковой стали) (рис. 437, 438); карбидная строчечиость (рис. 439); крупнозериистость (рис. 440—445); недостаточные магнитные свойства. Описание всех этих дефектов — см. с. 53—57.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Stahlfehleratlas, Leipzig: VEB Deutscher Verlag fur Grundstoffindustrie, 1971. 2. Stahlberatungsstelle Freiberg: Quali- tats- und Edelstahle, Band I und II. Leipzig: VEB Deutscher Verlag fur Grundstoffindustrie, 1971. 3. Stahlberatungsstelle Freiberg: TGL-Ta- schenbuch Stahl, Band I, II und III. Leipzig: VEB Deutscher Verlag fur Grundstoffindustrie, 1972. 4. Eckstein: Warmebehandlung von Stahl. Leipzig: VEB Deutscher Verlag fur Grundstoffindustrie, 1963. 5. Schneider, Lang: Stahldraht-Herstellung und Anwendung. Leipzig: Deutscher Verlag fiir Grundstoffindustrie, 1973. 6. Aschendorf, Kohler: Stahl und Eisen, 1962, 82, S. 1356—1366. 7. Parma: Hutnik, Praha, 1966, s. 72—74. 8. Kunik: Hutnik, Praha, 1967, s. 245—249. 9. Журавлев П. fl., Эфрос Д. И., Кутен- ка Ю. В. и др. — «Сталь», 1965, № 10, с. 891—894. 10. Манохин Л. И., Лапотышкин Н. М.— «Сталь», 1965, № 10, с. 894—897. 11. Кунин Л. Л., Рутес В. С., Чигри- нов М. Г., Бакалова Л. М. — «Сталь», 1965, № 12, с. 1088—1089. 12. Рутес В. С., Фитилев Б. В. — «Сталь», 1966, № 2, с. 123—128. 13. Людкин Д. А., Дружинин И. И., Кон- дратюк А. М. н др. —«Сталь», 1966, № 5, с. 423—424. 14. Bezeichnung und Ursachen von Strang- gusfehlern. ISI Publication 106 G 1967, The Iron and Steel Institute. 15. Гладышев H. Г., Дружинин В. Г., Ев- теев Д. П. и др. — «Сталь», 1969, № 9, с. 789—792. 16. Мартынов О. В., Тейх В. А. Гор- лов С. М. — «Сталь», 1971, № 5, с. 414, 415. 17. Гладышев Н. Г., Мартынов О. В., Гор- лов С. М. — В кн.: Непрерывная раз- ливка стали. М., «Металлургия», 1970, с. 222—229. 18. Евтеев Д. TL, Рутес В. С., Ген- кин В. fl. — В кн.: Непрерывная разлив- ка стали. М., «Металлургия», 1970, с. 20—31. 19. Чигринов М. Г., Алявдин В. А.— «Ме- таллург», 1968, № 3, с. 17, 18. 20. Strangfehler I und II Bander, Bleche, Rohre, 1973, S. 329, S. 380. 21. Rose: Stahl und Eisen, 1965, 85, S. 1229— 1240. 22. Gruner, Briiggetnann: Stahl und Eisen, 1951, 71, S. 71—77. 23. Чекмарев А. IL, Тайц H. Ю., Гала- тов H. С. и др. — «Сталь», 1962, № 4, с. 327—330. 24. Спивак Э. И., Бергауз А. Л., Селез- нев Н. П. и др.— «Сталь», 1966, № 12, с. 1139—1144. 25. Шаповалов С. И., Алимов В. И., Лу- цяк В. Г. — «Изв. вуз. Черная метал- лургия», 1975, 5, с. 143—145. 26. Lehnert, Scheer: Neue Hiitte, 1971, 16, H. 6, S. 340—345. 27. Giesser, Zwanzig: Neue Hiitte, 1966, S. 634. 28. Dedek: Hutnik, Praha, 1965, s. 237—243, 445—450. 29. Хотомянский А. Л., Титаренко И. A., Бочаров В. Ф. и др. — «Сталь», 1967, № 7, с. 633—634. 30. Dedek: Hutnik, Praha, 1966, s. 87—91. 31. Stahlrohrherstellung. Leipzig, VEB Deutscher Verlag fiir Grundstoffindust- rie, 1970.
Альбом фотографий дефектов з Зак 227
Томасовский конвертор МартеноВекая печь Конвертор с кислородным дутьем ЗлектровугоВая печь Специальные метоВы ВыплаВки Жидкая сталь *------------?----------------------------------- Непрерывное литье Разливка 6 изложницы Литье Непрерывнолитая Слиток заготовка Исходный сляд Отливки Слиток Непрерывнолитая заготовка Блюминг, сля&инг ._____1________ Сляд I Блюм ;—। I н. Кузнечно-прессовый цех Заготовочный стан Сутунка Заготовка Г1-------------L Поковки Штамповки Чистовая линия прокатки Пресс Чистовая линия прокатки, трубопрокатный стан Толстые листы Тонкие листы Горячекатаная полоса Профили Труды Катанка Прутки Профилирование годной Трубосварочный Г । прокатки Гнутые профили Полосы, тонкие лис~ы цех Труды ПилигримоВый Волочв'ние Обварка стан Труды прутки, спецпрофили, проволока Прутки после обточки Рис. I Упрощенная схема взаимосвязи различных этапов металлургического пооизвоз- ства 94
Рис 4 Рослый слнток («цветная капуста») Рис 2 Слиток с уширением кверху со сме- шенной головной частью Рис о. Втянутая головная часть слитка (схема) Рис. 3. Смещенная головная часть слит ка (схема) Рис. 7. Краевая продольная трещина в сталь- ном слитке (доходит до облоя) Рис 6 Слитки со втянутой головной частью («голенище сапога») Рис 8. Повеохностная поодовьная трещина (схема) Рис 9 Краевая продольная трещина (схе- ма) 5* Зак 227 95
Рис. 10. Слиток с поперечной трещиной, вызванной «зависанием» на гранях Рис. 11. Слиток с уширением кверху, на по- верхности которого виден «пояс» — место раз- дела из-за перехвата струи; по такому «поя- су»—может идти поперечная трещина Рис. 12. Трещина, вызванная остаточ- ными напряжениями (схема) Рис. 13. Трещина в донной части слитка, возникшая нз-за наличия напряжений Рис. 14. Ярко выраженные горячие трещины на поверхности слитка 96
Рис. 15. Плены в слитке Рис. 16. Сильные заливания (наплывы) на реб- рах слитка Рнс. 17. Плены на поверхности слитка Рис. 18. Раковина на стальном слитке спокой- ной стали Рис. 19. Неметаллические включения на по- верхности слитка 97
Рис. 20. Неметаллические включения на по- верхности (разрез) Рис. 21. Сотовые (подкорковые) пузыри в слитке, выявленные (аскрытые) механической обработкой Рис. 22. Сотовые (подкорковые) пузыри в слитке, выявленные (вскрытые) механической обработкой Рнс. 23. Контуры раковин на поперечных разрезах головной, средней н донной частей слитка кипящей стали 98
Рис. 25. Большой нарост на донной части слитка Рис 24. Слнток с поверхностными порами Рис. 27 Сильные углубления из-за зачистки на слитке с уширением кверху Рис 26. Облои по краю донной части слитка, обусловленный плохой установкой изложницы на опорной (нижней) плите дочная раковина, пра- вильное развитие Рис. 29. Глубоко рас- пространяющаяся го- ловная усадочная ра- ковина (надставка за лита не полностью) Рис 32. Вторичная усадочная раковина Рис 31 Осевая уса- дочная раковина 99
Рнс. 30. Развитие усадочной раковины в слябах (поперечное сечение) Рис. 33. Продольная трещина, идущая вдоль ребра непрерывнолнтой заготовки Рис. 34 Продольная трещина на поверхности непрерывнолитой заготовки Рис. 36. Поперечная трещина, идущая по ребру непрерывнолитой заготовки Рис 35. Поперечная трещина на поверхности непрерывнолитой заготовки 100
Рнс. 38. Поперечные пережимы («пояс» заливки) в непрерывнолитои заготовке (схема) Рнс. 39. Непрерывнолитая заготовка с попереч- ным пережимом («поясом» заливки) Рнс. 40. Травленый темплет непрерывнолитой заготовки; видна продольная утяжина; в цент- ре темплета — усадочная полость Рис. 41. Заливины на поверхности иепрерывнолитой заготовки Рис. 42. Заливины на не- прерывнолитои заготовке Рнс. 43. Наплывы на непрерывнолитой заготовке 101
Рис. 44. Большой наплыв на поверхности не- прерывнолитой заготовки Рис. 45. Нерегулярно распределенные брызги на поверхности непрерывнолитои заготовки Рис. 46. Спан на непрерывнолитои заготовке Рис 47 Периодически расположенные спаи на непрерывнолитой заготовке 102
Рис. 48. Неметаллические включения (места скопления шлака) на поверхности непрерывнолитой заготовки Рис. 50. Травленый темп лет кругл он непре- рывнолнтой заготовки; видны газовые пузыри Рис 49. Волнистость на поверхности непрерыв- нолнтой заготовки Рнс 51. Обнаженные огневом зачисткой газовые пузыри в месте «пояса» на непрерывнолитой за- готовке 103
Рнс. 52. Местное охрупчивание, обусловленное скоплением легкоплавких примесей на поверхности непрерывнойитой заготовки Рис. 53. Растрескивание круглой непрерывнолитой заготовки, обусловленное охрупчиванием нз-за скопления легкоплавких примесей Рис. 56. Диагональная трещина в непрерыв- нолитой заготовке Рис 54. Центральная пористость в непрерыв- нолитои заготовке Рис. 55. Диагональная трещина в непрерывно- литой заготовке (схема) 104
Рис. 58. Трещины посередине граней непре- рывнолитон заготовки Рнс 57. Трещины в центре непрерывнолитои заготовки Рнс. 59. Раздутие (разбухание) заготовки (схема, поперечное сечение) Рис. 61. Сильная ромбичность непрерывнолитои за- готовки; видны диагональные и центральные трещины Рис. 60 Раздутие (разбухание) поперечного сечения непрерывнолитой заготовки Рис. 62 Вогнутость непрерывнолитои заготовки (схема, поперечное сеченне) Рис 63 Коробление заготовки (схема) 105
Рис. 64 Дефект на поверхности горячекатаной заготовки, вызванный раскатанным и разорвав- шимся подкорковым пузырем Рис. 66. Раскатанный подкорковый пузырь (поперечное сечение) Рис 65 Раскатанные подкорковые пузыри на поверхности сутунки Рис 67. Раскатанные поверхностные поры 106
Рис 68. Сквозная трещина, возникшая вследствие остаточных напряжений, про- явилась при резке горячекатаной заготовки Рис. 70. Трещина, вызванная остаточными на- пряжениями (поперечное сечение) Рис 69 Трещина на поверхности блюма, возникшая вследствие остаточных напря- жений Рнс. 71 Раскрывшаяся раковина и закат у края горячекатаной заготовки 107
Рис. 72. Поперечные (Y-образные) трещины в блюмах , i I Рис. 73. Поперечные (Y-образные) трещины на заготовке; видно» как поперечная трещина переходит в продольную Рис. 74. Шлифовочные трещины на горячекатаной заготовке 108
Рис. 76. Закат (поперечный шлиф) Рнс. 75. Закат (в средней части); слева на ри- сунке видны продольные дефекты, связанные с раскатыванием подкорковых пузырей Рис. 77. Участок поверхности сутунки, пора- женный пережогом Рнс. 78. Пережог на поверхности сутунки. Х100 6 Зак. 227 109
Рпс. 79 Пережог на кромке сутунки Рнс. 80 Сильное растрескивание (поперечные трещины) на ребре горячекатаной заготовки Рпс. 81. Значительно развитые раковины на поверхности горячекатаной'за готовки 110-
Рис. 82. Значительно развитые раковины, расположенные у ребра горячекатаной заго- товки Рнс 83 Язвины от окалины на горячекатаной злготсвче Рис. 84. Рнскн на поверхности блюма 6* Зак 227 111
Рис. 85. Продольное сечение горячекатаной за- готовки; видна усадочная раковина (причи- на— не полностью удаленная юловная часть слитка) Рис. 86. Горячекатаная заготовка с полостью от усадочной раковины Рис. 88 Грубое (неметаллическое включение в центральной части горячекатаной заготовки 112
Рис 89. Грубое неметаллическое включение в центральной части горячекатаной заготовки Рис 92а Древовидный или шиферный излом в горячекатаной заготовке (справа виден закат) Рис. 90. Флокены в сечении горячекатаной за- готовки (травленый темплет) Рис. 91. Разрушение сердцевины горячекатаной заготовки Рпс. 926. Древовидный или шиферный излом (увеличенный прн съемке участок, рнс. 92а) 113
Рис. 93. Горячекатаная заготовка» имеющая ромбическое сечение Рис. 94 Заготовка с сильной выпуклостью Рис. 96 Сильно искривленная заготовка Рис. 95 Горячекатаная заготовка со "значи- тельным скручиванием 114
Рис. 97. Сутунки С сильной волнистостью Рис. 99. Разорванный (вскрытый) пузырь на * поверхности толстого листа Рис 98. Пузыри (вздутия) на поверхности тол- стил истовой стали Рис 100 Разорванный (вскрытый) пузырь, сильно загрязненный окисламп алюминия Рис 101. Язвины на поверхности тол- столистовой стали 115
Рис. 105. Продольная трещина в толстом листе Рис 102 Язвины; увеличенный при съемке участок, показанный на рис, 101 Рис» 103» Продольные дефекты от сотовых пузырей, расположенные на кромке тол- стого листа Рис. 104. Крупная раковина на поверхности толстого листа Рис. 106 Извилистая трещина на поверхности толстого листа 116
Рис. 107. Сквозная поперечная трещина по се- чению толстого листа Рис. ПО. Сетка трещин, возникших от пере- жога, на поверхности толстого листа Рис 108 Закат в толстом листе Рис. 109 Кромка толстого листа, пораженная пережогом Рис. Ill. Сетка трещин, возникших от пере- жога 117
Рис. 112. Проявление красноломкости на по- верхности толстого листа Рис. 113. Риски на поверхности толстого листа Рнс 114 Вкатанная окалина в толстом листе Рнс 115. Закаты шлака в толстом листе Рис 116. Расслоение в толстом лите i IS
Рис. 117. Расслоение в толстом листе Рис 118 Волнистость на толстом листе Рис 120 Те же трещины, что на рис. 119, по- перечный шлиф Рис 119. Горячекатаный пруток с трещи- нами, образовавшимися вследствие непра- вильной калибровкп Рис 121. Тонкие трещины на поверхности прутка, возникшие вследствие сильного трения s калибрах при горячей прокатке 119
Рнс 122. Стальной пруток с трещинами, воз- никшими в результате проскальзывания в ка- либре. Рис. 125. Трещина, обусловленная сотовыми (подкорковыми) пузырями (см. рис. 124); трав- ление по Обергофферу. Х20 Рнс. 123. Извилистые трещины, идущие от края (ребра) профиля Рис. 124. Темплет после травления с трещи- нами, обусловленными сотовыми (подкорковы- ми) пузырями Рис. 126 Трещина, вознпкшая из-за остаточных напряжений, приведшая к отслоению на по- верхности стального прутка 120
Рис 127 Закат на поверхности горячекатаного прутка Рис. 128. Закат на горячекатаном прутке По- пеоечный шлиф (сталь St52-3). ХЮ Рис. 129. Усы на прутках круглого сечения Рис. 130. Усы на прутках четырехгранного сечения Рис. 131. Раковины на поверхности прутка 121
Рпс 132 Выступы (отпечатки) на поверхности прутка Рис. 133 Вмятины на поверхности прутка Рис. 134. Шероховатая поверхность прутка . 122
Рис. 135 Риски на поверхности горячекатаного прутка Рис 136. Место сильного удара (зар\бка) на поверхности горячекатаного прутка Рис 137 Пруток с повреждением поверхности, полученным при правке 123
Рис. 138. Поверхность прутка с «насечками» Рис. 139 Язвины от окалины на поверхности прутка Рис 140 Пережог прутковой стали 124
Рпс. 141. Пережог прутковой стали 50SiMn7 Рнс. 142. Сечение прутка, представленного на рис 141 Рпс. 143 Крупное неметаллическое включение в поперечном сечении горячекатаного прутка Рпс. 144. Неметаллические включения на образце после ступенчатой обточки 7 Зак 227 125
Рис. 145. Древовидный пли шиферный излом на неравнополочном стальном уголке Рис. 146 Сегрегация газовых пузырей в по- верхностных слоях катанки из стали 9S20 диаметром 8 мм. Х50 (поперечное сечение) Рис 147 Расслоение в полке двутаврового профиля Рис. 148. Раковина усадочного происхождения на разогнутом иеравнополочном уголке 126
Рис. 149. U-образный профиль (швеллер) с де- фектными участками, обусловленными ракови- нами усадочного происхождения Рис. 150. Стальной пруток (травленый попе- речный темплет) с флокенами Рис. 151. Флокены в образцах, испытанных на склонность к синеломкости Рис. 153 Поперечное сечение по месту заката, в прутке, показанном на рис 152. Х20 , Рис 152. Продольные трещины, образовавшиеся из-за закатов 7* Зак 227 127
Рнс. 154. Трещины на поверхности катаной прутковой стали (травленый образец), свя- занные с дефектами калибровки Рнс. 155. Трещина от остаточных напряжений на конце стального прутка, полученного воло- чением Pile 157 Поперечные трещины на поверхности пружинной стальной проволоки Рис. 156. Трещина от остаточных напряжений в пружинной стальной проволоке (шлиф по сечению) Рис 15R Поры на поверхности четырехгоанни- ьа. полученного волочением 128
Рис 159 Изъязвленная поверхность обточенного прутка Рис 160. Крупные отслоения на поверхности волоченого прутка, обнаруженные после волочения и правки Рис 161, Раковины и отслоения иа поверхности катанки из стали МК73 диаметром 6 мм после скручивания 129
Рнс 162 Отслоение в результате разрушения раковины при навивке пружинной стальной проволоки Рис 163. Царапины, возникшие при волочении, на поверхности тянутого прутка Рис. 164. Участки, не подвергшиеся волочению, на поверхности волоченого прутка Рис. 165 Остатки окалины на поверхности волоченого прутка 130
Рис. 166. Волоченый пруток с прокорродиро- вавшей поверхностью Рнс. 168 Глубокие риски от обработки реза- нием, расположенные по всей поверхности прутка Рис 167. Локальные шероховатые риски от об- работки резанием на поверхности обточенного прутка Рис. 169. Спиралеобразные следы деформации на повер.хностн обточенного прутка Рис. 171. Стальной волоченый пруток со сле- да .ми рисок после полирования Рис 170. Повреждения на обточенной поверх- ности прутка из-за неправильного его закреп- ления в зажимных кулачках 131
Рис, 172. Внутренние трещины в холодно- тянутой проволоке Рнс. 173. Поперечные трещины в центральной части четырехгранного профиля, полученного волочением Рис 174. Поперечное сечение прутковой стали со значительным отклонением от круга (оваль- ность) Рис 175 U-образный профиль (швеллер), не полностью сформированный при прокатке (втянутая полка) Рис. 177. Не полностью сформированный фа- соннын профиль Рис 176. Рельс S10, не полностью сформиро- ванный при прокатке (односторонняя вытяжка подошвы рельса и заусенец) 132
Рис. 178. Сотовые (подкорковые) пузыри в об- разце, вышедшие на поверхность в результате деформации при испытании на осадку Рис. 179. Трещина, обусловленная вышедшими иа поверхность сотовыми (подкорковыми) пу- зырями (поперечный темплет участка, показан- ного на рис. 178). Х20 Рис 180 Продольная трещина на поковке вала Рис 181 Трещина, возникшая от остаточных напряжений на цапфе эксцентрикового вала из стали С45 Рнс. 182 Продольная трещина на кованой заготовке 133
Рнс. 183. Шлифовочные трещины на кованой заготовке Рнс. 184. Складки на поковке вала Рис. 185 Складки при ковке (поперечный шлиф) Х20 Ряс. 186. Раковина на поковке вала 134
Рис. 187. Разрывы, возникшие при ковке слитка Рнс 188 Сильное растрескивание, возникшее при ковке слитка Рис. 190. Крупные неметаллические включения, обнаруженные на поверхности коленчатого ва- ла после грубой (предварительной) обточки Рис 189 Окалина, сильно вдавленная в по- верхность поковки, полученной свободной ков- кой 135
Рис. 191. Крупные неметаллические включения, выявленные при обработке Рис. 192. Полость от усадочной раковины (сохранившаяся в поковке) Рис. 193 Травленый темплет, на котором вид- ны флокены Рнс 194. Флокены, обнаруженные в изломах образцов, испытанных на синеломкость 136
Рис 195 Трещины, обусловленные ликвацнен Рис 196 Разрушение по осевой зоне при ковке Рнс. 197 Трещины связанные с сегрегацией газовых пузырей в раскрывшиеся при ковке Рис. 199. Темные полосы на обработанной по- ковке вала Рис 198 Темплет поковки, на сегрегация газовых пузырей котором видна 137
Рис. 200. Сильные вмятины на поковке, полученной свободной ковкой Рис. 201. Участок поверхности поковки с вмя- тинами, представленными на рнс. 200 Рис. 202. Скручивание поковки, полученной свободной ковкой 138
Рнс 204. Ромбичность (схема) Тре- буемое поперечное сечение показано пунктиром Рнс. 203 Смещение на поковке, полученной свободной ковкой Рис. 206 Трещины на штамповке, обусловлен- ные сотовыми (подкорковыми) пузырями (два удара молотом) Рнс. 205. Ромбичность поковки, полученной свободной ковкой Рнс. 207. Трещины, обусловленные сотовыми (подкорковыми) пузырями 139
Рис. 208 Трещины на штамповке, обусловлен- ные сотовыми (подкорковыми) пузырями (штамповка с облоем) Рис. 209 Участок поверхности штамповки с трещинами, обусловленными сотовыми (под- корковыми) пузырями Рис. 210 Трещина от остаточных напряжений, обнаруженная при резке штамповки Рис 211. Трещина, возникающая прн резке за- готовки Рнс 212 Складчатость в штамповке Рис. 213. Трещпна в месте перехода сечения (складчатость) 140
Рис. 214. Заков Рпс 215 Увеличенный внешний вид закова, представленного на рпс 214 Рис 216. Пережог на штамповке 8 Зак 227 141
Рис 217 Увеличенный внешний вид пережога, представленного на рис. 216 Рис 218. Язвины от окалины, выявленные пос- ле пескоструйной очистки Рис. 219 Язвины от окалины Рнс. 220. Необработанные участки на поверх- ности штамповки после механической обра- ботки Рис 221. Необработанные участки на поверхности штамповки после механической обработки 142
Рис. 223. Усадочная раковина в полуфабри- кате Рнс. 222. Грубое неметаллическое включение на поверхности обработанной поковки тарель- чатого колеса пз стали 16МпСг5 Рис 224. Древовидный или шиферный излом (справа •— закат) Рнс. 225. Участки излома, изображенного на рис. >224 Рис. 226. Трещина на штампованном гаечном ключе, обусловленная расслоением в исходной за- готовке 8* Зак. 227 143
Рнс. 227. Недостаточно выполненная штамповка вследствне неправильного проведения дефор- мации Рнс. 228 Недостаточно выполненная штампов- ка вследствие использования заготовки малого размера Рис 229 Недостаточное удаление окалины с заготовки ведет к образованию дефекта «не- достаточно выполненная штамповка» 144
Рис. 231 Недостаточно выполненная штампов- ка вследствие слишком сильных первых уда- ров Рнс. 230. Недостаточно выполненная штам- повка вследствие неправильной (косой) уста- новки заготовки в штампе Рис. 232 Штамповки с дефектами, обусловленными неправильным удалением облоя Рис. 233 Смещение иа штамповке Рнс. 234. Штамповка, искривленная вследствие коробления 145
I__________________L 0 5 _J_____________I____________I____________L_ 10 15 20 25 СгЯе^жоние цементита, %(no массе) To 35 Рис. 235. Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов с указанием температурных интерва- лов основных видов термической обработки Время Рис 236 Кривые охлаждения и нагрева чистого железа 146
Рнс. 237. Поверхностное обезуглероживание горячекатаного прямоугольного прутка (попе- речный шлиф) Рис 238. Обезуглероженная поверхностная зона в подшипниковой стали (поперечный шлиф).XI00 Рис. 239 Распространение обезуглероживания по сечению горячекатаной стальной полосы ХЮ Рпс 240. Обезуглероживание поверхности тру- бы из подшипниковой стали Рис 241. Структура после неполного отжига, отвечающая требованиям технических условий (полная сфероидизация цементита). Х500 Уменьшение при печати 3А Рнс. 242. Недостаточный отжиг (неполная сфе- роидизация цементита). Х500. Уменьшение при печати 3А 147
Рнс. 244. Крупнозернистость в прутковом ма- териале Рис. 243. Сильно развитая сетка вторичного цементита. Х500. Уменьшение при печати % Рис 245. Крупнозернистая структура после нормализации (слишком длительная выдержка при нагреве) XI0U Рис 246 Мелкозернистая структура после нормализации. XI00 Рис 247 Крупное зерно, образовавшееся в стали, ковка которой была закончена при слишком высокой температуре. ХЮО' Рнс. 248. Мелкозернистая структура (низкая температура конца ковки). ХЮО 148
Рис 249 Пятнистость Рис. 250. «Черный излом» Рис 251. Карбидная строчечность в подшип- никовой стали Рнс. 252. Разрушение по границам бывших аустенитных зерен в поковке переднего мос- та; ковка проводилась при слишком высокой температуре, сталь 27MnSi. ХЮ 149
Рис. 253. Окисли по границам бывших аусте- нитных зерен. Х400 Рис 254 Структура с излишне высокой долей структурно свободного феррита после патен- тирования. ХЮО Рнс 255. Требуемая структура после патенти- рования — тонкий сорбит. ХЮО Рнс 256 Микроструктура кислотостойкого слоя (нанесенного на поверхность плакированного толстого листа) с недопустимой межкристал- литной коррозией (0,2 мм) ХЮО Рис. 257. Внд образца, не выдержавшего ис- пытания на межкристаллитную коррозию; дан- ная сталь обнаруживает сильную склонность к межкристаллитной коррозии Рис 258. Внд образца, выдержавшего испы- тания на межкристаллитную коррозию; сталь данного состава оказалась стойкой против межкристаллитной коррозии •150
Рнс 259. U-образнын облегченный стальной профиль с заусенцами от резки Рнс 260. Дефект, возникший из-за непра- вильного удаления облоя на штамповке Рис. 26Г. Нёправнльное складирование уголковон стали Рис. 262 Правильное складирование уголковой стали 151
Рис. 263. Язвины и поры Рис. 264 Пузыри после слишком сильного травления полосы или тонкого листа Рис. 265. Раковина на поверхности Рнс. 266 Бороздка чешуек и отслоения Рис. 267 Кромка с надрывами (продольная сторона тонкого листа) Рис. 268. Тонкий лист с надрывами по кромке 152
Рис 269 Горячекатаная стальная полоса с пе- режогом по кромке Рис 270. Отпечаток от валка иа поверхности Рис 271 Шероховатая поверхность вследствие выработки чистовых валков Рис 272. Поверхность с отдельными язвинами и порами Рнс 273 Язвины и поры по всей поверхности Рнс 274. Поры по всей поверхности 153
Рис. 275. Раковина на поверхности Рис. 276. Отслоения на поверхности Рис. 278 Бороздка чешуек на поверхности Рис 277 Длинная вытянутая чешуйка, сня- тая с поверхности холоднокатаной полосы Рис 279 Отдельные пузыри и скопления пу- зырей на поверхности Рис 280 Поперечный шлиф (по сечению) пу- зыря, изображенного на рис. 279 154
Рис 281. Пузыри по всей поверхности Рнс 282 Надрывы на поверхности вследствие слипання Рис 283 Складки (фалды) Рис 284 Фигуры текучести на разрушенном образце Рис 285. Отпечатки от моталки Рис 286 Цвета побежалости н окалнна от на- грева 155
Рис. 288 Отпечаток в виде «хвоста» Г «елоч- ка») Рнс. 287. Остатки эмульсин на поверхности Рис. 289 Рябь на поверхности Рис 290 Холоднокатаная стальная полоса с рифлением Рнс. 291. Отпечатки на поверхности полосы нли листа из-за неправильной дробеструйной обработки валков; расположены вдоль направ- ления прокатки Рнс 292 Отпечаток, расположенный парал- лельно продольной кромке полосы нли листа 156
Рнс. 293. «Узоры» дрессировки Рис 294. Складки перек направления динной волнистости дрессировки, идущие прокатки,—следствие по- сре- Рпс. 295. Трещины и разрывы Рис. 296 Риски Рис. 297. Царапины 9 Зак 227 157
Рис 298 Отпечатки Рис 299 Закаты Рис. 300. Крупное расслоение в полосе Рис. 301 Крупное расслоение в полосе Рнс. 302. Расслоение посередине листа 158
Рис. 305. Грубые неметаллические включения на поверхности полосы Рпс. 303. Неметаллические включения на по- верхности листа дина мной стали Рис. 306 Изогнутые края рулона горячеката- ной полосы Рнс. 304 Неметаллические включения (строч- ки шлаковых частиц) в стальной полосе Рис. 30/. Горячекатаная полоса с отклонением от прямой (саблевидная форма) 9А Зак 227 159
Рис. 309. Общая волнистость Рис, 310. Утолщение и утонение концов листа 160
Рис. 311. Овальность Рис. 312. Раковины в зоне гиба, вытянутые в продольном направлении Рис. 313. Изогнутый фасонный профиль с продольной трещиной (поперечное сечение) Рпс. 314. Уголковый профиль с отпечатками на поверхности Рнс. 315. Поперечный шов на холоднодеформнроваином уголко- вом профиле Рис. 316. Поперечное сечение холоднодефор- мированиого фасонного профиля с расслоени- ем Рис. 317. Отклонение формы колпакообразно- го профиля 161
Рис. 318 Поперечное сече- ние равнополочного уголка с отклонением от прямого угла (схема) Рнс 319. Поперечное сече- ние U-образного профиля (h—b) с различными радиу- сами закруглений Рис 320 Поперечное сечение уголкового профиля с раз- личной шириной полки (схе- ма) Рис. 321. Скручивание U-обрачного профиля (схема) Рнс. 322 Косой рез U-образного профиля Рнс. 323. U-образный профиль с серповидностыо Рис. 324. «Шов прокатки» (лампас), попереч- ное сечение Рис. 325. Односторонний «шов прокатки» (лампас) 162
Рнс. 326 Отпечатки па внутренней поверхности трубной заготовки из высоколегированной стали X8CrNiTil8 10, образовавшиеся от прилипших к оправке частиц металла; поперечно-винтовая про- катка i' Рис. 328. Риски на наружной поверхности трубы Рис 327. Отпечатки на наружной поверхности стальной трубы, вызванные прилипшими к , валкам частицами металла Рис 329 Риски на внутренней поверхности трубы Рис 330. Канавки на внутренней поверхности трубной заготовки 163
Рнс. 331. Канавки на наружной поверхности Рис. 332. Поврежденная внутренняя поверх- ность после обкатки. Канавки на внутренней поверхности трубной заготовки могут приво- дить при дальнейшем процессе прокатки к повреждениям внутренней поверхности сталь- ной трубы Рис. 333. Царапины на стальной трубе, обра- зовавшиеся на транспортном рольганге Рнс. 335. Микроструктура заката (см. рнс 334) Рнс. 334. Закат на трубной заготовке размером 122X8 мы 164
Рис. 336. Закат (в виде отслоения) на стальной трубе Рис. 338. Раковины на трубы как следствие (подкорковых) пузырей внешней, поверхности разорванных сотовых Рис. 337. Закат, обусловленный заворотом ме- талла (слишком большой наружный диаметр трубы) Рнс. 339. Продольная трещина на круглом профиле (может привести к образованию раковин на поверхности) 165
Рис 340. Раковины на наружной поверхности трубной заготовки после поперечно-винтовой прокатки Рис 341. Раковины на внутренней поверхно- сти Рис. 342 Шлиф по раковинам (внутренняя поверхность, показанная на рнс 341), обус- ловленных сильном строчечностыо неметалли- ческих включений Рнс. 343. Участок трубном заготовки (сталь St45b) с раковинами на внутренней поверхно- сти (увеличено), обусловленными грубыми не- металлическими включениями (А12Оз) Рнс. 344. Шлиф участка, показанного на рпс. 343, с грубыми строчками включении в облас- ти раковины на внутренней поверхности 166
Рнс. 345 Оправка для поперечно-винтовой прокатки с прилипшими частицами металла, что приводит к повреждению внутренней поверхности трубной заготовки (возможно образование раковин) Рис. 346. Отслоения на внутренней поверхности трубы Рис. 347. Отверстие, образовавшееся при прошивке; преждевременное разрушение заготовки перед оправкой (неправильная установка оправки — расположена слишком далеко сзади), что приводит к образованию раковин на внутренней поверхности
Рнс. 348. Участок с сильными рисками на внутренней поверхности, обусловленными из- носом оправки на стане Эрхарда; при даль- нейшем процессе получения труб (на швед- ских станах) такие риски могут привести к раковинам Рнс. 349. Разрушенная трубная заготовка из высоколегированной стали X8CrNiTil8.10; при- чина — слишком высокая температура при прошивке Рис. 350 Спиралеобразные трещины на наружной поверхности трубной заготовки, обусловленные со- товыми (подкорковыми) пузырями (поперечно-винтовая прокатка) Рис. 351. Трубная заготовка с большими разрывами, обусловленными слишком низкой тем- пературой заготовки прн прошивке 168
Рис. 352. Продольная трещина, обусловленная глубокими рисками от прокатки (обкатной прокатный стан) Рис. 353. Продольные трещины на конце трубы (неправильная настройка обкатного стана) Рис. 354. Труба с дефектами металла (на внешней поверхности — раковины, по которым произошло разрушение при редукционно-растяжной прокатке) Рнс. 355 Разрыв трубы; металл без дефектов, редукционно-растяжная прокатка 169
Рис. 356. Разрез трубы с разрывами Рис. 358. Трещины от остаточных напряжений в трубе из подшипниковой стали Рнс. 357. Стальная труба, разорванная и сме- щенная в редукционном стане рис. 359. Разрушение поперечного сечения трубы из высоколегированной стали 170
Рнс 360. Пережог поверхности трубной за- готовки Рнс 361 Микроструктура поверхности труд- ном заготовки с пережогом, показанной на рис. 360 Рнс 362 Поры от травления Рис. 36*1 Отпечаток на внутренней поверхно- сти холоднокатаной трубы (закат стружки) Рнс 363. Микроструктура участка, показанно- го на рис. 362, поры от травления обусловлены плохой промывкой и нейтрализацией поверх- ности после травления 171
Рис. 365 Поперечный шлиф с отпечатком на внутренней поверхности трубы Рпс 366 Риски от волочения на наружной и внутренней поверхностях холоднотянутой тру- бы из высоколегированной стали X8CrNiTi 18.10 (размер 54X2.5 мм) Рнс. 367. Риски от волочения на внутренней поверхности холоднотянутой трубы из стали St35hb-2 Рнс 368. Рябь на поверхности трубы, полученной волочением 172
Рис. 369. Закат на трубе, полученной пн.ти- гримовои прокаткой (размер 30X2 мм) Рис 370. Закат на трубе, полученной пили- гримовой прокаткой (поперечное сечение) Рис. 371. Раковины на наружной поверхности трубы, полученной пилигримовой прокаткой Рнс. 372. Раковины на внутренней поверхности трубы, полученной пилигримовой прокаткой (размер 25X2 мм) 10 Зак. 227 173
Рис. 373. Сошлифованные участки на трубе нз подшипниковой стали, полученной пилигримовой про- каткой Рис. 374. Микроструктура участка трубы, представленной на рис. 373, с отпечатками от измерения мнкротвердостн, указывающими на локальное повышение твердости у поверхности трубы из подшипниковой стали Рис. 375. Продольные трещины на холоднотя- нутой трубе Рис. 376. Концы трубы из подшипниковой ста- ли, разрушенные в продольном направлении вследствие сильного различия в структуре, об- разовавшегося из-за неправильно проведенного отжига (высокие напряжения) 174
Рис. 377. Наружная поверхность трубы из подшипниковой стали, полученной пилнгрн- мовой прокаткой, с поперечными трещинами, обусловленными обезуглероживанием поверх- ности Рис. 378. Крупные поперечные трещины в тру- бе из подшипниковой стали, полученной пилн- грнмовои прокаткой, обусловленные слишком большим уменьшением площади поперечного сечения Рис. 379. Поверхность прессованной трубной заготовки с поперечными тре- щинами (сталь X8CrNiTil8.10) Рис. 380. Микроструктура участка, показанно- го на рис. 377 Рис 381. Поперечная трещина на продольном шлифе 10* Зак 227 175
Рнс. 382. Поперечные трещины на поверхности трубы, полученной пилпгримовой прокаткой (сталь X8CrNiTil8.10, исходный материал — прессованная трубная заготовка) Рнс. 383. Науглероженняя пои отжиге (из-за остатков смазки) внутренняя поверхность тру- бы из стали X8CrNiTiI8.10 Рис 384. Образец после испытания на меж- кристаллитную коррозию; вырезан по внут- ренней поверхности трубы из науглероженной стали XSCrNiTilS.IO. см. рнс. 383; видно силь- ное межкристаллитное растравливание Рнс. 385. Микроструктура трубы с межкрис- таллитной коррозией. Отчетливо видно рас- травливание границ зерен (разрушение границ зереи) Рнс. 386. Трещины от остаточных напряжений на трубе из подшипниковой стали, полученной пилпгримовой прокаткой 176
Рнс. 387. Трещины от остаточных напряжений, выявившиеся прн обточке трубы из подшипниковой стали, полученной пилигримовой прокаткой Рис. 388 Шлиц (несваренная труба) Рис. 390. Плохо проварившиеся и полностью не проварившиеся участки сварного шва Рис. 389. Поперечное сечение трубы со шли- цем Рис. 391 Непровар 177
Рнс. 392. Сварной шов с непроваром Рис. 393. Поперечное сеченне сварного шва со смещением Рис. 394 Поперечное сечение сварного шва со смещением после волочения на оправке Рис. 395. Трещина в сварном шве Рис. 396. Конец прямошовной трубы с попе- речным сварным швом Рнс. 397. Проплавление возле зачищенного сварного шва 178
Рпс 398. Остатки окалины на поверхности прямошовнои трубы Рис. 399. Поры и язвины на поверхности пря- мошовной трубы Рпс 400 Поры и язвины на трубе, отожжен- ной с остатками смазки от волочения Рнс. 401. Отпечатки профилирования на по- верхности прямошовнои трубы Рпс 402 Линии и складки текучести на поверхности трубы 179
Рис. 403. Отпечатки правки Рис. 405. Неровности на поверхности сварного шва Рис. 404. Кольцеватость иа поверхности пря- мошовной трубы Рнс. 406. Царапины от волочения на поверх- сти прямошовной трубы Рис. 407. Поперечное сечение прямошовной трубы с царапинами на внешней и внутренней поверхностях Рис. 408 Расслоение в котельной трубе из ле- гированной стали 13СгМо4.4, обусловленное крупным силикатным включением 180
Рис. 409 Расслоение в трубной заготовке из подшипниковой стали ЮОСгб как следствие слишком высокой температуры при прошивке Рис 410. Расслоение по поперечному сече- нию в прямошовной холоднодеформпрован- ной трубе Рис. 411.. Увеличенный участок сварной холод- нодеформированной стальной трубы с рассло- ением Рис. 41S. Большие скопления неметаллических включений (АЪОз) в трубной заготовке после поперечно-винтовой прокатки (сталь St36hb-2) Рис. 413. Неметаллические включения в попе- речном сеченин прямошовной холоднодеформй- рованной трубы Рис. 414. Ярко выраженное образование гра ней (сталь St52-3) 181
Рис. 415. сечение) Рис. 416 Труба со складчатостью (наружная поверхность трубы, изображенной на рис. 415) Труба со складчатостью (поперечное Рис. 417 Смещение отверстия у трубной заготовки и трубы, полученной нз квадратной заго- товки (горячая деформация) Рнс 418. Необработанные места на подшип- никовом кольце из-за овальности трубы, пре- вышающей допустимую Рис 419. Овальность прямошовной стальной трубы 182
Рис. 420 Уменьшение поперечного сечения у продольного шва из-за слишком глубокой за- чистки Рис. 421. Увеличение поперечного сечения у продольного сварного шва из-за неполной за- чистки шва Рис 422 Значительная волнистость холоднотянутой трубы Рнс. 423 Заусенцы от резки на холодноката- ной полосе Рнс. 424. U-образный профиль с заусенцами от резки 183
Рнс 425. Заусенец на прямошовной трубе от резки на пиле Рнс. 426. Плохо связанный рулон стальной по- лосы из-за слишком малого натяжения при смотке Рис. 427. Слишком «рыхлая» упаковка сталь- ных фасонных профилей Рнс 428. Плохо связанные трубы, сильно раз- личающиеся по длине Рис. 430. Правильное штабелирование фасон- ных профилей Рнс. 429. Плохое штабелирование пакетов лис- тов 184
Рис. 431. Обезуглероживание поверхности тру- бы из подшипниковой стали Рис. 432. Структура участка трубы, предст ленной на рнс. 431 Рис. 433. Обезуглероживание поверхности от кромок к середине полосы (горячекатаная стальная полоса) Рис. 434. Структура после неполного отжига (сфероидизация цементита) Рис. 435. Структура после неполного отжига (неполная сфероидизация цементита) Рнс. 436. Структура горячекатаной трубы из подшипниковой стали (неполная сфероидиза- ция цементита) 185
Рнс. 437. Сильно выраженная карбидная сетка в подшипниковой стали после горячей дефор- мации Рис 438 Карбидная сетка в подшипниковой стали после неполного отжига Рис. 439. Сильная карбидная строчечность в подшипниковой стали Рнс. 440. Крупнозернистая структура после нормализации (перегрев) Рис. 441. Мелкозернистая структура после нор- мализации Рис. 442 Крупное зерно в некоторых участках из-за различных условий дейюрыацин прн по- лучении горячекатаной полосы 186
Рис. 443. Шероховатая поверхность («апельсиновая корка») стальной трубы но проведенной нормализации (крупное зерно) вследствие неправиль- Рис. 444. Структура перегрева в горячекатаной полосе Рнс. 445. Ярко выраженное различие в струк- туре кромок и середины стальной полосы (после глубокой вытяжки)
Атлас дефектов стали ИБ№ 1753 Редактор издательства Л. М Гордон Художественный редактор Г. А. Ж е г и н Технический редактор Е. Б. В а й н in т е 11 и Корректоры Ф. Б. Ц а л к и н а и ЕВ Якиманская Переплет художника А И. Ш а в а р д а Сдано в набор 03.04.79 Формат бумаги 70X108Vie Бумага типографская Xs 2 Подписано в печать 02.08 79 (атлас — бумага мелованная) Гарнитура литературная. Печать высокая Усл. печ. л. 16.45 (в т. ч. атлас 8,4) Уч.-нзд. л. 18,19 (в т. > Тираж 13 000 экз. Заказ 227 Цена 1 р. 60 к. ч. атлас 6,87) Изд. № 0191 Издательство «Металлурия», 119034, Москва, Г-34, 2-и Обыденский пер., д. 14 Подольский филиал ПО «Периодика» Союзполнграфпрома при Государственном комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли г. Подольск, ул. Кирова, д. 25