各类金属材料常见缺陷与对策
一、高温合金锻件常见的缺陷与对策
（一）概述
高温合金主要用于制造燃气涡轮发动机的重要零件，如涡轮叶片、涡轮盘、承力环、火焰筒安装座等。此类零件不仅要求具有很高的高温性能和良好的疲劳性能，而且要求具有抗氧化、抗腐蚀性能和一定的塑性。
变形高温合金可分为铁基、镍基和钴基合金三类，这里主要介绍前两类。
我国常用的合金牌号有GH30、GH32、GH33、GH34、GH36、GH37、GH43、GH49、GH130、GH135、GH140和GH220等。其中GH34、GH36、GH130、GH135、GH140是铁基高温合金，其余的是镍基高温合金。在这些高温合金中含有大量的Cr、Ni、Ti、Al、W、Mo、V、Co、Nb、B、Ce等合金元素。就铁基高温合金来说，加人较多的Cr是为保证合金在高温下的抗氧化能力；加人较多的镍，一方面是为保证得到奥氏体基体，另一方面是与钛、铝生成合金的主要强化相Ni3（Ti、Al），还有一个方面是镍和铬配合使用能够提高合金的抗氧化能力；加人高熔点的金属元素如W、Mo、V、Co等来提高合金的再结晶温度；加入W、MO、V、Nb等强烈的碳化物形成元素和合金中微量的碳作用，生成高度分散的高熔点的碳化物粒它们主要分布在晶界处，是强化相；加入硼是为了生成硼和金属元素间的硼化物，硼化物分布在晶界处，是强化晶界的主要强化相；铈的加入是为了进一步清除液态合金中的杂质元素，因而使合金晶界处得到净化，有较紧密的结合，有较高的强度。
我国高温合金特别是镍基耐热合金的冶炼方法主要是电弧炉、电弧炉+真空自耗、电弧炉+电渣重熔。为了提高合金的纯度以提高合金的性能，往往采用电弧炉+真空自耗。但该种冶炼方法往往由于杂质少，易出现粗晶缺陷。
耐热合金铸锭中存在的冶金缺陷较多，例如铸锭中柱状组织较为发达，存在显微疏松和枝状疏松以及各种宏观及微观不均匀组织，致使铸态合金的性能较低，经过热塑性变形后合金的性能有较大提高，随总变形程度增大，高温合金纵向纤维试样的力学性能，也和普通结构钢一样有规律地提高，但其横向试样的力学性能不像结构钢那样剧烈下降，而是变化较小。这是由于：具有均匀固溶体的单相高温合金，在变形及随后的再结晶所获得的晶体位向与主变形方向仅有较小的重合，这就减小了纤维纵向和横向力学性能之间的差别。而结构钢通常具有多相组织，在塑性变形过程中所获得的纵向上的方向性组织在再结晶后仍部分地保留下来，加之结构钢的杂质较多，它们沿纵向被拉长，这就使得其纵向和横向性能间的差别较大。
为了获得较高的力学性能，高温合金的总压缩比通常控制在4～10范围内。
晶粒尺寸对高温合金的性能有较大影响，从室温力学性能的角度看，晶粒愈细愈好。例如GH135合金，当晶粒度从4～6级细化到7～9级时，室温疲劳强度从290MPa提高到400MPa，但从高温性能角度看，晶粒适当粗些可使晶界总面积减少，有利于提高合金的持久强度。对于高温合金来说，晶粒大小不均匀是最有害的，它将使持久强度和抗蠕变强度显著降低。因此，综合晶粒度对室温和高温性能的影响，取均匀适中晶粒为宜。
高温合金锻件晶粒的最终尺寸除与固溶温度等有关外，还与固溶前锻件的组织状态有很大关系。如果锻后是未再结晶的组织．而且处于临界变形程度时，固溶处理后将形成粗大晶粒；如果锻后是完全再
结晶组织，固溶处理后一般可以获得较细较均匀的晶粒；如果锻后是不完全再结晶组织，固溶处理后晶粒将是大小不均匀的。锻件的组织状态取决于锻造温度和变形程度，应注意控制。
高温合金的锻造特点是：
1.塑性低
高温合金由于合金化程度很高，具有组织的多相性且相成分复杂，因此，工艺塑性较低。特别是在高温下，当含有s、Ph、Sn等杂质元素时，往往削弱了晶粒间的结合力而引起塑性降低。
高温合金一般用强化元素铝、钛的总含量来判断塑性高低，当总含量≥6％（质量分数）时，塑性将很低。镍基高温合金的工艺塑性比铁基高温合金低。高温合金的工艺塑性对变形速度和应力状态很敏感。有些合金铸锭和中间坯料需采用低速变形和包套镦粗，包套轧制，甚至包套挤压才能成形。
2.变形抗力大
由于高温合金成分复杂，再结晶温度高，再结晶速度慢，在变形温度下具有较高的变形抗力和硬化倾向。变形抗力一般为普通结构钢的4～7倍。
3.锻造温度范围窄
高温合金与碳钢相比，熔点低，加热温度过高容易引起过热、过烧。若停锻温度过低，则塑性低、变形抗力大，且易产生冷热混合变形导致锻件产生不均匀粗晶。因此，高温合金锻造温度范围很窄，一般才200℃左右。而镍基耐热合金的锻造温度范围更窄，多数在100～150℃，有的甚至小于100℃。
4.导热性差
高温合金低温的热导率较碳钢低得多，所以，一般在700～800℃范围需缓慢预热，否则会引起很大的温度应力，使加热金属处于脆性状态。
（二）锻造过程中常见的缺陷与对策
高温合金锻件，除了因原材料冶金质量不良引起的非金属夹杂、异金属夹杂、带状组织。分层、碳化物堆积、点状偏析、残留缩孔和疏松等缺陷外，由于锻造工艺不当经常出现的缺陷有下面几种：
1.粗晶
粗晶是指在锻件中存在有晶粒粗大或晶粒大小不均匀的组织。它是高温合金锻件中最常见M一种缺陷。粗晶使材料的疲劳和持久性能明显下降。涡轮叶片、涡轮盘等重要零件，对粗晶均有严格要求。粗晶产生的主要原因有：变形温度低于或接近于合金再结晶温度；加热温度过高，变形程度小（处于临界变形程度范围内）或变形不均匀，以及合金成分控制不当等。具体介绍如下。
锻造加热温度过高或原始晶粒过大，锻造时变形分布不均匀或变形小的部分落人临界变形范围；或锻造温度过低，形成冷热混合变形，固溶处理后在锻件体内将产生晶粒大小不均匀。防止的对策是控制好加热和锻造温度；改善坯料形状，使模锻时各断面变形尽量均匀一致；以及采用原始晶粒度小的坯料等。
锻造时如表层金属变形程度小，落人临界变形范围或终锻时锻件表面温度低于合金的再结晶温度，留下加工硬化痕迹，固溶处理后将产生表面粗大晶粒。防止的对策是将模具预热温度提高到350℃，操作工具预热至150℃，采用效果良好的润滑剂，加快操作，防止闷模使金属表面温度急剧下降，最好整个模锻操作时间不超过10s。
在其它条件正常的情况下如固溶温度过高将产生锻件整体粗晶。
当合金中存在钛氨化合物、硼氮化合物等，形成偏析时，这些化合物偏析都阻碍晶粒长大，因此，锻件中有这类偏析的部分，具有细小的晶粒和较高的硬度，没有这类偏析的部分，晶粒则比较粗大，导致在锻件内形成大小不均匀的晶粒。
GH88合金增压器叶片锻造时，当锻造加热为1070℃，30min和1180℃，45min，以及锻造中不涂润
滑剂时，经正常热处理（1180℃，lh水淬十800℃，16h时效）后的叶片锻件皆出现不同程度的粗晶（见图片5-13～16）。该叶片的原坯料为均匀细小的晶粒组织（见图片5-17）。当锻造加热为1070℃，30min 时，叶片的表层温度低，发生了不均匀变形，表层金属处于临界变形程度范围内，热处理后导致叶片产生粗晶。而当锻造加热为1180℃，45min时，由于临界变形，处于叶背的表层金属在高温下发生了聚集再结晶，因此形成了粗晶。当叶片模锻时不涂润滑剂，由于表层摩擦力大，使叶片发生了不均匀变形，在叶身内必然有某一部位处于临界变形，导致出现粗晶。当选用适宜的加热规范（1130℃，30min）和改善润滑条件后，叶片基本上不再出现粗晶，其低倍组织及高信组织见图片5-18～19。
图片5-13 1070℃，30min加热模锻的叶片低倍组织（叶脊及叶盆处晶粒粗大）
图片5-14 1180℃，45min加热模锻叶片叶身中部的晶粒情况100×
图片5-15 1180℃，45min加热模锻叶片背粗大晶粒100×
图片5-16 不涂润滑剂模锻叶片叶身粗晶情况
图片5-17 GH88合金原棒材均匀细小的晶粒组织400×
图片5-18 1130℃/30min加热模锻的叶片的低倍组织（粗晶基本消除）
图片5-19 1130℃/30min加热模锻的叶片叶身的粗晶情况100×
介绍了GH49合金锻造叶片的临界变形粗晶，该例分析认为该合金临界变形粗晶的形成机制是由少数原有晶粒的直接长大而形成的，晶粒直接长大的最初驱动力是晶界两侧的畸变能差。解决该临界变形粗晶的措施主要是：增大终锻时的变形程度；终锻后将叶片立即放人与锻造温度相同的退火炉内保温10min，以使畸变能尽可能地释放；另外，选用合适的变形温度和改善润滑条件。
为避免高温合金锻件产生粗晶，生产中还应注意如下问题：
1）高温合金锻件的粗晶，与原材料及锻造工艺过程中各个环节（包括加热、变形、模具、润滑、操作等）均有关系。因此，为保证锻件质量稳定，工艺编制要详细、正确，执行工艺要严格、准确。高温合金的重要锻件，即使小量生产，也应采用模锻。
2）不同牌号高温合金的再结晶特性有所不同。例如，多数高温合金的临界变形程度为3%～5%，而GH135合金为4%～6%，锻造时应使各处变形程度超过上述数值。
3）不同冶炼方法、不同炉号的同牌号高温合金，由于化学成分的实际含量有差别，因此实际再结晶温度和聚集再结晶温度常常是不一样的。强碳化物和金属间化合物的形成元素碳、铝、钛等的影响更为明显。例如，生产和试验证明：不同冶炼方法、不同炉号的GH33合金，其适宜的最高加热温度在1070～1140℃之间变化。因此应根据各批材料的情况采用具体的有效措施。
2.裂纹
高温合金由于塑性差，锻造时经常出现各种裂纹。尤其是铸锭，由于具有粗大的柱状晶，锻造时更易开裂。产生裂纹的原因主要有：
1）有害杂质含量多，铅、秘、锡、锑、砷、硫等都是高温合金中的有害杂质，这些元素的熔点低，在合金中分布于晶界上，降低了合金的塑性；
2）合金中某些元素（例如，GH37中的硅、硼及GH132、GH135中的硼）含量偏高，它们在合金中形成脆性化合物，并沿晶界分布，使合金的塑性降低；
3）铸锭表面和内部的质量差，或棒材中存在某些冶金缺陷（例如，夹杂物、分层、缩孔残留、疏松、点状偏析、碳化物堆积等），锻造时引起开裂；
4）在火焰炉中加热时，燃料和炉气中含硫量过高，硫与镍作用后形成低熔点共晶体，沿晶界分布，降低了合金的塑性；
5）装炉温度过高，升温速度过快，尤其在加热铸锭和断面尺寸大的坯料时，由于合金导热性差，温度应力大，易引起炸裂；
6）加热温度过高或变形温度过低；
7）变形程度过大或变形速度过快；
8）变形工艺不当，存在较大的拉应力和附加拉应力。
为防止产生裂纹，应当采取如下对策：
1）对原材料应按标准进行检查，要严格控制有害元素的含量。某些有害元素（例如硼）过多时，可适当降低锻造加热温度；
2）铸锭需经扒皮或砂轮清理后，才能加热锻造；
3）加热时应控制装炉温度和升温速度；
4）在火焰炉中加热时应避免燃料中含硫量过高。同时，也不应在强氧化性介质中加热，以免氧扩散到合金中，使合金塑性下降；
5）要注意控制加热和变形温度；
6）铸锭拔长时，开始应轻击，待铸态组织得到了适当破碎，塑性有所提高后，再增大变形量。拔长时的每火次总变形量应控制在30％～70％范围内，不应在一处连击，应采用螺旋式锻造法，并应从大头向尾部送进。
对于塑性很低的合金铸锭和中间坯，可采用塑性垫、包套墩粗等变形工艺。
7)工模具应进行预热（预热温度一般为150～350℃），锻造和模锻时应进行良好的润滑。
3 .过热、过烧
若合金的加热温度过高，高温保温时间过长，则晶粒急剧长大，晶界变粗变直，析出相沿晶界呈条状和网状分布，使合金塑性降低，锻造时易产生开裂，同时还引起合金元素贫化。若进一步提高加热温度，则晶界上的低熔点相将发生氧化和熔化，形成三角晶界，使晶粒松弛并产生掉晶现象，锻造时产生碎裂。
过热、过烧后的合金组织是不能用随后的固溶处理加以消除的，故应严格控制加热温度。
4.合金元素贫化
高温合金加热时，常产生碳、硼等合金元素贫化。碳、硼是强碳化物和金属间化合物的形成元素。贫碳、贫硼，将使合金的高温持久强度明显下降，室温塑性和韧性降低，并能引起表层晶粒粗大。采用无氧化加热可以防止贫碳，但贫硼现象仍然存在（见表5-5）。为减少合金元素贫化，应避免高温长时间保温。对于合金元素贫化的锻件，为了保证零件的使用性能，贫化层必须在机加工时全部除去。
二、不锈耐酸钢锻件常见的缺陷与对策
不锈耐酸钢是不锈钢和耐酸钢的总称。在大气中能抗腐蚀的钢称为不锈钢。在某些化浸蚀性介质（如河水、海水、盐、碱和某些酸溶液）中能抵抗腐蚀的钢称为耐酸钢。
不锈耐酸钢除要求耐蚀性外，还要求具有一定的力学性能、焊接性能、冷变形性能和切削性能等以满足构件的使用要求。为此在钢中加入大量的Cr、Ni、Mn、Ti等合金元素，其中Cr是提高防腐蚀性能的主要元素。
不锈耐酸钢按组织可分为铁素体、奥氏体、和马氏体三大类。也有介于两类之间的。在某些文献资料中将不锈耐酸钢分为五类（增加了奥氏体铁素体复相不锈钢和沉淀硬化型不锈钢），但从压力加工工艺角度考虑，以分三类为宜。
（一）铁素体不锈钢
该类钢具有良好的耐酸性，常用作制造硝酸、磷酸、次氯酸钠等的设备、换热器、蛇形管、蒸气过热器管道以及食品工厂设备等。
常用的一部分铁素体不锈耐酸钢的牌号及成分见表5-6。
由表5-6中可见，铁素体不锈耐酸钢中加入大量的Cr、Si等合金元素。钢中加入Cr是为了提高钢的电极电位，增强钢的抗腐蚀能力，Si也有和Cr同样的作用。
不锈钢中加入约2%Si（质量分数）可提高在硫酸和盐酸中的抗腐蚀性。但Si量过高将使钢的塑性急剧降低，Si量大于4%～5%（质量分数）后就不易锻轧加工，更不易冷变形。
由Fe-Cr二元相图（见图5-6）可知，当钢中Cr＞12.5%（质量分数）时，钢液结晶后始终保持α铁素体组织，加热和冷却时不发生同素异构转变，故不能通过热处理方法来细化组织。该类钢加热到475℃附近或自高温缓冷至475℃附近时，有α″析出，产生脆化现象，即所谓475℃脆性。该类钢在820～520℃长期加热或缓冷将析出σ相，引起钢的脆化。
1.铁素体不锈耐酸钢的锻造特点
1）该类钢的再结晶温度低、再结晶速度快，加热温度越过900℃后，晶粒迅速长大（见图5-7）。
2）该类钢的塑性较差，尤其是该类钢的钢锭为粗大晶粒的柱状晶，塑性很低。
3）该类钢的导热性差，热膨胀系数大。加热和冷却过程中的温度应力较大。
4）该类钢在820～520℃附近长期加热或缓慢冷却时有σ相和α″相析出。引起脆性。
图5-6 Fe-Cr二元相图
a）Fe-Cr二元相图 b）Fe-Cr二元相图的左下角部分
图5-7 晶粒大小随温度的变化 1—铁素体钢 2—奥氏体钢
2.锻造过程中的主要缺陷和对策
（1）晶粒粗大
铁素体钢的晶粒度对性能有很大影响。粗晶使铁素体钢的室温力学性能和抗腐蚀性能下降。晶粒很粗大时，钢的脆性很大，甚至锻件切边时，就会出现裂纹。
该类钢于600℃时晶粒就开始长大，950℃以上发生晶粒急剧长大的现象，随着加热温度和加热时间增加，能产生较粗大的晶粒。而且该类钢是无同素异构转变的单相钢，不能用热处理的方法细化晶粒。防止晶粒粗大的对策是：
1）锻造该类钢时，加热温度应＜1150℃；900℃以上要快速加热，尽量缩短高温停留时间；
2＝变形程度应足够大，最后一火次的锻造变形量不应小于30％；
3）终锻温度应不高于800℃。但是为了避兔温度过低产生加工硬化，终锻温度不应低于700℃，通常选用750℃。
（2）裂纹
该类钢导热性差、塑性低，尤其是钢锭为粗大晶粒的柱状晶，塑性很低，锻造过程中很易开裂。防止裂纹的对策是：
1）钢锭应预先进行退火处理。钢锭表面必须经过修磨或扒皮，不允许有任何缺陷存在，否则将会在锻造过程中产生严重开裂。
2）钢锭人炉温度应＜700℃，热锭装炉温度不限；在760℃以前应缓慢升温，加热速度一般为0.5～1mm／min，但900℃以上要快速加热，钢锭加热温度为1100～1150℃，钢坯加热温度为1100～1130℃；钢锭加热到规定的均热阶段时，必须勤翻料，以保证锭料出炉时阴阳面温差较小。
3＝锻造过程中要注意轻击快打，尤其是第一火要勤打、勤翻、勤倒角，其目的是提高钢的塑性，避免锻裂；锻造方坯时不要出棱角，防止因棱角温度低而开裂；锻造中发生鱼鳞裂纹时，继续锻打即可消除。
（3）σ脆性和475℃脆性
高铬铁素体不锈钢常易产生σ脆性和475℃脆性。前面已经介绍，这两种脆性分别是在820～520℃和475℃附近长期加热或缓慢冷却时由于σ相和α″相的沉淀引起的。当加热温度超过上述两个温度范围时，σ相和α″相将迅速溶入基体。而锻造加热温度均超过1100℃，故在锻造加热过程中不会引起σ脆性和475℃脆性。因此，为了防止σ脆性和475℃脆性的产生，关键是控制锻后的冷却速度。该类钢锻后应分散空冷，快速通过上述两个脆化区。
（二）奥氏体（包括奥氏体-铁素体）不锈钢
1.概述
镍铬奥氏体耐酸不锈钢，除了有较好的耐蚀性、室温及低温韧性外，还具有良好的工艺性能。这类钢突出的冷变形性能是铁素体不锈钢所不及的，因此，该类钢得到了广泛应用。该类钢常冷轧后用以制造不锈钢结构及零件，无磁性零件等。1Crl8Ni9Ti是目前应用最广的一种，它被用来制作在610℃以下长期工作的锅炉和汽轮机的零件以及化工中各种阀门零件。
我国常用的奥氏体型不锈耐酸钢的牌号和成分见表5-7。现以1Crl8Ni9Ti为例对该类钢的特点介绍如
下：
1Cr18Ni9Ti钢属于奥氏体型不锈耐酸钢，其相图见图5-8。由该图可知，经过1050～1100℃的淬火处理（水中或空所中）后呈单机奥氏体组织，它在不同温度和浓度下的各种强腐蚀介质中（如硝酸、大部分有机酸和无机酸的水溶液、磷酸、碱及煤气等）均有良好的耐酸蚀性，在空气中热稳定性也很高，达850℃。但当钢中铁素体形成元素（Cr、Ti、St）含量增加时，就可能出现α相，使塑性降低，化学稳定性下降。另外，加热温度过高时，则由γ区进人α＋γ区，也会使α-铁素体量增多，高温塑性显著下降。在700～900℃区间如加热和冷却缓慢则都将有σ相析出。σ相是非常脆的金属间化合物，σ相的出现会使不锈钢塑性降低。因此在该温度区间要快热和急冷。
图5-8 铁-铬状态图
奥氏体不锈耐酸钢的锻造特点是：
1）由于钢内含有大量Cr、Ni等合金元素，使再结晶温度升高、速度减慢；
2）由于钢内含有大量Cr、Ni等合金元素，使其变形抗力增大。18-8型钢的变形抗力大约是碳钢的1.5倍。
3）导热性差。1Cr18Ni9Ti钢在低温区热导率仅为普通钢的1/3［室温下碳钢热导率为41.868w／（m·℃）；而这种钢100℃时为16.132w／（m·℃），500℃时为22.123w／（m·℃）］，随着温度升高热导率也提高。
4）锻造温度范围窄，因为始锻温度过高时，铁素体量增多，使塑性下降；另外，1Cr18Ni9 Ti钢具有高温晶粒粗化倾向（见图5-9），这种粗大晶粒不能用热处理相变方法来细化，其加热温度应低于1200℃。在700～900℃区间有。σ相析出，使塑性降低，因此终锻温度也不能过低。一般始锻温度为1150～1180℃，终段温度为850～900℃。
图5-9 1Cr18Ni9Ti高温晶粒曲线
2.锻造过程中的主要缺陷和对策
（1）晶界贫铬，抗晶间腐蚀性能下降
该类钢的零件在工作中破坏的主要原因常常是晶间腐蚀，晶间腐蚀的原因是由于晶界贫铬。晶界附近基体中的钻含量低于一定数值时，电极电位显著降低，使材料抗晶间腐蚀性能明显下降。引起奥氏体钢晶界附近贫铬的原因是：
1）加热产生渗碳现象时，碳与铬在晶界区形成大量碳化铬。
2）在低于900℃时，缓冷或缓慢加热，沿晶界析出含铬量高的金属间化合物σ相。
3）在500～900℃缓冷或缓慢加热，沿晶界有铬的碳化物析出。
因此，这类钢应当在微氧化气氛中加热，在加热和冷却时应迅速通过碳化物和σ相析出的温度范围，并且锻后应进行固溶处理，使已析出的碳化物和σ相重新溶人奥氏体，以得到均匀单一的常温奥氏作组织。固溶温度一般为1020～1050℃，采用水冷。为防止晶粒长大，固溶温度不宜过高，保温时间不宜过长。
（2）晶粒粗大
晶粒度对奥氏体钢性能的影响没有高温合金明显，但是晶粒粗大也引起力学性能、抗晶间腐蚀性能和焊接工艺性能降低。对需要进行氮化处理的4Crl4Nil4W2Mo、2Cr18Ni2W2等奥氏体钢零件，要求锻件晶粒度≥6级，否则，氮化层要起皮剥落。奥氏体钢无同素异构转变，因此锻造加热温度和变形程度对晶粒度有很大影响。为了获得细小而均匀的晶粒组织，最后一火应具有足够大的变形量。对于不同的锻件和工序，应依其变形量不同，采用不同的加热温度。例如，2Cr18Ni8W2衬套锻件要求晶粒度≥6级，某厂原工艺加热温度为（1160±20）℃，晶粒3～5级；后来加热温度改为（1120±20）℃时，晶粒度就达到了6～7级。
（3）铁素体带状组织和裂纹
奥氏体-铁素体钢中含有α铁素体。在某些奥氏体钢中（如1Crl8Ni9Ti钢），也会出现α铁素体。这类钢在变形时，α铁素体沿主伸长方向被拉长形成带状组织，并且很易沿铁素体带开裂（，图片8-243、249）。α铁素体带的出现，将会降低锻件的横向力学性能，增加锻件的缺口敏感性，并使之具有磁性，同时锻后酸洗时，还会引起过腐蚀缺陷。
图片8-243 锻件裂纹的高倍组织（裂纹沿α相的走向延伸）300×
图片8-249 沿α-γ相界面发生的小裂纹500×
铸锭中的α铁素体的数量往往高于轧材，因为轧前的加热已使α铁素体部分地溶解于奥氏体中。因此，为了保证奥氏体钢具有适当的可锻性，必须控制原材料中α铁素体的含量。一般要求奥氏体钢中α铁素体≤2.5级（约12％）。对于α铁素体含量较高的原材料，为避免锻造时开裂，不应采用拉应力较大的敬粗、冲孔等工序。在这种变形工序中，当α铁素体
＞l级（5％）时，即可能出现裂纹。
对于α铁素体较多的原材料，加热时可适当延长保温时间或采用锻前固溶处理（见图片5-20～23），使钢中的铁素体溶解于奥氏体中，或聚集变圆，或由带状变成链状，以改善钢的塑性。图片5-20、21是1Cr18Ni9Ti钢的过热组织，图片5-22、23是将其加热到1050℃保温2h，正火后的组织。
图片5-20 1Cr18Ni9Ti钢A锻坯正火前的过热组织（α相呈针状及网状分布）400×
图片5-21 B锻坯正火前过热组织（α相呈针状及网状分布）400×
图片5-22 A锻坯正火后的高倍组织（针状及网状α相消失）400×
图片5-23 图片5-23 B锻坯正火后的高倍组织（针状及网状α相消失）400×
奥氏体钢锭的柱状晶很粗大，钢锭和钢坯的表面缺陷较多，为避免锻造时开裂，加热前需用机械加工方法除去表面缺陷。锻造钢锭时，开始应轻压，当变形量超过30％后才能重压；锻造过程中，应注意操作方法，提高变形的均匀性，尽量减小附加拉应力。
（三）马氏体（包括马氏体-铁素体）不锈钢
1.概述
马氏体不锈钢包括含碳量在0.05％～0.45％（质量分数）的各种Cr13型不锈钢和9Cr18不锈钢。该类钢在弱腐蚀介质中，温度不超过30℃的条件下有良好的耐蚀性。在淡水、海水、蒸气、空气条件下也有足够的耐蚀性。0Cr13、1Cr13及2Crl3一般用作较高韧性与受冲击负荷的零件。例如汽轮机叶片、水压机阀。3Cr13一般用作有较高硬度要求的热油泵轴及阀门等零部件。4Cr13、9Cr18等用作切削、测量、外科医疗工具、弹簧和滚珠轴承等。
我国常用的马氏体不锈耐酸钢的牌号和成分见表5-8。图5-10为含12％Cr（质量分数）、0～1％C （质量分数）的合金状态图。由状态图可知，这类钢在室温下的平衡组织是由铁素本加碳化物组成。该类钢加热到AC3和AC m点以上的一定温度呈单一的奥氏体相。如果加热温度过高，则由单相状态过渡到双相状态，使钢的塑性下降。
图5-10 含12%Cr（质量分数），0～1%C（质量分数）的合金状态图
该类钢从淬火温度空冷至室温，钢的组织全部由马氏体组成。
由于该类钢有同素异构转变，可以用热处理方法细化晶粒，因此，对锻造时的变形工艺要求不像奥氏体和铁素体钢那样严格。但是该类钢由于空冷就形成马氏体，产生的组织应力很大，因此锻后空冷是很重要的一环。
表5-8 马氏体型不锈耐酸钢的牌号和成分
注：表中有*者为马氏体-铁素体型不锈钢。
马氏体不锈耐酸钢的锻造特点：
1）该类钢加热高于一定温度后出现δ铁素体，进入双相状态，变形时极易引起裂纹。该类钢开始出现δ铁素体的温度大约在1150℃左右，因此，始锻温度一般取为1150℃。终锻温度应高于Ar1，对含碳量低的钢可取为850℃，对于含碳量高的钢取为950℃。
2）马氏体不锈耐酸钢锻造加热温度过高，变形程度太小或变形不均时，冷却后原粗大奥氏体晶粒形成粗大马低体组织，且低倍粗晶的倾向性大。
3）该类钢空冷即形成马氏体组织，锻后应缓冷，以防由于组织应力和热应力的作用命名锻件产生冷却裂纹。
2.锻造过程中的主要缺陷与对策
（1）锻造裂纹
该类钢含铁素体形成元素较多，使相图中的铁素体区大大右移。加热过程中，在高于一定温度后出现δ铁素体。加热温度越高，保温时间越长，δ铁素体数量越多。结果使该类钢处于两相区状态下，因此变形时极易引起锻造裂纹。
锻件内出现δ铁素体后，要降低钢的横向力学性能，增大缺口敏感性并且容易过腐蚀。这种缺陷用一般热处理工艺不能消除。此类钢出现δ铁素体的温度大致在1150℃左右，加热时要予以控制。另外，锻造时避免金属快速流动，防止由于热效应引起局部过热，出现δ铁素体而使钢的可锻性降低。
该类钢锻件中的δ铁素体，有时是由原材料带来的。因此，应控制原材料中δ铁素体的含量。
（2）冷却裂纹
该类钢对冷却速度特别敏感，锻后空冷也会形成较大的组织应力和热应力，使锻件产生冷却裂纹，对较薄的锻件尤其如此。因此该类钢锻件锻后应经热处理，待消除应力后再行酸洗，否则容易出现应力腐蚀裂纹。锻后未缓冷而后又未及时消除残余应力的锻件，在空气中放置时间过长，也会出现应力裂纹和应力腐蚀裂纹。因此，这类钢锻后应缓冷（一般在200℃砂坑或炉渣中缓冷），并及时进行热处理，以
消除内应力。在锻造过程中，要防止水等冷却模具的介质喷到锻件上，以免引起局部开裂。
（3）组织粗大和低倍粗晶
对于马低体不锈钢，若锻造时加热温度过高，锻造变形太小或变形不均匀，则冷却后原粗大奥氏体晶粒形成粗大马低体组织，且低倍粗晶的倾向性极大。往往在锻件热处理后，出现低倍粗晶和组织粗大的缺陷。这种粗大组织的遗传性很强，比较顽固，锻后热处理也难以消除。
马氏体不锈钢的这种组织粗大和低倍粗晶缺陷使钢的韧性、塑性和疲劳性能下降，因此应加以预防。详见第三章过热、过烧一节。
Cr17Ni2、1Cr13属于马氏体-铁素体钢，其锻造特点是易出现的质量问题与马氏体不锈钢相似。该类钢含有较多的初生α铁素体，其铁素体的含量随加热温度和保温时间的增加而增多。该钢由于是双相组织，塑性较低，特别容易出现铁素体带（见照片8-289），这将使锻件的横向性能，特别是塑性指标和冲击韧度剧烈降低，见表5-9。因此，锻前加热温度通常不越过1180℃，始锻温度一般为1100～1150℃。该类钢终锻温度一般不应800℃，否则会出现加工理化现象，变形抗力增大，而且易出裂纹。当钢中含微量铅、锡、砷时，其塑性将下降更大。该类钢有形成龟裂和撕裂的倾向。
该类钢锻后冷却有马氏体转变，快冷时易形成裂纹。钢的含碳量越高，产生裂纹的倾向性越大。
图片8-289 纵向挤压叶片叶身的高倍组织（δ铁素体呈纵向分布）500×
三、莱氏体高合金工具钢锻件常见的缺陷与对策
本章将分别介绍莱氏体高合金工具钢、高温合金、耐热不锈钢、铝合金、镁合金、铜合金和钛合金等七类金属材料锻件质量的一些共性问题。对每一类金属材料，在概要介绍其锻造工艺特点的基础上，着重分析了锻造过程中的主要缺陷、缺陷产生的原因和防止的对策。
结构钢（包括碳素结构钢和合金结构钢）在生产中应用最广泛。与高合金工具钢、耐热不锈钢和高温合金相比，结构钢的工艺塑性好，变形抗力小，导热性好，锻造温度范围宽。但是，由于结构钢的冶炼方法较多、钢锭的尺寸较大、浇铸后冷却速度慢、偏析严重。因此，该类钢的钢锭和钢材中存在有较多的冶金缺陷，如残余缩孔、枝晶偏析、气泡、疏松。夹杂等。这些缺陷可能在锻件内产生遗传性的影响。
结构钢在加热和冷却过程中有同素异构转变，锻件的使用性能主要靠最终热处理工艺来保证。另外，锻造过程中的某些缺陷也可以用锻后热处理（如正火、退人等）予以消除或善。
结构钢锻件锻造过程中的质量问题大致如下：
加热过程中的主要缺陷是氧化、脱碳、过热、过烧。锻件过热后在低倍上表现为粗晶。多数合金结构钢锻件过热后沿原高温奥氏体晶界有析出相，并常常呈现稳定过热。马氏体钢和贝氏体钢锻件过热后，由于组织遗传的原因，常产生低倍粗晶。结构钢过热后的断口，按过热的程度和检验状态不同有粗晶断口、萘状断口和石状断口等。
结构钢一般都具有较好的塑性，锻造过程中的开裂主要是下列因素引起的：①钢锭和钢材中的冶金缺陷；③加热过程中由于渗硫、渗铜、渗锡等原因，在晶界上存在有低熔点相；③锻造操作不当。
锻造变形工艺不当时，可能引起折叠、流线分布不符合要求等缺陷。终锻温度偏低时，可能在锻件内引起带状组织。
结构钢在冷却过程中由于有相变，能引起组织应力。结构钢大锻件，当合氢量较高，且锻后冷却工艺不当时，常易产生白点。
结构钢锻件在锻造过程中常产生的上述缺陷，由于在前面章节中已有详细论述，故本章不再介绍，对于工具钢，本章也只介绍其中质量问题较多的莱氏体高合金工具钢。
（一）概述
莱氏体高合金工具钢包括高速钢和Cr12型模具钢等。
高速钢是用于制造高速切削的刃具。这类刃具除要求高硬度、高耐磨性以外，还要求高热硬性，即在高速切削条件下刀刃不会因发热而软化的性能。这类钢在适当淬火、回火热处理后的硬度一般高于63HRC，高的可达68～70HRC，并且在600℃左右仍然保持63～65HRC的高硬度。Cr12型模具钢用于制造重负荷、高精度、高寿命的冷变形模具。例如，冷冲模、冷镦模、滚丝模、冷轧辊等。这类模具要求具有高强度、高硬度、高耐磨性、以及足够的韧性。这类钢淬火、回火后的硬度为62～64HRC。
我国常用的莱氏体高合金工具钢的牌号和在成分见表5-1和表5-2。
表5-1 高速钢的化学成分
注：1.为改善钢的组织和性能，允许在钢中加入适量稀土元素，但需在证明书中注明。
2.在钨系高速工具钢中，钼含量允许到时1.0%。钨、钼二者的关系：当钼含量越过0.3%时，钨含量相应减少，在钼含量越过0.3%的部分每1%的钼代替2%的钨。在这种情况下，在钢号后面加上“Mo”。
表5-2 莱氏体高合金模具钢的化学成分
由表中可见在莱氏体高合金钢中加人了大量的W、Cr、Mo、V等合金元素，有的还含有多量的Co。下面以高速钢为例，介绍合金元素在钢中的作用。
钢中的W、V和C形成复合碳化物，在淬火加热时，一部分碳化物溶于奥氏体中，淬火后，又过饱和地溶入α-Fe中形成合金马氏体。由于W、V和C原子的结合力很大，提高了合金马氏体受热分解的稳定性。要使马氏体分解、并使其分解生成的复合碳化物聚集，需要较高的温度（600～650℃）。同时，另一部分过剩的W、V碳化物在高温加热时也能有效地阻止晶粒长大，因此，高速钢能在相当高的温度下保持较高的硬度。
钢中碳化物的分布状况对莱氏体高合金工具钢的使用性能影响极大。只有当碳化物呈细小颗粒并均匀分布时，该类钢的良好使用性能才能充分地表现出来。如果碳化物呈大块或网状分布，则刃具和模具工作时常在碳化物堆积处发生崩刃或折断。当刃口部分碳化物很少时，极易磨损和变形。另外，当碳化物呈带状分布时，使横向塑性和韧性降低，这对在重载下工作的模具影响很大，使许多模具在工作时常常沿碳化物带开裂。表5-3是不同碳化物偏析级别对高速钢插齿刀使用寿命的影响。不同碳化物偏析级别的Cr12型钢的冷冲模，使用寿命可相差10～20倍或更大。
该类钢的大块或网状碳化物是在铸锭结晶过程中形成的。以高速钢为例，由于W和Cr等合金元素对临界点的影响，在1330～1300℃之间形成鱼骨状的莱氏体共晶组织（见图片5-1），并呈网络状包围着先前生成的γ固溶体。另外，在1300～900℃之间还会析出二次网状碳化物。高速钢的这种铸造组织，尤其是一次网状共晶碳化物，用热处理办法不能改善，只有用锻造的办法将其击碎并使其均匀分布。
锻造时，变形程度大小直接影响莱氏体钢锻件内碳化物的细化程度和均匀分布。图5-1为碳化物偏析级别随锻比变化的曲线。该曲线表明，锻造比小于16时，随着锻造比的增大，碳化物偏析级别迅速降低；当锻造比增大到16～20时，随着锻造比的增加，降低碳化物偏析级别的效果较差。当锻造比超过20时，再增大锻造比，效果就很小了。
图5-1 碳化物偏析级别随锻造比变化的曲线
图片5-1 W18Cr4V钢的莱氏体共晶碳化物500×
高速钢原材料的碳化物偏析级别符合国标GB9943—88规定。而对于高速钢锻件，国内尚无统一标准，一般分为八级。对铬12型钢按GB1299-85并参照高速钢评级。
与结构钢相比，该类钢的锻造工艺特点主要是：
（1）塑性低
该类钢中由于存在有大量的一次碳化物（共晶碳化物），因而塑性很低，尤其当碳化物呈大块或网状分布时，锻造时很易开裂；
（2）变形抗力大
该类钢由于存在大量的合金元素和再结晶温度高，所以变形抗力比碳钢大2～3倍；
（3）导热性差
该类钢的低温热导率比碳钢低数倍；
（4）冷却过程中的组织应力大
（二）锻造过程中常见的缺陷和对策
1．碳化物颗粒粗大，分布不均匀
碳化物分布不均匀，呈大块状集中分布或呈网状分布。产生的原因是原材料碳化物偏析级别差，加之改锻时锻造比不够或锻造方法不当。具有这种缺陷的锻件，热处理淬火时容易局部过热和淬裂，制成的刃具和模具使用时易崩刃等。
如前所述，碳化物愈细，分布愈均匀，刃具的使用性能愈好。这就要求锻造时变形量很大。但是，高速钢塑性很差，若变形量大，则很容易锻裂。因此，不能盲目追求过低的偏析级别，而只要保证工作部位的碳化物分布合乎要求就可以了。对于不同的工件应根据具体情况（包括原材料情况）确定合适的锻造方法和锻造比。
锻造莱氏体高合金工具钢时常采用以睛几种锻造方法：
（1）单向镦粗
这种方法适用于简单薄饼形零件，当原材料的碳化物分布不均匀程度较好，且与锻件的要求较接近时采用。采用这种锻造方法时，为使碳化物得到进一步击碎，镦粗比应不小于3。即
≥3
式中 H——原坯料的高度；
h——锻件的高度。
（2）单向拔长
对于长度与直径之比较大的工件，当原坯料的碳化物不均匀分布程度较好且和锻件的要求较接近时，多采用单向拔长法。一般来说锻造比愈大，碳化物被破碎愈细，分布愈均匀；但过大的锻造比容易形成碳化物带状组织，影响横向力学性能。单向拔长时一般取锻造比为2～4较为合理。
（3）轴向反复镦拔
轴向反复镦拔（见图5-2）即在镦拔过程中金属始终沿着坯料的轴线方向流动。这种锻造方法的轴线方向流动。这种锻造方法的优点是：①坯料中心部分（一般是碳化物的高偏析区）的金属，不会流到外层来，保证表层金属的碳化物分布比较细小均匀；②锻造时不需改变方向，操作较易掌握。其缺点是：①中心部分的碳化物偏析情况改善不大；②由于坯料轴心部分质量差和两端面长时间与锤头、下砧接触，冷却快，拔长时端面易产生裂纹。
图5-2轴向反复镦拔二次变形过程示意图
H—镦粗后高度 A—材料纤维方向 l—毛坯长度 L—锻件长度
对于工作部位在毛坯圆周表面的刀具和模具，例如，插齿刀、剃齿刀和滚丝模等，采用这种方法较为简单、可靠，它能保证工件在切削部位具有良好的金属组织和力学性能。
（4）轴向—径向（十字、双十字）反复锻造
十字镦拔（见图5-3）是将原毛坯徽粗后，沿横截面中两个互相垂直的方向反复镦拔最后再沿轴向锻成锻件。如重复这一过程就叫双十字锻造。这种方法的优点是：坯料与锤头的接触面经常改变，温度不会降低太多，径向锻造时坯料的端部质量较好，故可减少端面裂纹的产生，有利于击碎坯料中心部分的碳化物。对于工作部位在中心的一些工具或模具（例如冷冲模等），可以采用这种方法。但是这种方法由于变形时中心金属外流，如外流金属不能受到均匀的大变形，则在靠近1/4直径处碳化物级别可能降低不大。而且周围表面上还可能出现碳化物级别不均匀的现象。另外，在操作上要求技术较熟练，故对于刃口分布在圆周表面的刀具不宜采用这种方法。
图5-3轴向-径向十字锻造变形过程示意图
l—毛坯长度 H—镦粗后高度 L—拔长后长度
（5）综合锻造法
综合锻造法（见图5-4）是在径向十字镦拔后，转角45°进行倒角，然后再进行轴向拔长和激粗。
图5-4综合锻造法变形过程示意图
l—毛坯长度 H—镦粗后高度 L—拔长后长度
这种锻造方法保留了径向十字镦拔坯料中心不容易开裂和轴向镦拔容易改善碳化物级别等优点，又借助于倒角锻造使锻件周围表面的碳化物级别比较均匀。这种方法的缺点是：工艺复杂，需要较熟练的操作技术，严格掌握材料的纤维方向，倒角时不安全，且易产生裂纹。
这种方法适用于工作部位在毛坯圆周表面的工具和原材料中心质量较差的情况，大批生产时不宜采用这种方法。
另外，在锻造Cr12型钢模具时也常用三向镦拔的方法。
综上所述，为保证刃具和模具工作部位的碳化物细化，防止莱氏体高合金工具钢在锻造过程中产生碳化物颗粒粗大，分布不均等缺陷，其对策是采用合适的锻造方法，并保证有足够大的锻造比。
如前所述，锻造时的变形程度，直接影响高速钢锻件内部碳化物的细化程度和均匀分布。反复镦拔时，由于工序尺寸的比例大体一致，因此，改锻时的变形程度（总锻造比）常常习惯地用镦拔次数来表示。在制定锻造工艺时，应根据锻件的工作部位、技术要求和原材料碳化物不均匀度级别来确定镦拔次数。这可参考表5-4进行选用。
1）该表适用于每次域拔时锻造比y=2的情况，如果y＜2时，镦拔次数应适当地增加，如果y＞2时，镦拔次数可适当减少。一些工厂的实践说明，增大每次镦拔的锻造比对改善碳化物的不均匀性较显
著，但操作困难些（主要是容易镦弯）；
2＝工具工作部位深度越大（即越靠近锻件中心），则镦拔次数应多些；
3）在其他条件相同的情况下，碳化物不均匀性改善的程度与锻件最后一次变形工序有关。如最后为变形程度较大的拔长或镦粗，不均匀性改善较显著；如最后为变形程度不大的镦粗，则不均匀性的改善不甚显著。
以插齿刀为例，按一般标准，插齿刀的碳化物偏析级别要求≤3级。当原材料碳化物偏析级别为5
级时，镦拔次数取6～5次；原材料为4级时，镦拔次数取4～3次。例如，φ80mm × 170mm坯料碳化物级别5级，经6～5次镦拔后，碳化物为3级（图片5-2），符合要求。某厂曾用4100mm×109mm的坯料，碳化物偏析为7～8级，锻造时只镦拔一次，在锻件中保留大块碳化物（图片5-3）。这样的插齿刀在淬火时常出现过热、过烧和回火不足等现象（见图片5-4），并且残留的奥氏体很多，直接影响刀具使用寿命和尺寸精度。当碳化物带较宽时，淬火时常易沿带的方向开裂（图片5-5）。这样的刀具切削时常常发生崩裂（图片5-6）。
图片5-2 W18Cr4V钢经5～6次镦拔后的碳化物100×
图片5-3 W18Cr4V钢经一次镦拔后的碳化物100×
图片5-4 W18Cr4V钢插齿刀热处理时的过热和回火不足组织500×
a）过热b）回火不足
图片5-5 沿碳化物偏析带淬裂（箭头所指）40×
图片5-6 W18Cr4V插齿刀切削时崩裂
为了得到细小颗粒和均匀分布的碳化物。除需选定合适的镦拔次数外，还应注意下列几点：
1）适当降低最高热加工温度，尽量减少锻造火次。因为加热温度高、高温停留时间长和加热次数多，均会促使一次碳化物颗粒长大；
2）在900～1050℃范围内重击成形。因为此时奥氏体基体较硬，对破碎一次碳化物较有效；
承诺书 我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则. 我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。 我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。 我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为，我们将受到严肃处理。 我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D中选择一项填写）： A 我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）：04002 所属学校（请填写完整的全名）：重庆邮电大学 参赛队员(打印并签名) ：1. 2. 3. 指导教师或指导教师组负责人(打印并签名)： 日期： 2011 年 9 月 12 日赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：
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城市表层土壤重金属污染分析 摘要 本文通过对城市表层土壤重金属元素污染问题的分析，找出了污染的主要原因，建立了传播特征方程，并以此确定了污染源的位置。 问题一：此问是求解重金属元素的空间分布以及污染程度的问题。本文将所给数据进行处理后，采用克里格内插值法对土壤重金属含量进行插值，利用GS+软件，得出各元素的空间分布如图二。对五个区域的重金属污染程度建立模型一，采用单因子指数法计算得到各个区域各重金属元素的污染指数，然后采用综合指数法可得各区域的综合污染指数，最后利用土壤综合污染指数分级标准对每个区域划分等级，结果为：区域生活区工业山区交通区公园绿地区 综合污染等级重度污染重度污染轻度污染重度污染中度污染 问题二：此问要求分析重金属污染原因。为判断不同重金属元素的污染来源，本文建立了模型二，采用因子分析法，利用spss软件对附件2中的数据进行分析，得到相关系数矩阵、特征值、累计贡献率、因子载荷矩阵，最终得出Cr和Ni来自同一污染源，Cd和Pb来自同一污染源，其余重金属元素各来自一个污染源。最后分析得到重金属污染的主要原因有工矿企业污染，燃煤污染，交通污染，商业活动和居民生活污染等。 问题三：此问是通过分析重金属污染物的传播特征来确定污染源位置的问题。利用matlab软件拟合出金属污染物传播特征的一般方程，并借助传播方程建立污染源位置确定的模型，利用优化方法计算得到共6个污染源的位置分别为：Cr和Ni污染源坐标为（2854,5786），Cd和Pb污染源坐标为（3025,10059），Hg污染源坐标为（298,3724），As污染源坐标为（5626,7835），Cu污染源坐标为（9600,6150），Zn污染源坐标为（2168,6027）。 问题四：此问是分析问题三所建模型优缺点及确定收集信息并建立更好模型的问题。本文首先针对问题三所建模型分析其优缺点，然后确定需收集城市水文以及土壤中重金属浓度随时间变化规律等信息，最后用“对流—扩散方程”来模拟污染物在河道中的扩散，考虑对流—扩散方程的初边值问题，建立“对流—扩散方程”模型。 最后，我们就模型的优缺点进行了分析。 关键词：空间分布克里格内插值法单因子指数法传播特征污染源位置
常见铸件缺陷分析缺陷种类，缺陷名称生产原因 多肉类飞翅（飞边） 1．砂型表面不光洁，分型面不增整 2．合理操作xx准确 3．砂箱未固紧 4．未放压铁，或过早除去压铁 5．芯头与芯座间有空隙 6．压射前机器调整、操作不正确 7．模具镶块、活块已磨损或损坏，锁紧元件失效8．模具强度不够，发生变形 9．铸件投影面积过大，锁模力不够 10．型壳内层有裂隙，涂料层太薄 毛刺 1.合型操作不准确 2.砂箱未固紧 3.芯头与芯座间有空隙 4.分型面加工精度不够 5.参考飞翅内容 抬箱 1．砂箱未固紧
2．压铁质量不够，或过早除去压铁 胀砂 1．砂型紧实度低： 壳型强度低 2．砂型表面硬度低 3．金属液压头过高 冲砂 1．砂型紧实度不够，型壳强度不够 2．浇注系统设计不合理 3．金属流速过快，充型不稳定 4．压射压力过高，压射速度过快 5．金属液头过高 掉砂 1．合型操作不正确 2．型砂紧实度不够 3．型壳强度不够，发生破裂 铸件缺陷分析 缺陷种类缺陷名称产生原因 多肉类外渗物（外渗豆）内渗物（内渗豆） 1．铸型、型号、型芯发气最大，透气性低，排气不畅2．合金液有偏析倾向
3．凝固温度范围宽或凝固速度过慢 xx类气孔、针孔 1．铸件结构设计不正确，热节过多、过大 2．铸型、型壳、型芯、涂料等发气量大，透气性低，排气不畅 3．凝固温度范围宽，凝固速度数低 4．合金液含气量高，氧化夹杂物多 5．凝固时外压低 6．冷铁表面未清理干净，未挂涂料或涂料烘透 7．铜合金脱氧不彻底 8．浇注温度过高，浇注速度过快 缩孔 1．铸件结构设计不合理，壁厚悬殊，过渡外圆角太小： 热节过多、过大 2．浇注系统、冷铁、冒口安放不合理，不利于定向凝固 3．冒口补缩效率低 4．浇注温度过高 5．压射建压时间长，增压不起作用撮终补压压力不足，或压室的充满度不合理 6．比压太小，余料饼术薄，补压不起作用 7．内浇道厚度过小，溢流槽容量不够 8．熔模的模组分布不合理，造成局部散热困难
食品科学系毕业论文 论文题目：当前环境中重金属污染对食品 安全的威胁 毕业生姓名陈炜强 毕业生学号109550105007 毕业生班别09食品安监（5）班 专业名称食品药品监督管理 所属系食品科学系 指导老师李银花老师 论文提交日期2012年4月29日
当前环境中重金属污染对食品安全的威胁 【摘要】近年来，环境中重金属（类金属）污染造成的食品安全问题逐渐增多。重金属中毒对机体的危害是多系统、多器官、多指征和不可逆的。重金属具有富集性，很难在环境中分解，可以直接威胁人类的健康。重金属的生物系半衰期较长，如人肾皮质镉为10-30年。重金属通过食物链的层层积累富集，必然会对人类的健康和生存构成极大地威胁。在当前环境中重金属污染日益严重的情况下，食品安全必然要面对严峻的考验。 【目的】通过对重金属的认识、重金属对人体的主要危害、当前环境中重金属污染状况、有毒重金属对食品的污染途径以及应对重金属引起食源性疾病的措施等方面的数据和资料收集，从中了解重金属在“重金属——环境——食物——人”中的迁移，以便提高人们的食品安全意识，加强环境保护，维护人体健康。 【方法】数据收集、综合文献 【结果】当前环境中重金属的污染已到了刻不容缓的地步。工业革命以来，人类 过度地掠夺矿产资源，使生态环境遭受严重破坏，逐步积累的污染恶果正进入突 发性、连锁性、区域性爆发的阶段。重金属污染是一场正在发生的灾难，而作为 人类生存的基础——食品，更是首当其冲。 【结论】为了人类的可持续发展，必须对工业生产和人们日常生活所造成的重金 属污染加以控制，对已被污染的环境和生态系统加以修复，加强食品的质量管理， 确保人们的生命财产安全。 【关键词】重金属环境污染食品污染人体健康危害 0. 前言 “民以食为天，食以安为先”。2012年2月1日的广西龙江的镉污染事件，是中国重金属污染事件的又一案例。近年来，仅发生的镉污染事件，就有2005年的广东北江韶关段镉严重超标事件，2006年的湘江湖南株洲段镉污染事故，2009年的湖南省浏阳市镉污染事件。至于其它重金属污染事件，仅“血铅超标”事件，就已涉及陕西、安徽、河南、湖南、福建、广东、四川、湖南、江苏、山东等省。2011年4月，“雀巢”、“喜宝(Hipp)”、“活乐(Holle)”、“欧格妮(O rganix)”等9种知名品牌婴儿辅食被曝含有毒重金属。2011年10月苏泊尔质量门事件。近年来，一系列重金属污染和重金属食品安全事件向人们敲响了警钟，重金属已经日益严重威胁到人们的生存健康。重金属的中毒途径有皮肤、消化道和呼吸道。重金属主要通过空气(呼吸)、水、食物和直接接触体表等各种媒介来进入人体，如通过皮肤进入人体。如果环境没有被严重污染，重金属一般是通过食物和消费品的消费进入人体的。民以食为天，可是现在的“天”破了。重金属从土壤到植物再到动物的转移以及从水到藻类到浮游动物再到鱼类的转移，是人
压铸件的缺陷分析及检验 一、流痕 ( 条纹 )( 抛光法去除 )A. 、模温低于 180( 铝合金 )b 、填充速度太高 c 、涂料过量 D 。金属流不同步。对 a 采取措施：调整内浇口面积 二、冷接： A 料温低或模温低， B ，合金成份不符，流动性差。 C ，浇口不合理，流程太长 D 。填充速度低 E 。排气不良。 F 、比压偏低。 三、。擦伤（扣模、粘模、拉痕、拉伤）： A 型芯铸造斜度太小。 B ，型芯型壁有压伤痕。 C ，合金粘附模具。 D ，铸件顶出偏斜，或型芯轴线偏斜。 E ，型壁表面粗糙。 F ，脱模水不够。 G ，铝合金含铁量低于 0 。 6 ％。措施：修模，增加含铁量。 四、凹陷（缩凹，缩陷，憋气，塌边） A ．铸件设计不合理，有局部厚实现象，产生节热。 B ，合金收缩量大。 C ，内浇口面积太小。 D ，比压低。 E ，模温高 五、，气泡（皮下）： A ，模温高。 B ，填充速度高。 C ，脱模水发气量大。 D ，排气不畅。 E ，开模过早。 F ，料温高。 六、气孔： A ，浇口位置和导流形状不当。 B ，浇道形状设计不良。 C ，压室充满度不够。 D ，内浇口速度太高，产生湍流。 E ，排气不畅。 F ，模具型腔位置太深。 G ，脱模水过多。 H ，料不纯。 七、缩孔： A ，料温高。 B ，铸件结构不均匀。 C ，比压太低。 D ，溢口太薄。 E ，局部模温偏高 八、花纹： A ，填充速度快。 B ，脱模水量太多。 C ，模具温度低。 九、裂纹： A ，铸件结构不合理，铸造圆角小等。 B ，抽芯及顶出装置在工作中受力不均匀，偏斜。 C ，模温低。 D ，开模时间长。 E ，合金成份不符。（铅锡镉铁偏高：锌合金，铝合金：锌铜铁高，镁合金：铝硅铁高 十、欠铸 A ，合金流动不良引起。 B ，浇注系统不良 C ，排气条件不良 十一、印痕（镶块或活动块及顶针痕等） 十二、网状毛刺： A ，模具龟裂。 B ，料温高。 C ，模温低。 D ，模腔表面不光滑。 E ，模具材料不当或热处理工艺不当。 F ，注射速度太高。
华东交通大学硕士学位论文开题报告格式模板 本模板供统招硕士和同等学历硕士使用 (2005年12月制订) 一、页面设置 ●纸张大小：A4，正文部分可双面印刷 ●页边距：上2.8cm、下2.5cm，左、右2.5cm，装订线：0cm ●页眉：1.6cm，页脚：1.5cm ●文档网格：无网格（设置文档网格后无法达到模板格式要求！） 二、字间距 无特别说明时均采用标准字间距。 三、小技巧 1、设置标题、段落格式时请学会使用格式刷； 2、一段文字中既有中文又有英文（含数字），中英文采用不同字体时，可先选中这段文字，设定中文字体后再设定英文字体； 3、采用插入分节符（下一页）的办法强行换页； 4、如果对自动编号的格式设置不十分熟悉，建议不要使用自动编号。 四、其他 1、本模板中的内容来自于不同的资料，上下文之间可能没有直接的联系，由此给您带来的不便，我们表示歉意； 2、报告中有图、表、公式时，其格式要求与“学位论文”相同，可参见“华东交通大学硕士学位论文格式模板”。
铁路货车滚动轴承表面缺陷的自动检测 与识别技术研究 学 号： 20020390010101 姓 名： XXX 导 师： XXX 教授 学 院： 机电工程学院 专 业： 机械制造及其自动化 研究方向： 故障诊断 年3月 华东交通大学研究生院制
一、课题的来源、目的和意义 ................................................ 1 二、货车滚动轴承表面缺陷的计算机自动识别的研究现状 (1) 1、常用的表面缺陷检测方法 ............................................. 1 2、滚动轴承表面缺陷自动识别的研究现状 ................................. 2 3、相关的研究 ......................................................... 2 三、本课题研究的主要内容和重点 ............................................ 2 四、技术方案 .............................................................. 3 五、实施方案所需的条件 .................................................... 3 六、存在的主要问题和技术关键 .............................................. 3 七、预期能达到的目标 ...................................................... 3 八、课题研究计划进度 ...................................................... 3 九、研究经费预算 .......................................................... 3 十、主要参考文献 .......................................................... 4 文献阅读报告：金属零件表面缺陷的检测与识别技术综述 (5) 1 金属零件表面缺陷检测的必要性 ........................................ 5 2 检测表面缺陷的常规方法 .............................................. 5 3 …… ................................................................ 5 …… 8 5
文号: ZF0.100.0007 版次:1.0 产品表面外观缺陷的定义 1.焊接 1.1咬边:咬边是焊缝边缘局部低于母材面的凹陷缺陷.它是由于焊接电流过大,焊接速度太快,电弧过长或运条操作不当形成. 1.2 焊瘤:焊瘤是熔化金属溢流到焊缝之外未熔化母材上形成的金属瘤,常出现在立焊、仰焊、横焊和单面焊双面成形的背面缝上. 1.3弧坑:弧坑是收弧不正确成形的,它影响外观质量并易引到裂纹,应清理后进行补修复. 1.4气孔:气孔是焊接熔池中的气泡在凝固时未能及时逸出,而残留在焊缝中形成的孔穴,产生的原因有焊条受潮,焊件不洁,电流过大或过小,电弧过气对溶池保护不良,焊接速度太快等. 1.5缩孔:缩孔是熔化金属在凝固过程中因收缩产生并残留在焊疑中的孔穴. 1.6夹杂和夹渣:由冶金反应产生的非金属夹杂物,氧化物和熔渣在焊接过程中来不及浮出,残留在焊缝中形成夹杂物和夹渣,形成夹渣的原因有:多层焊时清渣不干净,运条操作不当,焊接电流太小,工件坡口角度太小等. 1.7未焊合与未焊透:未焊合是由于焊接电流过小,电弧偏吹,待焊表面污染等原因,使熔化金属与母材或金属焊道之间没有完全熔化结合造成的. 1.8裂纹:焊接裂纹主要有冷裂纹和热裂纹,热裂纹是焊缝和热影响区金属冷却到故相浅温度附近产生的.产生的裂纹称结晶裂纹,常出现在焊缝中心和弧坑中,热裂纹出现在表面时有氧化白色,这是判断热裂纹的主要标志,冷裂纹是焊接接头冷却到较低温度时产生的裂纹.它是焊后几小时几天甚至更长时间出现的裂纹.防止裂纹的槽施有预热、后热.采用低氢焊条,焊条烘干清除坡口附近油锈,减小焊接应力等. 2.表面喷涂部分 2.1 涂层光泽度:对喷涂表面用光泽仪将光线呈60°斜角方向射向涂层 表面后在其表面反射光的程度,一般平光漆的光泽度在30%以下. 2.2 结瘤:因油漆质量不良喷涂后而在涂层表面上形成的一块 一块的疙瘩. 2.3 缩孔:俗称麻点,涂层干燥后滞留的若干大小不等分布各异 的圆形小坑. 2.4 起泡:因喷涂时,涂层覆盖部分气体,在烘烤时而产生的表面 凸起现象. 2.5 针孔:从喷涂表面贯穿到喷涂底部或基体金属的微小孔道. 2.6 开裂:在涂层表面形成一道道裂纹. 2.7 剥落:一道或多道涂层脱落. 2.8 粉化:涂层表面由于一种或几种漆基的降低颜料的分解而 呈现出附着疏松细粉的现象.
工件表面缺陷检测系统方案 为了不断提高产品质量和生产效率，工件表面缺陷在线自动检测技术在生产过程中显得日益重要。传统的产品表面质量检测主要采用人工检测的方法。人工检测不仅工作量大，而且易受检测人员主观因素的影响，容易对产品表面缺陷造成漏检，尤其是变形较小、畸变不大的夹杂缺陷漏检，极大降低了产品的表面质量，从而不能够保证检测的效率与精度。近年来，迅速发展的以图像处理技术为基础的机器视觉技术恰恰可以解决这一问题。 针对工件表面的多种缺陷，维视图像今天为大家介绍一套基于机器视觉的对工件表面缺陷进行实时在线、无损伤的自动检测系统方案。 本系统是由CCD工业摄像头、高清镜头、照明系统及图像处理软件等部件组成。其工作过程是：首先将工件送到采集视场内；然后由成像系统将图像采集到计算机内部；运用图像处理软件对采集到的原始图像进行预处理以改善图像质量，从中提取感兴趣的特征量；最后运用模式识别技术对取到的特征量进行分类整理以完成系统的检测。 下面分别介绍系统的各部分的组成及特点。 一、CCD工业摄像头 为保证图像效果和检测精度，此系统可选用高分辨的工业CCD摄像头，针对不同的工件尺寸和要求，CCD分辨率也可稍作调整，MV-EM系列千兆网工业相机包含常用的多种分辨率，可供系统选择。其中，MV-EM510M是高精度检测系统最为青睐的产品之一。 二、高清镜头 为配合高分辨率CCD工业摄像头，我们选用百万像素级高清镜头。当然，与500万CCD 相机更为搭配的非500万像素高清镜头莫属了。 三、照明系统 工件材质一般比较多样化，如普通的无反光材质工件，我们通常可选用环形LED光源以节省成本。但是，对于金属等高反光材质的工件，我们就必须在光源的选择上下点功夫了，针对不同尺寸和外形，低角度环形光源、同轴光源和漫反射圆顶光源都可能是明智之选，这
铸造铸件常见缺陷分析 铸造工艺过程复杂，影响铸件质量的因素很多，常见的铸件缺陷名称、特征和产生的原因，见表。 常见铸件缺陷及产生原因 .学习帮手.
缺陷名称特征产生的主要原因 气孔 在铸件部或表 面有大小不等 的光滑孔洞①炉料不干或含氧化物、杂质多；②浇注工具或炉前添加剂未烘干；③型砂含水过多或起模和修型时刷水过多；④型芯烘干不充分或型芯通气孔被堵塞；⑤春砂过紧，型砂透气性差；⑥浇注温度过低或浇注速度太快等 缩孔与缩松缩孔多分布在 铸件厚断面 处，形状不规 则，孔粗糙①铸件结构设计不合理，如壁厚相差过大，厚壁处未放冒口或冷铁；②浇注系统和冒口的位置不对； ③浇注温度太高；④合金化学成分不合格，收缩率过大，冒口太小或太少 砂眼在铸件部或表 面有型砂充塞 的孔眼①型砂强度太低或砂型和型芯的紧实度不够，故型砂被金属液冲入型腔；②合箱时砂型局部损坏；③浇注系统不合理，浇口方向不对，金属液冲坏了砂 .学习帮手.
型；④合箱时型腔或浇口散砂未清理干净 粘砂铸件表面粗 糙，粘有一层 砂粒①原砂耐火度低或颗粒度太大；②型砂含泥量过高，耐火度下降；③浇注温度太高；④湿型铸造时型砂中煤粉含量太少；⑤干型铸造时铸型未刷涂斜或涂料太薄 夹砂铸件表面产生 的金属片状突 起物，在金属 片状突起物与 铸件之间夹有 一层型砂①型砂热湿拉强度低，型腔表面受热烘烤而膨胀开裂；②砂型局部紧实度过高，水分过多，水分烘干后型腔表面开裂；③浇注位置选择不当，型腔表面长时间受高温铁水烘烤而膨胀开裂；④浇注温度过高，浇注速度太慢 错型铸件沿分型面 有相对位置错①模样的上半模和下半模未对准；②合箱时，上下砂箱错位；③上下砂箱未夹紧或上箱未加足够压 .学习帮手.
编号 本科生毕业设计 基于机器视觉的表面缺陷检测系统设计 Surface defect detection system design based on machine vision 学生姓名 专业电子信息工程 学号 指导教师 学院电子信息工程学院 二〇一三年六月
毕业设计（论文）原创承诺书 1．本人承诺：所呈交的毕业设计（论文）《基于机器视觉的表面缺陷检测系统设计》，是认真学习理解学校的《长春理工大学本科毕业设计（论文）工作条例》后，在教师的指导下，保质保量独立地完成了任务书中规定容，不弄虚作假，不抄袭别人的工作内容。 2．本人在毕业设计（论文）中引用他人的观点和研究成果，均在文中加以注释或以参考文献形式列出，对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体均已在文中注明。 3．在毕业设计（论文）中对侵犯任何方面知识产权的行为，由本人承担相应的法律责任。 4．本人完全了解学校关于保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交论文和相关材料的印刷本和电子版本；同意学校保留毕业设计（论文）的复印件和电子版本，允许被查阅和借阅；学校可以采用影印、缩印或其他复制手段保存毕业设计（论文），可以公布其中的全部或部分内容。 以上承诺的法律结果将完全由本人承担！ 作者签名：年月日
中文摘要 为了不断提高产品质量和生产效率，金属工件表面缺陷在线自动检测技术在生产过程中显得日益重要。针对金属工件表面的多种缺陷，本文设计了一套基于机器视觉能够实现对金属工件表面缺陷进行实时在线、无损伤的自动检测系统。该系统采用面阵CCD和多通道图像采集卡作为图像采集部分，提高了检测系统的速度并降低了对CCD的性能要求，使系统在现有的条件下比较容易实现实时在线检测；采用自动选取图像分割阈值，根据实际应用的阈值把工件信息从图像中提取出来并扫描工件图像中的信息，实现了系统的自动测量；根据扫描得到的工件信息去除掉工件边缘的光圈，利用自动选取的阈值对金属工件表面的图像进行二值化分割，从而实现各种缺陷的自动提取及识别。 关键词：机器视觉表面缺陷CCD 图像处理缺陷检测
铸件常见缺陷和处理 一、飞边： 飞边就是铸件在分型面上（或活动部位处）突出过多的金属薄片。产生的原因有： 1.压射前机器的调整、操作不合适。 2.模具及滑块损坏，闭锁原件损坏 3.模具镶块及滑块磨损 4.模具强度不够造成变形 5.分型面上杂物未清理干净 6.投影面积计算不正确，超过锁模力 二、气泡 铸件表面下，聚齐气体因热胀将表面鼓起的泡，称为气泡。产生的原因： 1.模具温度过高 2.金属液卷入气体过多 3.涂料过多，浇入前未燃净，使挥发气体被包在铸件表面。 4.排气不畅 5.开模过早 三、孔穴 孔穴包括气孔和缩孔 气孔，气孔有两种：一种是金属液卷入气体形成内表面光亮和光滑、形状较为规则的孔洞，另一种是合金熔炼不正
确或精炼不够，气体溶解于合金中。压铸时，激冷甚剧，凝固很快，溶于金属中的气体来不及析出，使金属内的气体留在铸件内形成孔洞。产生的原因有： 1.浇口位置选择和导流不当，导致金属液进入型腔产生正面撞击及漩涡。 2.流道形状设计不良， 3.压室充满度不够 4.内浇口速度太高，形成端流。 5.排气不畅 6.模具型腔位置太深 7.机械加工于量太大 8.涂料过多，在填充前未燃尽 9.炉料不干净，精炼不良 缩孔，铸件在凝固过程中，由于金属补充不足形成的暗色、形状不规则的孔洞。产生的原因有： 1.合金规范不合适，浇入温度过高 2.金属液过热时间太长 3.比压太低 4.余料柄太薄，最终补压不到作用 5.内浇口截面积过小（主要是厚度不够） 6.溢流槽位置不对或容量不够
7.铸件结构不合理，有热节部位，并且该处无法用溢流槽解决 8.铸件的壁厚变化太大 四、夹杂 夹杂又称为夹物、砂眼、夹渣。在铸件表面或内部形成不规则的孔穴部分或全部充塞着杂物，产生的原因有： 1.炉料不干净 2.合金精炼不够，熔渣未除净 3.舀取金属液时带入熔渣及金属氧化物 4.模具未清里干净 5.涂料中石墨太多 五、冷豆 冷豆也称铁豆，其表现是嵌在铸件表面，未和铸件完全融合的金属颗粒，产生的原因有： 1.浇注系统设置不当 2.填充速度过快 3.金属过早进入型腔 六、麻面 产生的原因是由于填充时，金属液分散成密集液滴，高速撞击型壁，结果形成具有强烈流向的细小、密集的麻点区域。 七、印痕
土壤重金属污染论文 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
姓名：曹兴国 班级：机设c126 学号：125950 土壤重金属污染问题 随着现代工业的发展，工业排出的污染物越来越多，对环境造成的危害越来越严重，土壤的重金属污染就是一个例子。土壤污染对人类的身心都造成了巨大的危害，土壤重金属污染治理已经刻不容缓。 土壤重金属污染是指由于人类活动，土壤中的微量有害元素在土壤中的含量超过背景值，过量沉积而引起的含量过高，统称为土壤重金属污染。污染土壤的重金属主要包括汞（Hg）、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)和类金属砷(As)等生物毒性显着的元素，以及有一定毒性的锌(Zn)、铜(Cu)、镍(Ni)等元素。主要来自农药、废水、污泥和大气沉降等，如汞主要来自含汞废水，镉、铅污染主要来自冶炼排放和汽车废气沉降，砷则被大量用作杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂和除草剂。过量重金属可引起植物生理功能紊乱、营养失调，镉、汞等元素在作物籽实中富集系数较高，即使超过食品卫生标准，也不影响作物生长、发育和产量，此外汞、砷能减弱和抑制土壤中硝化、氨化细菌活动，影响氮素供应。重金属污染物在土壤中移动性很小，不易随水淋滤，不
为微生物降解，通过食物链进入人体后，潜在危害极大，应特别注意防止重金属对土壤污染。 四川某乡的重金属污染是众多污染区域、污染类型中的一个案例，是长江上游地区的小规模金属冶炼、加工为主要产业的地区的典型代表。该乡自1989年起发展小高炉炼铜业，这些小高炉均无环保设施，生产采用的原料大部分为冶炼厂的下脚料，含有多种重金属元素。生产中释放的大量烟尘未经任何除尘处理，直接排向空中。经过大气中重金属沉降而造成污染。过量的重金属会引起植物生理功能紊乱、营养失调、发生病变，且重金属不能被土壤微生物所降解，在土壤中不断累积，同时为生物所富集并通过食物链在人体体内积累，进而危害人体健康。 土壤重金属污染的治理有以下几种方法： （1）工程治理。工程治理是指用物理或物理化学的原理来治理土壤重金属污染。主要有客土、换土、翻土和去表土。客土是在污染的土壤上加入未污染的新土；换土是将以污染的土壤移去，换上未污染的新土；翻土是将污染的表土翻至下层；去表土是将污染的表土移去等。淋洗法是用淋洗液来淋洗污染的土壤；热处理法是将污染土壤加热，使土壤中的挥发性污染物（Hg）挥发并收集起来进行回收或处理；电解法是使土壤中重金属在电解、电迁移、电渗和电泳等的作用下在阳极或阴极被移走。工程治理措施效果彻底、稳定，但实施复杂、治理费用高、易引起土壤肥力降低。
. 铝铸件常见缺陷及分析 -------------------------------------------------------------------------------- 氧化夹渣一 缺陷特征：氧化夹渣多分布在铸件的上表面，在铸型不通气的转角部位。断口多呈灰白色 光透视或在机械加工时发现，也可在碱洗、酸洗或阳极化时发现或黄色，经x 产生原因：．炉料不清洁，回炉料使用量过多1 浇注系统设计不良2. 3．合金液中的熔渣未清除干净4．浇注操作不当，带入夹渣5.精炼变质处理后静置时间不够防止方法：1．炉料应经过吹砂，回炉料的使用量适当降低2．改进浇注系统设计，提高其挡渣能力3.采用适当的熔剂去渣4．浇注时应当平稳并应注意挡渣．精炼后浇注前合金液应静置一定时间5 气泡二气孔一般是发亮的氧化皮，具有光滑的表面，缺陷特征：三铸件壁内气孔一般呈圆形或椭圆形，光透视或机械加X有时呈油黄色。表面气孔、气泡可通过喷砂发现，内部气孔气泡可通过光底片上呈黑色气泡在X工发现气孔产生原因：．浇注合金不平稳，卷入气体1) 马粪等如煤屑、草根芯)砂中混入有机杂质(．型2( 3．铸型和砂芯通气不良4．冷铁表面有缩孔5．浇注系统设计不良：防止方法1．正确掌握浇注速度，避免卷入气体。砂中不得混入有机杂质以减少造型材料的发气量(芯)2．型砂的排气能力芯)3．改善( 4．正确选用及处理冷铁5．改进浇注系统设计缩松三缺陷特征：铝铸件缩松一般产生在内浇道附近飞冒口根部厚大部位、壁的厚薄转接处和具 光底x在铸态时断口为灰色，浅黄色经热处理后为灰白浅黄或灰黑色在有大平面的薄壁处。断口等检查方法发现片上呈云雾状严重的呈丝状缩松可通过X光、荧光低倍产生原因：1．冒口补缩作用差2．炉料含气量太多. . ．内浇道附近过热3 ．砂型水分过多，砂芯未烘干4 5．合金晶粒粗大6．铸件在铸型中的位置不当7．浇注温度过高，浇注速度太快 防止方法： 1．从冒口补浇金属液，改进冒口设计 2．炉料应清洁无腐蚀 3．铸件缩松处设置冒口，安放冷铁或冷铁与冒口联用 4．控制型砂水分，和砂芯干燥 5．采取细化品粒的措施 6．改进铸件在铸型中的位置降低浇注温度和浇注速度 四裂纹 缺陷特征: 1．铸造裂纹。沿晶界发展，常伴有偏析，是一种在较高温度下形成的裂纹在体积收缩较大的合金和形状较复杂的铸件容易出现 2．热处理裂纹：由于热处理过烧或过热引起，常呈穿晶裂纹。常在产生应力和热膨张系数较大的合金冷却过剧。或存在其他冶金缺陷时产生 产生原因：1．铸件结构设计不合理，有尖角，壁的厚薄变化过于悬殊 2．砂型(芯)退让性不良 3．铸型局部过热
研究生课程考核试卷 （适用于课程论文、提交报告） 科目：水体中重金属研究现状教师：方芳姓名：夏克非学号：20151702012t 专业：环境科学类别：（学术） 上课时间：20 15年10月至20 15年12月考生成绩： 阅卷评语： 阅卷教师(签名) 重庆大学研究生院制
水体重金属污染现状及处理方法研究进展 摘要：由于现代工业的发展，煤、矿物油的燃烧以及固体废弃物的堆置等导致大量 重金属进入河流，使水体重金属污染成为世界范围内的环境问题。水体重金属污染 治理包括外源控制和内源控制两方面。外源控制主要是对采矿、电镀、金属熔炼、 化工生产等排放的含重金属的废水、废渣进行处理,并限制其排放量;内源控制则是 对受到污染的水体进行修复。本文介绍现常用的各种重金属废水的处理技术研究现 状，及生物淋滤技术和湿地系统修复重金属污染河流底泥研究进展。 关键词：重金属污染，吸附法，生物淋滤法，湿地系统 重金属污染是危害最大的水污染问题之一。重金属通过矿山开采、金属冶炼、金属加工及化工生产废水、化石燃料的燃烧、施用农药化肥和生活垃圾等人为污染源,以及地质侵蚀、风化等天然源形式进入水体[1],加之重金属具有毒性大、在环境中不易被代谢、易被生物富集并有生物放大效应等特点[2],不但污染水环境,也严重威胁人类和水生生物的生存。目前,人们对水体重金属污染问题已有相对深入的研究,同时采取了多种方法对重金属废水和污染的水体进行处理和修复。本文主要对水体重金属污染现状及治理方法研究进展进行介绍。 1水体重金属污染现状 由于现代工业的发展，煤、矿物油的燃烧以及固体废弃物的堆置等导致大量重金属进入河流，其中99%的重金属沉积进入水体底泥，使水体底泥重金属污染成为世界范围内的环境问题［3-5］。2003年黄河、淮河、松花江、辽河等十大流域的流域片重金属超标断面的污染程度均为超Ⅴ类[6]。2004年太湖底泥中总铜、总铅、总镉含量均处于轻度污染水平[7]。黄浦江干流表层沉积物中Cd超背景值2倍、Pb超1倍、Hg含量明显增加;苏州河中Pb全部超标、Cd为75%超标、Hg为62.5%超标[8]。城市河流有35.11%的河段出现总汞超过地表水Ⅲ类水体标准,18.46%的河段面总镉超过Ⅲ类水体标准,25%的河段有总铅的超标样本出现[9]。葫芦岛市乌金塘水库钼污染问题严重,钼浓度最高超标准值13.7倍。由长江、珠江、黄河等河流携带入海的重金属污染物总量约为3.4万t,对海洋水体的污染危害巨大。全国近岸海域海水采样品中铅的超标率达62.9%,最大值超一类海水标准49.0倍;铜的超标率为25.9%,汞和镉的含量也有超标现象[10]。大连湾60%测站沉积物的镉含量超标,锦州湾部分测站排污口邻近海域沉积物锌、镉、铅的含量超过第三类海洋沉积物质量标准[11]。波兰由采矿和冶炼废物导致约50%的地表水达不到水质三级标准[12]。重金属污染危害儿童和成人的身体健康乃至生命[13]。如人体若摄取了过多的钼元素会导致痛风样综合症、关节痛及畸形、肾脏受损,并有生长发育迟缓、动脉硬化、结蒂组织变性等病症[14]。当前,儿童铅中毒、重金属致胎儿畸形、砷中毒等事件也屡有发生,使重金属污染成为关系到人类健康和生命的重大环境问题。
苏州荣科精密机械有限公司 产品表面外观缺陷的限定标准 1 范围 本规范规定了产品中结构件的表面等级划分及其外观质量要求。 本规范适用于本公司及子公司结构产品表面外观的标准判定，产品的装配生产及结构验收；也可用于指导设计。 本规范同样适用于外购件的验收，当外购个别件不属于本公司专用型号时，也可按供应商的质量标准对其进行验收，具体要求应参照相应外购件的技术说明书等文件。 2 术语 2.1 产品：指本公司确定的、处于向本公司客户发货状态下的物品，如整机、模块、散件。 2.2 A级表面：重要外观表面，体现产品外观形象，具有装饰性，可以直接正视到的主要外观表面。 2.3 B级表面：主要外表面，半装饰性的经常可见的外观表面。 2.4 C级表面：次要外表面和内表面，不是以装饰为目的，表面质量要求不高的结构表面。除A、B级表面外的表面均为C级表面。
2.5 正视：指检查者站立于被检查表面的正面、视线与被检表面呈45-90度而进行观察。 2.6 金属表面：包括电镀、氧化、钝化、以及金属压铸面、金属机械加工面等表面为金属质感的表面，非喷涂面。 2.7 拉丝：是一种砂带磨削加工，通过砂带对金属表面进行磨削加工，去除金属表面缺陷，并形成具有一定粗糙度、纹路均匀的装饰表面。 2.8 喷涂保护面：零件在喷涂过程中，依据图纸要求，对不要求喷涂的表面进行了保护处理的表面。 3 缺陷定义 3.1 金属表面 3.1.1 模具痕：折弯等模具成型过程中在结构件表面产生的压痕、轻微凹坑等。 3.1.2 磨擦痕：加工过程中板材在机床台面运动过程中产生的轻微划痕，无凹入感。 3.1.3 运动部件摩擦痕：样本架等在运送过程中和基体产生的痕迹。 3.1.4 焊渣：指电镀、氧化前，金属焊接时飞溅到焊缝位置以外区域的、牢固粘附在基材表面的金属点状颗粒。 3.1.5 烧伤：拉丝处理时因操作不当、造成零件表面过热而留下的烧蚀痕迹。 3.1.6 凹坑：由于基体材料缺陷、或在加工过程中操作不当等原因而在材料表面留下的小坑状痕迹。 3.1.7 抛光区：对基材上的腐蚀、划伤、焊接区、铆接区等部位进行机械打磨抛光后表现出的局部高光泽、光亮区域及焊接的背面所呈现出的打磨痕迹。 3.1.8 镀前划伤：指电镀或氧化之前的基体材料上的划伤痕迹，手摸有明显的凹入感。
铸造铸件常见缺陷分析 工艺过程复杂，影响铸件质量的因素很多，常见的铸件缺陷名称、特征和产生的原因，见表。 1
常见铸件缺陷及产生原因 缺陷名称特征产生的主要原因 气孔 在内部或表面 有大小不等的 光滑孔洞①炉料不干或含氧化物、杂质多；②浇注工具或炉前添加剂未烘干；③型砂含水过多或起模和修型时刷水过多；④型芯烘干不充分或型芯通气孔被堵塞；⑤春砂过紧，型砂透气性差；⑥浇注温度过低或浇注速度太快等 缩孔与缩松缩孔多分布在 铸件厚断面 处，形状不规 则，孔内粗糙①铸件结构设计不合理，如壁厚相差过大，厚壁处未放冒口或冷铁；②浇注系统和冒口的位置不对； ③浇注温度太高；④合金化学成分不合格，收缩率过大，冒口太小或太少 2
砂眼 在铸件内部或 表面有型砂充 塞的孔眼①型砂强度太低或砂型和型芯的紧实度不够，故型砂被金属液冲入型腔；②合箱时砂型局部损坏；③浇注系统不合理，内浇口方向不对，金属液冲坏了砂型；④合箱时型腔或浇口内散砂未清理干净 粘砂铸件表面粗 糙，粘有一层 砂粒①原砂耐火度低或颗粒度太大；②型砂含泥量过高，耐火度下降；③浇注温度太高；④湿型铸造时型砂中煤粉含量太少；⑤干型铸造时铸型未刷涂斜或涂料太薄 夹砂铸件表面产生 的金属片状突 起物，在金属 片状突起物与 铸件之间夹有①型砂热湿拉强度低，型腔表面受热烘烤而膨胀开裂；②砂型局部紧实度过高，水分过多，水分烘干后型腔表面开裂；③浇注位置选择不当，型腔表面长时间受高温铁水烘烤而膨胀开裂；④浇注温度过高，浇注速度太慢 3
一层型砂 错型铸件沿分型面 有相对位置错 移①模样的上半模和下半模未对准；②合箱时，上下砂箱错位；③上下砂箱未夹紧或上箱未加足够压铁，浇注时产生错箱 冷隔铸件上有未完 全融合的缝隙或洼坑，其交接处是圆滑的①浇注温度太低，合金流动性差；②浇注速度太慢或浇注中有断流；③浇注系统位置开设不当或内浇道横截面积太小；④铸件壁太薄；⑤直浇道（含浇口杯）高度不够；⑥浇注时金属量不够，型腔未充满 浇不足 铸件未被浇满 裂纹铸件开裂，开 裂处金属表面①铸件结构设计不合理，壁厚相差太大，冷却不均匀；②砂型和型芯的退让性差，或春砂过紧；③落 4
压铸件常见缺陷分析 一、锌合金压铸件表面有花纹，并有金属流痕迹产生原因： 1、通往铸件进口处流道太浅。 2、压射比压太大，致使金属流速过高，引起金属液的飞溅。 调整方法：1、加深浇口流道。2、减少压射比压。 二、锌合金压铸件表面有细小的凸瘤产生原因： 1、表面粗糙。 2、型腔内表面有划痕或凹坑、裂纹产生。 调整方法：1、抛光型腔。2、更换型腔或修补。 三、铸件表面有推杆印痕，表面不光洁，粗糙产生原因： 1、推件杆（顶杆）太长； 2、型腔表面粗糙，或有杂物。 调整方法：1、调整推件杆长度。2、抛光型腔，清除杂物及油污。 四、锌合金压铸件表面有裂纹或局部变形产生原因： 1、顶料杆分布不均或数量不够，受力不均： 2、推料杆固定板在工作时偏斜，致使一面受力大，一面受力小，使产品变形及产生裂纹。 3、铸件壁太薄，收缩后变形。 调整方法： 1、增加顶料杆数量，调整其分布位置，使铸件顶出受力均衡。 2、调整及重新安装推杆固定板。 五、锌合金压铸件表面有气孔产生原因： 1、润滑剂太多。 2、排气孔被堵死，气孔排不出来。 调整方法：1、合理使用润滑剂。2、增设及修复排气孔，使其排气通畅。 六、铸件表面有缩孔产生原因： 压铸件工艺性不合理，壁厚薄变化太大。金属液温度太高。 调整方法：1、在壁厚的地方，增加工艺孔，使之薄厚均匀。2、降低金属液温度。 七、铸件外轮廓不清晰，成不了形，局部欠料产生原因： 1、压铸机压力不够，压射比压太低。 2、进料口厚度太大； 3、浇口位置不正确，使金属发生正面冲击。 调整方法： 1、更换压铸比压大的压铸机； 2、减小进料口流道厚度； 3、改变浇口位置，防止对铸件正面冲击。 八、铸件部分未成形，型腔充不满产生原因： 1、压铸模温度太低； 2、金属液温度低； 3、压机压力太小， 4、金属液不足，压射速度太高； 5、空气排不出来。 调整方法：1、提高压铸模，金属液温度；2、更换大压力压铸机。3、加足够的金属液，减小压射速度，加大进料口厚度。 九、压铸件锐角处充填不满产生原因： 1、内浇口进口太大； 2、压铸机压力过小； 3、锐角处通气不好，有空气排不出来。 调整方法：1、减小内浇口。2、改换压力大的压铸机。3、改善排气系统 十、铸件结构疏松，强度不高产生原因： 1、压铸机压力不够； 2、内浇口太小； 3、排气孔堵塞。
食品重金属概念：欧盟颁布的第(EC)1881/2006号法规重新规定了对食品增补剂内的铅、汞及镉的最大限量。其中，建议所有食品增补剂内铅的最大限量为3.0 mg/kg；汞的最大限量为0.10 mg/kg；单独由或主要由干海藻或海藻派生品构成的食品增补剂内，镉的最大限量为3.0 mg/kg，其他食品增补剂内镉的最大限量拟定为1.0 mg/kg。重金属是什么？对人体有何危害？ 重金属指比重大于4或5的金属，约有45种，如铜、铅、锌、铁、钴、镍、锰、镉、汞、钨、钼、金、银等。尽管锰、铜、锌等重金属是生命活动所需要的微量元素，但是大部分重金属如汞、铅、镉等并非生命活动所必须，而且所有重金属超过一定浓度都对人体有毒。重金属中毒会使体内的蛋白质凝固。 如汞中毒的临床表现有，全身症状为头痛、头昏、乏力、发热。口腔及消化道症状表现为齿龈红肿酸痛、糜烂出血、牙齿松动、龈槽溢脓，口腔有臭味，并有恶心、呕吐、食欲不振、腹痛、腹泻。皮肤接触可出现红色斑丘疹，以四肢及头面部分布较多。少数患者可有肾损害，个别严重者可有咳嗽、胸痛、呼吸困难、绀紫等急性间质性肺炎的表现。 重金属元素由于某些原因未经处理就被排入河流、湖泊或海洋，或者进入了土壤中，使得这些河流、湖泊、海洋和土壤受到污染，它们不能被生物降解。鱼类或贝类如果积累重金属而为人类所食，或者重金属被稻谷、小麦等农作物所吸收被人类食用，重金属就会进入人体使人产生重金属中毒，轻则发生怪病(水俣病、骨痛病等)，重者就会死亡。所以我们不要过量地进食海产，每次进食前一定要把海产彻底煮熟，以免吃入细菌 摘要：本文简要介绍了目前食品中重金属的污染慨况，简述了国内外对食品中重金属污染限量规定的情况。着重介绍了食品中重金属的检测技术并讨论了其未来的发展趋势。 1. 引言 重金属是指比重在5 以上的金属，如铜、铅、锌、镍、钴、镉、铬、汞、铋、锡、锑、铌、钼等[1]。重金属广泛分布于大气圈,岩石圈,水和生物圈中。在通常情况下,重金属的自然本底浓度不会达到有害的程度。但随着社会工业化的快速发展，人类对重金属的开采冶炼和制造加工活动日益增多，从而造成一些重金属如铅、汞、镉、钴等进入大气、水、土壤环境，引起严重的环境污染。我们通常所说的重金属污染是指因为人类活动导致环境中的有害有毒重金属含量增加并超出正常范围而引起的环境质量恶化。 从食品安全方面关注的重金属污染，目前最引起人们关注的主要是汞、镉、铅、铬，以及类金属砷等有显著生物毒性的重金属。其中砷虽然是非金属元素，但其来源及危害都与重金属相似，所以通常也将其列为重金属进行研究讨论。重金属主要通过污染食品、饮
SICHUAN KINYUE OPTOELECTRONIC TECH CO.,LTD 产品外观通用检验标准 文件版本 修订章节 修 订 说 明 A 首次发行 编制部门 批 准 审 核 编 制 技术部 授控状态： 遥 控 文件编号： KYW-AW-002 版 本： A 页 数： 3 生效日期： 2010-02-04 发文编号：
SICHUAN KINYUE OPTOELECTRONIC TECH CO.,LTD 产品外观通用检验标准 共 3页 第 1 页 文 件 编 号 KYW-AW-002 批 准 审核 编制 版 本 A 发 行 日 期 2010-02-04 1.目的：为了使检验人员在进行产品检验作业时有作业的依据，为更好的满足客户要求. 2.范围：本标准适用于原料/半成品/成品的检验 3..检验方法: 3.1.在40W 灯光下.，双眼距产品30cm ； 3.2身体坐正，以肉眼观察或者相关仪器检查； 3.3.肉眼注视产品不超过5s. 4.缺点的定义： 4.1.严重缺点(CRITICAL DEFECT) 不良缺点足使产品完全失去功能或特殊限定之缺点为客户不能接受者（例如：产品混料等） 4.2主要缺点（MAJOR DEFECT) 不良缺点足使产品失去部分功能或有较严重的外观不良，包装缺陷影响客户作业为客户不能接受 (例如：标示不当，严重划伤等) 4.3. 次要缺点（MINOR DEFECT) 不良缺点虽然不影响产品功能，但存在潜在危机或客户拒接接受者（例如:外观稍有不良，包装箱脏污等） 5.缺点判定 凡一个产品不良数，视其检验结果，以最严重之不良缺点来判定 6.产品本体外观级面定义: I 级面定义：产品本体的上视面、前视面以及LOGO 面. II 级面定义：本体所有侧面及背面. III 级面定义：产品底面以及隐藏面