夾雜物和疊層

所有金屬和合金產(chǎn)品中都自然存在夾雜物和疊層。大多數(shù)人會(huì)聽(tīng)到“包含”或“層壓”一詞，并認(rèn)為存在缺陷，但不應(yīng)懼怕這些詞并自動(dòng)想到“缺陷”或“拒絕”。只有在嚴(yán)重的情況下，它們才會(huì)導(dǎo)致廢品，并且存在可以顯著提高金屬清潔度并減少夾雜物和疊層的重熔工藝。

什么是夾雜物？

夾雜物是諸如氧化物和硫化物之類(lèi)的化合物，它們?cè)谌廴跔顟B(tài)下形成并在鑄錠和板坯中凝固。由于在所有金屬合金中都發(fā)現(xiàn)了夾雜物，因此唯一的問(wèn)題是夾雜物的嚴(yán)重性。在大多數(shù)情況下，它們是不可見(jiàn)的，不應(yīng)引起關(guān)注。

1.合金中夾雜物的
圖像2.磁性粒子無(wú)損檢測(cè)突出顯示的“嚴(yán)重”夾雜物的圖像

不銹鋼和耐熱合金的典型制造方法：未精煉的空氣電弧熔化或AOD（氬氧脫碳）精煉無(wú)法消除夾雜物。另一方面，二次熔煉工藝，例如真空電弧熔煉（VAR）和電渣重熔（ESR），可從熔體中提煉出夾雜物。在美國(guó)，ESR重熔是首選，并且是更經(jīng)濟(jì)，更容易獲得的重熔過(guò)程。

產(chǎn)品中可能存在包含夾雜物簇的小區(qū)域，而產(chǎn)品的其余部分均不受影響。僅當(dāng)此類(lèi)群集可見(jiàn)時(shí)才引起關(guān)注。

為什么在產(chǎn)品出廠前我們沒(méi)有發(fā)現(xiàn)這些？

典型尺寸分布內(nèi)的非金屬夾雜物很難通過(guò)無(wú)損檢測(cè)（NDT）進(jìn)行檢測(cè)。它們通常太小而無(wú)法使用超聲檢查進(jìn)行識(shí)別，并且由于它們太小而沒(méi)有有害影響。

什么是覆膜？

層壓是鋼或合金的缺陷，是由于鋼錠或鋼坯上的水泡，接縫，異物和/或劃痕導(dǎo)致的，在軋制過(guò)程中無(wú)法修復(fù)，因此不合格。

疊片可以是：

• 金屬表面上的一圈軋制，產(chǎn)品出廠時(shí)不可見(jiàn)，但在進(jìn)一步加工或軋制時(shí)會(huì)打開(kāi)

• 彎曲時(shí)打開(kāi)的瑕疵

1.合金中的疊層
圖片2.碳鋼水泡中的“嚴(yán)重”疊層圖片

它們?nèi)绾我约昂螘r(shí)有害？

如果夾雜物足夠稠密，則會(huì)妨礙加工。它們可能會(huì)影響產(chǎn)品的可焊性。

如果內(nèi)部疊片違反了產(chǎn)品的超聲測(cè)試（UT）或渦流測(cè)試要求，則將被認(rèn)為是缺陷，盡管如前所述，它們很難用普通的NDT進(jìn)行檢測(cè)。

出現(xiàn)夾雜物和/或疊層時(shí)該怎么辦？

夾雜物自然存在于所有金屬中，幾乎不可能排除它們的存在。如果希望減少產(chǎn)品中夾雜物的機(jī)會(huì)，則應(yīng)采用傾向于排除夾雜物的熔融方法生產(chǎn)產(chǎn)品，例如ESR（電渣重熔）產(chǎn)品。ESR在帶有稀薄，流動(dòng)的熔融爐渣的爐子中進(jìn)行，爐渣停留在重熔水坑的頂部，許多夾雜物都向其中遷移。但是，即使是那些，也不能保證沒(méi)有包容性。

較小的表面疊片可能會(huì)被磨掉。小型疊片也可以焊接并混入（拋光）到母材中。照片中的碳鋼水泡是該評(píng)論的例外。

由于并非總是在整個(gè)條形，板形或其他形式中都發(fā)現(xiàn)夾雜物和疊片，因此我們應(yīng)嘗試“解決”問(wèn)題。繼續(xù)進(jìn)行加工或焊接，看看問(wèn)題是否停止。切掉受影響的區(qū)域，如果允許，修理焊縫，然后繼續(xù)加工。
當(dāng)一個(gè)人對(duì)夾雜物簇的容忍度為零時(shí)，應(yīng)該鼓勵(lì)以更高的相關(guān)成本使用重熔產(chǎn)品，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒o(wú)損檢測(cè)，因?yàn)檫@是不完善的。使用二次熔融法（例如ESR）生產(chǎn)的合金的無(wú)損檢測(cè)合格率大大提高。如前所述，可能無(wú)法檢測(cè)到夾雜物，但是客戶(hù)可以再次考慮以下任何因素，以增加成本：

• 視覺(jué)零件檢查

• 零件的磁粉或熒光滲透檢查

• 根據(jù)公認(rèn)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鋼筋進(jìn)行UT（超聲波測(cè)試），并在UT無(wú)效的情況下有限地丟棄鋼筋末端。盡管成功將在很大程度上取決于驗(yàn)收等級(jí)，但通常使用AMS 2631和AMS STD 2154