（1）锻造缺陷分类

原材料、加热工艺、锻造工艺及锻后处理等都会造成锻造缺陷的产生。

一般来说，对于不同的锻造成形方法，由于其受力情况不同，锻件的应力应变特点也不一样，由此产生的锻造缺陷也会不同。例如：坯料镦粗时锻造缺陷主要是在锻件侧表面产生45°方向或纵向的裂纹；矩形截面的坯料在拔长时主要产生的是表面横向裂纹和角裂纹以及内部的对角线裂纹和横向裂纹；高温合金锻件缺陷以粗晶和裂纹为主，奥氏体不锈钢锻件缺陷以晶间贫铬、铁素体带状组织和裂纹为主，铝合金锻件则以粗晶、折叠、涡流和穿流为主。

锻造缺陷按照影响因素进行分类，主要有原材料因素、备料不当、加热工艺不当、锻造工艺不当、锻后冷却不当、锻后热处理工艺不当、锻后清理工艺不当等引起的锻造缺陷。

原材料因素而引起的锻造缺陷主要包括：表面裂纹、折叠、结疤、层状断口、亮线、非金属夹杂、碳化物偏析、铝合金氧化膜、白点、粗晶环和缩管残余等。

备料不当而引起的锻造缺陷主要包括：切斜、坯料端部弯曲并带毛刺、坯料断面凹陷、端部裂纹、气割裂纹和凸芯开裂等。

加热工艺不当而引起的锻造缺陷主要包括：脱碳、增碳、过热、过烧、加热裂纹和铜脆等。

锻造工艺不当而引起的锻造缺陷主要包括：大晶粒、晶粒不均匀、冷硬现象、锻造裂纹、龟裂、飞边、折叠、穿流、带状组织、局部充填不足和错移等。

锻后冷却不当而引起的锻造缺陷主要包括：冷却裂纹和网状碳化物。

锻后热处理工艺不当而引起的锻造缺陷主要包括：硬度过高或硬度不够、硬度不均匀。

锻后清理工艺不当而引起的锻造缺陷主要包括：酸洗过度和腐蚀裂纹。

由此可见，锻造裂纹是锻造过程中的一种常见缺陷，它的形成和扩展与应力状态、变形温度、变形速率和金属的微观组织结构有关。

（2）锻造裂纹的形成

在锻造过程中锻件的应力状态直接影响着锻造裂纹的产生，金属材料的微观组织和力学性能是否均匀对锻造裂纹的形成也有非常重要的影响。

在锻造工艺中材料变形不均匀性会产生附加应力，它影响着裂纹的产生。在构件的加热或冷却过程中由于温度的不均匀性会引起热胀冷缩的不均匀性，从而在构件内部产生内应力，一般来说，在温度变化较快的地方承受拉应力作用，在温度变化较慢的地方承受压应力作用。同样，在锻造过程中若存在组织转变不同时就容易产生组织应力。

对于温度应力，在冷却开始时构件表层温度低于心部温度，故表层的收缩受到心部的阻碍，所以表层承受拉应力，心部则承受与之平衡的压应力作用；在冷却结束阶段，表层温度接近常温而不再收缩，但心部温度仍高于常温而存在进一步的收缩现象，所以热应力分布发生了反向。

对于组织应力，当工件表层冷却至马氏体转变温度时发生体积膨胀，但此时心部温度仍高于该转变温度而保持奥氏体态，它也因此阻碍了表层金属的体积膨胀，所以表层承受压应力作用而心部承受与之平衡的拉应力作用；当心部发生马氏体转变且其形成的马氏体含量越来越多时，心部的体积膨胀越来越大，而且在表层体积不再膨胀时，心部的体积膨胀就受到了表层金属的阻碍，所以组织应力分布在此时发生了反向。

温度应力和组织应力所对应的这种应力状态在保持下来后就成了残余应力，它对裂纹的产生有直接的影响。

另一方面，金属材料的微观组织和力学性能是否均匀对锻造裂纹的形成也有非常重要的影响。对于微观组织和力学性能较为均匀的材料，塑性变形最先在应力最大的区域发生，当它产生的应力足够大时就会形成裂纹，这种裂纹主要以穿晶或穿晶与沿晶混合的方式进行扩展。对于微观组织和力学性能并不均匀的材料，由于晶界处的变形程度较大，而且晶界又往往是冶金缺陷和非金属夹杂等较为集中的地方，所以在高温变形条件下晶界属于弱化相。因此，锻造裂纹容易在冶金缺陷所引起的应力集中处、低强度低塑性的第二相和非金属夹杂处、第二相及非金属夹杂与基体金属的相界面处产生，并根据扩展阻力最小的途径进行扩展。例如，在热锻时如果受力均匀分布，那么裂纹会沿结合力较弱的晶界和相界面进行扩展。