鑄造大型模鍛件和合金鋼模鍛件時,如果加熱速度過快,內外層溫差大,中心部位會因溫度應力和排列應力而開裂。當加熱溫度太高,保溫時間太長,導致輕微過熱時,會出現晶瑩、晶間開裂、粗晶斷裂。
細小的過熱粗晶可以通過退火或正火再結晶來矯正。當發生嚴重過熱時,會出現萘類或石類斷裂。萘斷裂具有魚鱗亮點和穿晶裂紋的特點。導致萘斷裂的原因是粗大的奧氏體晶粒在冷卻過程中轉變為鐵素體時,仍保持其織構特征,形成了極為穩定的晶體織構。巖石斷裂具有明顯的粗晶,表面無金屬光澤,色澤暗淡,晶間開裂。
非金屬摻雜的溶解度隨過熱溫度的升高而增大,是造成巖石斷裂的原因。在冷卻過程中,非金屬摻雜從過飽和粗奧氏體中分離出來,包圍奧氏體晶粒,形成脆化的晶殼。嚴重過熱的鍛造毛坯具有極低的機械性能。萘斷裂可以在高溫下進行歸一化處理,消除晶內織構,而石材斷裂則難以通過熱處理進行矯正。一旦模鍛成形,如果發現石頭斷裂,就無法補救。
當鑄件加熱溫度較低且未充分加熱時,尾部尖利,易產生穿晶裂紋。無后續加熱工藝時,裂紋表面無氧化脫碳現象。
合金結構鋼在終鍛溫度過高的情況下,終鍛后奧氏體繼續長大,甚至超過原晶粒尺寸。在斷裂檢測中可以看到粗晶斷裂,而在高功率研究中則顯示出韋氏排列。如果最終鍛造溫度太低,則鋼處于兩相區,摻雜沿坯料的主要變形方向分布,而從奧氏體中分離的鐵素體優先附著到摻雜表面以形成帶狀排列。
韋氏組織和條狀組織降低了鍛件的力學性能,尤其是沖擊韌性。為了細化晶粒,改善組織,提高力學性能,必須對這種組織的鋼進行徹底退火再結晶。