在重型機械、能源裝備及航空航天領域，大鍛件的性能直接決定設備在極端工況下的使用性與壽命。然而，金屬材料中的非金屬夾雜物——如硫化物、氧化物及硅酸鹽——始終是制約鍛件質量的“隱形殺手”。這些夾雜物不僅破壞金屬連續性，更在高應力環境下成為疲勞裂紋的源頭。大鍛件失效事故與夾雜物引發的裂紋擴展密切相關，尤其對承受高負荷的使用場景時，大鍛件的夾雜物控制更是質量管控的核心挑戰。

夾雜物的雙重威脅：從熱脆到斷裂

夾雜物可分為內在與外來兩類：

l內在夾雜源于冶煉反應的殘留物（如脫氧產物），

l 而外來夾雜則由爐渣、耐火材料碎屑等污染引入。

低熔點夾雜物（如FeS）在晶界處富集時，會顯著降低材料高溫塑性，導致鍛造過程中出現熱脆性開裂。以42CrMo鋼為例，其鍛造中間工序的裂紋多因晶界硫化物過多引發。更嚴峻的是，夾雜物的尺寸與分布直接影響失效模式——鏈狀或團狀夾雜物會形成局部應力集中，成為鍛件斷裂的導火索，而鋼錠底部的負偏析區往往是這類缺陷的重災區。

創新工藝：從高溫修復到二次鐓拔

傳統鍛造僅能分散夾雜物，卻無法減少其總量。但通過鍛造過程中的高溫塑性修復+二次鐓拔組合工藝，就可以實現了夾雜物形貌控制與裂紋愈合的雙重目的。

1. 高溫自修復機制：在高溫之下，金屬發生再結晶與晶粒長大，裂紋表面因熱膨脹接觸并受壓，原子擴散加速使微裂紋閉合。但這方法需要鋼材一定的保溫時間，太長時間的保溫在工作連續生產的情況下并不現實，不能單用此一方法去解決問題。

2. 二次鐓拔工藝：首鐓拔（預鍛）以破碎鑄態組織、壓實孔隙為主；二次鐓拔（終鍛）則通過準確變形將片狀夾雜物斷裂為彌散顆粒，同時避免已修復缺陷重新開裂。關鍵參數控制（如鐓粗高度不超過首鐓拔的80%）確保夾雜物無害化分布。

天工鍛造將持續深化“超聲檢測+智能工藝優化”雙引擎戰略，踐行“讓每一塊合金臻于完善”的承諾，為全球高端裝備制造保駕護航。