下面對組織和性能不均的材料，具體分析金屬組織對鍛造裂紋發(fā)生和發(fā)展的影響。
      1.微觀裂紋的產(chǎn)生
      鍛造過程中金屬組織狀況對微觀裂紋的產(chǎn)生主要有下列三種情況。
      1)冶金和組織缺陷處應(yīng)力集中。在原材料的冶金和組織缺陷處，如疏松、夾雜物等的尖角處，在外力作用下發(fā)生應(yīng)力集中；在第二相和基體相交界處，特別是第二相的尖角處容易產(chǎn)生應(yīng)力集中。在應(yīng)力集中處較早達(dá)到金屬的屈服點(diǎn)，引起塑性變形，當(dāng)變形量超過材料的極限變形程度和應(yīng)力超過材料的極限強(qiáng)度時(shí)便產(chǎn)生微觀裂紋。
      2)第二相及夾雜物本身的強(qiáng)度低和塑性差。第二相及夾雜物本身強(qiáng)度低，塑性差，受外力或微量變形時(shí)即產(chǎn)生開裂。具體的有下列一些情況：
      ①晶界為低熔點(diǎn)物質(zhì)。鍛造過程中常見的銅脆、紅脆和錫脆等皆是由于在晶界的剪切和遷移中微觀裂紋首先于晶界處的低熔點(diǎn)物質(zhì)本身中發(fā)生而后發(fā)展的。
      ②晶界存在脆性的第二相或非金屬的夾雜物。脆性物質(zhì)包括：碳化物、氮化物、氧化物、硅酸鹽、硼化物及金屬間化合物。當(dāng)晶界剪切和滑移時(shí)，上述物質(zhì)有不同程度的破碎，當(dāng)晶界物質(zhì)的破碎得不到及時(shí)修復(fù)時(shí)，微觀裂紋便在此處發(fā)生和發(fā)展。
      ③第二相為強(qiáng)度低于基體的韌性相。亞共析鋼、奧氏休不銹鋼，馬氏體不銹鋼中的鐵素體屬于此種情況。
      3)第二相及非金屬夾雜與基體之間在力學(xué)性能和理化性能上有差異。在此種情況下， 微觀裂紋往往產(chǎn)生在它們交界處，這是他們之間結(jié)合力較弱的緣故。例如奧氏體不銹鋼鍛件中存在鐵素體相時(shí)，兩相具有不同的變形抗力，由于熱鍛時(shí)兩者的變形程度不同產(chǎn)生了附加應(yīng)力，常常在奧氏體與鐵素體的交界處產(chǎn)生微觀裂紋而后擴(kuò)展。

 

      2.微觀裂紋的擴(kuò)展
      斷裂過程是沿著能量降低的方向，遵循阻力最小的途徑進(jìn)行的。裂紋擴(kuò)展的阻力由裂紋前緣金屬的性能和微觀的斷裂機(jī)制來決定。應(yīng)力狀態(tài)、溫度、應(yīng)變速度及介質(zhì)對裂紋擴(kuò)展的阻力有一定影響。它們是通過對性能和斷裂機(jī)制的影響來影響裂紋擴(kuò)展阻力的。
      裂紋前緣金屬的韌性愈好，則裂紋擴(kuò)展的阻力愈大。韌性是斷裂過程所需能量的參量，而這種能量取決于材料的強(qiáng)度和塑性，它是材料強(qiáng)度和塑性的綜合表現(xiàn)。在保證一定強(qiáng)度的前提下提高塑性，對提高韌性和裂紋擴(kuò)展的阻力具有重要的影響。
      因此，熱鍛過程中，在均勻受力的情況下，裂紋主要沿著強(qiáng)度低和塑性差的“弱區(qū)”(晶界和結(jié)合力弱的相界面等）擴(kuò)展。“弱區(qū)”的性能主要取決于第二相及夾雜物的性能、形狀和分布特點(diǎn)。“弱區(qū)”的強(qiáng)度愈低，塑性愈差，則擴(kuò)展的速度愈快。
      3.宏觀裂紋的擴(kuò)展
      上面所論述的是微觀裂紋的擴(kuò)展途徑，而鍛件上宏觀裂紋的實(shí)際走向是由受力情況和材料的組織情況二者決定的。而且，總的趨勢（方向）是由受力情況決定的。例如當(dāng)二相呈細(xì)小均勻分布時(shí)，宏觀裂紋的擴(kuò)展方向往往與正應(yīng)力的垂直方向或切應(yīng)力的方向一致。當(dāng)夾雜物集中在金屬的某些地區(qū)并呈條帶狀分布時(shí)， 條帶方向便是裂紋擴(kuò)展阻力最小的方向。例如在鐓粗變形時(shí)常常可以觀察到與主拉應(yīng)力的垂直方向及最大剪應(yīng)力方向不完全一致的情況。