큰단조원자재의 품질이 좋지 않거나 단조 공정이 적절한 시기에 이루어지지 않을 경우 단조 균열이 발생하기 쉽습니다.
아래에서는 재료의 질이 좋지 않아 단조균열이 발생하는 몇 가지 사례를 소개합니다.
(1)단조잉곳 결함으로 인한 균열

대부분의 잉곳 결함은 그림에서 보듯이 단조 중에 균열을 일으킬 수 있으며, 이는 2Cr13 스핀들 단조의 중앙 균열입니다.
이는 6T 잉곳이 응고될 때 결정화 온도 범위가 좁고 선형 수축 계수가 크기 때문이다.
응축과 수축이 부족하여 내외부의 온도차가 크고, 축방향 인장응력이 커서 수지상정에 균열이 생겨 주괴에 축간균열이 생기고, 이 균열이 단조과정에서 더욱 확대되어 스핀들 단조균열이 되었다.

결함은 다음을 통해 제거할 수 있습니다.
(1)용강 제련의 순도를 높이기 위하여;
(2) 잉곳이 천천히 냉각되어 열응력이 감소합니다.
(3) 좋은 가열제와 단열캡을 사용하여 수축충진 능력을 높인다.
(4) 중앙압축단조공법을 사용한다.

(2)단조강철의 결정립 경계를 따라 유해한 불순물이 침전되어 발생하는 균열.

강의 황은 종종 결정립계를 따라 FeS의 형태로 석출되는데, FeS의 녹는점은 982℃에 불과합니다. 단조 온도가 1200℃에 이르면 결정립계에 존재하는 FeS가 녹아 액상 필름 형태로 결정립을 감싸게 되는데, 이는 결정립 간의 결합을 파괴하고 열취약성을 유발하며, 경미한 단조 후에도 균열이 발생합니다.

강에 함유된 구리를 1100~1200℃의 과산화 분위기에서 가열하면 선택적 산화 작용으로 인해 표면층에 구리가 풍부한 영역이 형성됩니다. 오스테나이트에 대한 구리의 용해도가 구리의 용해도보다 높아지면 구리는 결정립계에 액상 피막 형태로 분포하여 구리 취성을 형성하고 단조가 불가능합니다.
강에 주석과 안티몬이 포함되어 있으면 오스테나이트에서 구리의 용해도가 심각하게 감소하고 취성 경향이 심해집니다.
구리 함량이 높기 때문에 단조 가열 중에 강철 단조품의 표면이 선택적으로 산화되어 결정립계를 따라 구리가 풍부해지고 결정립계의 구리가 풍부한 상을 따라 핵생성 및 팽창하여 단조 균열이 형성됩니다.

(3)단조 균열이질상(2차상)으로 인해 발생

강의 2차 상(second phase)의 기계적 성질은 금속 기지(matrix)의 기계적 성질과 매우 다른 경우가 많기 때문에, 변형이 진행될 때 추가적인 응력으로 인해 전체 공정의 소성이 감소하게 됩니다. 국부 응력이 이종 상과 기지 사이의 결합력을 초과하면 분리가 발생하고 기공이 형성됩니다.
예를 들어, 강철에 포함된 산화물, 질화물, 탄화물, 붕화물, 황화물, 규산염 등이 있습니다.
이러한 단계들이 밀집되어 있다고 가정해 보겠습니다.
특히 약한 결합력이 존재하는 결정립계를 따라 사슬 분포가 분포되면 고온 단조에서 균열이 발생합니다.
20SiMn강 87t 주괴의 결정립계를 따라 미세한 AlN 침전으로 인해 발생한 단조균열의 거시적 형태가 산화되어 다면체 기둥형 결정으로 표현되었습니다.
미시적 분석 결과, 단조 균열은 1차 결정립계를 따라 미세한 입자 AlN이 대량으로 침전된 것과 관련이 있는 것으로 나타났습니다.

대책은단조 균열 방지결정을 따라 알루미늄 질화물이 침전되어 발생하는 현상은 다음과 같습니다.
1. 강철에 첨가되는 알루미늄의 양을 제한하고, 강철에서 질소를 제거하거나 티타늄을 첨가하여 AlN 침전을 억제합니다.
2. 열간 공급 잉곳과 과냉각 상변화 처리 공정을 채택합니다.
3. 열 공급 온도를 높여(>900℃) 직접 열 단조를 실시합니다.
4. 단조 전 충분한 균질화 어닐링을 실시하여 결정립계 석출상 확산을 실시한다.