01 Overheating and burning
When metal is heated too hot or held at temperature too long during processing, the grain structure coarsens — that's overheating. If you push it close to the melting point or really overshoot, low-melting-point constituents at the grain boundaries can actually melt and weaken the structure; that's burning (overcooking).
Overheating shows up as a rough, pitted surface, orange-peel texture, and coarse grains. Alloy strength doesn't drop much, but room-temperature impact toughness and ductility take a serious hit. The material turns brittle, and fractures show coarse crystalline facets. Under high magnification you'll see coarse equiaxed grains, maybe a coarse second phase or Widmanstätten structure. Overheating isn't necessarily a scrap condition — sometimes you can salvage it with re-deformation or re-processing, or downgrade it for less demanding use.
Burning is worse: the surface gets rough, grain boundaries coarsen, straighten, and look hairy, and you may see cracks plus an oxidized film that's prone to melting. Bonding strength drops sharply. Microstructurally, you'll find coarse grain boundaries, melted cavities or eutectic spheres, a liquid-phase network, and irregular voids where several grains meet. After rolling or extrusion, expect grain-boundary cracks, edge cracks on plate, blooming or open cracks on rod ends, or pieces that crack apart — the cracked areas show coarse dendrites and melting traces.
The usual culprits: heating temperature too high, hold time too long, or sitting too long near a high-temperature source. Also, finishing hot-working at too high a temperature or lingering in the hot zone. And if the alloy has low-melting-point elements or excessive low-melting inclusions, you're asking for trouble.
02 Cracks and cracking
(1) Processing cracks: These come from improper process parameters or tooling defects. They split into hot cracks and cold cracks — the difference is in the surrounding microstructure: hot cracks show no obvious change, cold cracks show heavy deformation. Morphologically, you'll see longitudinal, transverse, edge, open-mouth, spiral, periodic transverse, fracture, 45° diagonal, and irregular cracks. By location: local, head, surface, center, and intergranular.
To diagnose processing cracks, look at both the metal itself and the process conditions.
Metal-side factors: alloy composition and impurity levels; ingot defects like cold shuts, scars, and exudations on the surface, plus shrinkage, porosity, inclusions, and segregation internally — these make cracking likely during processing. A well-developed columnar structure with a weak surface is prone to cracking along grain boundaries or the weak plane. Also, if the alloy picked up cracks, burning, overheating, or poor second-phase distribution in earlier steps — or has uneven structure or micro-cracks from phase transformation — you're set up for failure.
(2) Heat treatment cracks
① If the alloy has high residual stress and the thermal stress from heating lines up with it, the combined load can exceed the metal's strength and cause cracking.
② During heating, if a second phase precipitates along grain boundaries, it creates additional stress — or phase transformation itself can cause obvious
03 Inclusions
Inclusions are foreign metal or non-metallic materials embedded in the product surface or matrix, with a clear interface and different properties from the base metal.
In processed products, inclusions typically come from unmelted metal particles in the ingot, large primary crystals, or foreign metal that got mixed in — or from metal compounds, silicates, and covering agents.
Classification and characteristics are basically the same as for cast products. In wrought products, inclusions are usually granular, elongated along the processing direction, with a distinct form and color, and a clear interface. You can spot them under a metallurgical microscope without etching.
04 Foreign matter indentation
When metal or non-metal particles get pressed into the product surface, that's foreign matter indentation.
Metal indentations have a clear interface with the substrate, sharp contours, and a different metallic luster. They appear as points or blocks, and when they peel off, they leave pits. Non-metallic indentations vary in form and color, are more brittle, lack metallic luster, and distribute as points, sheets, or strips along the processing direction — they're hard to peel off.
Where does the foreign matter come from? Oxide scale from heating, lubricant stuck to dies and parts, die fragments and adhered material, metal chips, burrs and fringes from cracked edges, furnace debris and oil, contaminants in the coolant emulsion, and foreign material in the rolling pass or on guide plates.
05 Bubble
After processing or annealing, the surface shows strip-like or bubble-shaped bulges along the processing direction. When cut open, these bulges reveal a cavity, which is referred to as bubbling.
Bubbles typically appear as smooth, elongated strips along the processing direction. When sectioned, the inner walls show a bright metallic color, sometimes with oxides or other inclusions. They are often symmetrically distributed on both sides and are more pronounced in thinner sheets, strips, or thin-walled tubes. Primary causes include ingot porosity, shrinkage voids, improper furnace atmosphere control during billet annealing, excessive furnace temperature, poor fit between the extrusion billet and container or pad, over-lubrication of the piercing needle, inadequate container cleanup, or cracked piercing needles.
06 Lamination
A gap appears in the thickness direction of the product, which separates into layers along the processing direction.
The bonding between layers is incomplete, with larger areas sometimes containing oxides or central impurities. This is often observed in thin strips or after welding thin strips. Fracture inspection of pipes or bars may also reveal delamination in the fracture surface.
The main causes of delamination are: trapped air holes, shrinkage, or central impurities in the ingot that persist through processing and form layers; improper distribution of reduction in hot rolling of plate and strip, with excessive reduction per pass; uneven heating of the billet, with temperatures too high or too low; excessive lubrication on the extrusion billet or piercing needle, cracked piercing needles, or incomplete removal of the extrusion shrinkage tail, which leads to delamination during subsequent stretching or rolling.
07 Corrosão
A corrosão é o processo no qual a superfície do produto reage química ou eletroquimicamente com o meio circundante, formando uma película na superfície.
Após a corrosão, a superfície perde seu brilho metálico e desenvolve manchas de corrosão de várias cores.
A corrosão se forma quando a superfície do produto não está limpa, deixando água residual, emulsão ou outros líquidos, ou quando as condições de armazenamento são inadequadas — como climas úmidos ou gotas de água em contato com a superfície. Além disso, uma atmosfera corrosiva no ambiente pode desencadear a corrosão.
08 Oxidação
A ruptura localizada e o levantamento da superfície do produto é chamada de superfície excessiva. O aparecimento de filamentos metálicos semelhantes a agulhas empenados na superfície é conhecido como sistema de partida.
A superfície excessiva ou o sistema de partida geralmente se distribui contínua ou intermitentemente ao longo da direção de laminação. As áreas afetadas frequentemente contêm carepa de óxido ou outras impurezas centrais. Em tubos e barras, a superfície excessiva aparece como empenamento em forma de língua ou escama de peixe ao longo da direção de processamento, o que pode se agravar em todo o produto, formando nós e feridas. Defeitos espinhosos são mais comuns em produtos pós-laminados.
As principais causas da superfície excessiva incluem: defeitos superficiais como rachaduras ou irregularidades no tarugo; temperaturas de processamento muito altas, causando oxidação superficial, ou etapas de processo anteriores deixando armadilhas de desempenho; contaminação por emulsão, água ou óleo no recipiente de extrusão ou agulha de perfuração; e defeitos de ferramentas ou danos mecânicos durante o processamento.
As principais causas do sistema de partida são: rachaduras nos rolos e bordas irregulares do tarugo com depressões irregulares.
09 Rugas
As rugas são leves depressões corrugadas e áreas elevadas na superfície do produto, tornando-a irregular.
As rugas geralmente se alinham com a direção de laminação ou aparecem diagonalmente, como saliências únicas ou múltiplas que parecem arredondadas e cobrem uma área maior. As principais causas incluem laminação irregular, retidão de dobra unidirecional, tensão irregular dos rolos ou mangas, plasticidade ruim ou excentricidade significativa em tarugos de tubos, deformação não uniforme em tubos de parede espessa, deformação excessiva e ajuste inadequado dos rolos.
10 Superfície Pitting
Uma superfície pitting mostra pequenas depressões pontuais que criam uma textura irregular e áspera. O pitting pode ser localizado ou contínuo; poços individuais são chamados de marcas de varíola, e casos graves são denominados marcados de varíola. O pitting induzido por grão grosso é comumente conhecido como casca de laranja. Principais causas: temperatura de recozimento muito alta ou duração muito longa, levando a grão grosso; decapagem excessiva; taxa de processamento insuficiente deixando a superfície áspera; dureza superficial dos rolos não uniforme, desgaste excessivo, corrosão ou oxidação de ferramentas de laminação, ou contaminação por metal estranho.
11 Dano Mecânico
Forças externas causam desalinhamento entre camadas do produto ou chapa e folha, resultando em cicatrizes como faixas, feixes, crateras ou sulcos afiados na superfície. Tipos comuns incluem abrasões, arranhões, contusões e feridas de pressão.
13 Composição Desigual, Organização Desigual
Após a laminação ou recozimento, diferenças significativas na composição química entre diferentes partes do produto são chamadas de composição desigual. Isso pode causar variações na cor ou características de deformação, segregação visível ou zonas de segregação na macroinspeção, diferenças na microestrutura e desempenho, e até mesmo rachaduras.