Page 72 - 理化检验-物理分册2021年第十一期

曾庆林, 等: Q345D 钢板冷弯成型开裂的原因

A 侧表面汇聚, 可知裂纹源位于 Q345D 钢板 A 侧
近表面处, 从凹槽底部开裂; 凹槽表面较粗糙, 呈条
纹状, 且断口附近表面发生块状剥落, 形成缺口, 说
明该区域近表面较脆。

( 2 )扩展区( 剪切唇、 放射线纹路、 扩展台阶):
扩展区面积较大, 为断口面积的 80% , 且整体较为
粗糙, 可见明显放射状条纹; 扩展区近表面处可见剪
切唇特征, 钢板近中心处可见明显扩展台阶。
图2 开裂 Q 345D钢板 A侧凹槽的宏观形貌
( 3 ) 人为撕裂区: 该区域为断口面积的20% , 为

Fi g 2 Macromor p holo gy of g rooveonsideAofcracked
人为压断区域, 可见轻微塑性变形。
Q 345Dsteel p late
综上分析可见, Q345D 钢板冷弯挤压处外表面
存在贯穿性裂纹( 板宽方向), 断口呈脆性断裂特征,
裂纹起源于钢板侧面, 起裂处存在凹槽, 裂纹的产生
可能与凹槽有关。
1.2 化学成分分析

从开裂 Q345D 钢板上取样, 根据 GB / T4336-

2016 《 碳素钢和中低合金钢 多元素含量的测定 火
花放电原子发射光谱法》 进行化学成分分析, 检测结
图3 开裂 Q 345D钢板断口的宏观形貌 果见表1 。由表 1 可知, 断裂钢板的化学成分符合

Fi g 3 Macromor p holo gy offractureofcrackedQ 345Dsteel p late GB / T1591-2008 《 低合金高强度结构钢》 及质保书

( 1 )裂纹源: 结合放射区特征, 可见放射线向板 中对 Q345D-Z25钢的技术要求。
表1 开裂 Q 345D钢板的化学成分

Tab 1 Chemicalcom p ositionsofcrackedQ 345Dsteel p late %
元素 C Si P Mn S Cr Ni Mo V Ti Al Cu

检测值( 质量分数) 0.17 0.31 0.018 1.5 0.003 0.024 0.010 0.002 0.002 0.003 0.039 0.013
标准值( 质量分数) ≤0.18 ≤0.50 ≤0.030 ≤1.70 ≤0.007 ≤0.30 ≤0.50 ≤0.07 ≤0.15 ≤0.20 ≥0.020 ≤0.30
1.3 力学性能试验 表3 冲击试验结果

分别从开裂 Q345D 钢板上取拉伸试样、 冲击试 Tab 3 Im p acttestresults

检测项目 冲击吸收能量( -20℃ )/ J
样、 弯曲试样和Z 向拉伸试样, 根据 GB / T228.1-
横向检测值 118 , 157 , 166

2010 《 金属材料拉伸试验标准》、 GB / T229-2007 纵向( 轧制方向) 检测值 174 , 144 , 160
标准值 ≥34

《 金属材料夏比摆锤冲击试验方法》、 GB / T232-
质保书要求值
166
2010 《 金属材料 弯曲试验方法》 及 GB / T5313-
2010 《 厚度方向性能钢板》 进行力学性能试验, 结果 表4 弯曲试验结果

Tab 4 Bendin g testresults
见表2~表5 。由表2~表5可知, 开裂 Q345D 钢板
检测项目 弯曲角度 /( ° ) 弯心直径 / mm
的力学性能均符合相关标准中对 Q345D-Z25 钢的 横向检测值 180 75
技术要求。 纵向( 轧制方向) 检测值 180 75
表2 拉伸试验结果
表5 Z 向拉伸伸长率试验结果

Tab 2 Tensiletestresults
Tab 5 Zdirectiontensile p ercenta g eelon g ationtestresults
检测项目 R P0.2 MPa R m MPa A / % 检测项目 单个值 / % 平均值%
/
/
横向检测值 340 545 36 70
检测值 72 68
纵向( 轧制方向) 检测值 350 550 36
63
标准值 ≥325 470~630 ≥20 标准值 ≥15 ≥25
5 6