Page 75 - 理化检验-物理分册2021年第十一期
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曾庆林, 等: Q345D 钢板冷弯成型开裂的原因
面应力分布不均, 局部应力过大, 超过材料的屈服强
2 分析与讨论
度, 最终在应力集中最为明显的凹槽底部发生开
开裂 Q345D 钢板理化检验结果表明: 其化学成 裂 [ 1-2 ] 。
分、 拉伸性能、 冲击性能、 Z 向拉伸性能均符合 GB / 3 结论
T1591-2008标准及质保书中对 Q345D-Z25钢的
技术要求, 非金属夹杂物和基体组织也未见异常。 ( 1 )开裂 Q345D 钢板切割时在其 A 侧面形成
通过宏观观察发现, 钢板开裂起源于侧边凹槽 凹槽, 凹槽处为马氏体组织, 塑性较差, 在弯曲过程
处, 裂纹源及其附近表面的显微组织为马氏体+少量 中该处产生应力集中, 这是 Q345D 钢板冷弯成型开
铁素体。断裂钢板为牌号为 Q345D-Z25的正火态钢 裂的根本原因。
板, 正常显微组织应为铁素体+珠光体。钢板心部硬 ( 2 )建议轧钢厂注意现场切割工具的工作状
度约为181HV1 , 裂纹源处表面硬度为481HV1 , 硬 态, 同时增强产品出厂的外观检查力度, 防止钢材表
度相差较大, 表明凹槽处的显微组织异常。低碳钢 面出现此类缺陷。
( 碳质量分数小于等于0.25% ) 的马氏体主要为板条 参考文献:
状, 是通过将钢加热到奥氏体状态后, 以大于临界冷
却速度的冷速冷却到相变点以下温度得到的。马氏 [ 1 ] 郝少锋, 梁辉, 季春生, 等.Q345B 宽带钢边缘裂纹分
体具有高强度、 高硬度、 塑性较差等特点。 析[ J ] . 理化检验( 物理分册), 2008 , 44 ( 12 ): 719-720 ,
冷弯成型时, 钢板外凸面首先发生开裂, 外凸面 723.
尤其是弯芯正对面受拉应力, 且应力较大, 若存在凹 [ 2 ] 赵坤, 赵乾. 钢板拉伸性能不合原因分析[ J ] . 宽厚板,
槽, 必定会在该处产生明显的应力集中, 使得钢板凸 2009 , 15 ( 1 ): 40-42.
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粒是否粗大的情况下, 不可选取较小的 ψ 范围和较 多的 ψ 站数进行残余应力测定, 从而提高测试精度。
少的 ψ 站数进行残余应力测定, 否则会带来较大的 cosα 法采用单次曝光, 范围不够大会造成较大的
ψ
测量误差。 测量误差, 具有局限性, 有待于进一步完善。
2
2
对于sin ψ 曲线呈震荡型的织构材料, 采用线 ( 2 ) 在基于sin ψ 法原理的测量方法中, 与同倾
性拟合未必是合理的, 实际测量过程中, 人们通常采 法相比, 侧倾法具有明显的优越性。在被测点所处
用线性拟合的方式对这种震荡和测量误差引起的波 空间条件允许的前提下, 应尽量采用侧倾法。对于
动进行处理。关于 ψ 的范围, 最大达 45° 也未必合 某些零件的沟槽部位的残余应力测定, 通常采用同
理, 如果可以忽略穿透深度的影响, 采用更大的 ψ 倾法。
角会更有利于获得较为正确的结果。 ( 3 )在残余应力的计算方法中, 可首选真应
对于粗晶粒材料或存在织构的材料而言, 尽量 变法。
扩大 ψ 角的设置范围, 可以通过± ψ 角的测量来消 ( 4 ) sin ψ 法作为一种标准的方法, 角的设置
2
ψ
2 非线性分布的影响 [ 2 ] 。对于最小二乘法 2 值等分法, 尽量多选择几个 角进
除 ε-sin ψ 最好采用sin ψ ψ
拟合回归直线而言, 若自变量的间距越大( 范围越 行测量。
ψ
大), 测量的数据越多( 站数越多), 则拟合所得到的 参考文献:
ψ
直线的准确度越高, 测试得到的数值就越可靠。也可
以通过增加X射线的照射面积, 或是采用摆动法增加 [ 1 ] 潘峰.X 射线衍射技术[ M ] . 北京: 化学工业出版社,
参与衍射晶粒的数量来提高测试精度。 2016.
[ 2 ] 张定铨, 何家文. 材料中残余应力的 X 射线衍射分析
8 结论 和作用[ J ] . 西安交通大学学报, 2000 ( 4 ): 50.
2 法可以采用选取较大的 范围和较
( 1 ) sin ψ ψ
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