Page 83 - 理化检验-物理分册2022年第十二期
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赵永锋, 等: 钢材折弯开裂的影响因素及改进措施


            由图 4 可知: 磨具挤压处存在晶粒冷变形; 较长、 较                       材的纵向塑性指标较高, 因而沿垂直于轧制方向弯
            直的裂纹根部可见划伤开口; 试样存在聚集的硫化                            曲时, 钢材的弯曲性能要优于沿横向弯曲时, 相对而
            物夹杂、 中心偏析、 高温氧化质点、 氧化脱碳、 气泡特                       言不容易开裂。
            征等   [ 3-6 ] 。
                                                              3  改进措施
            2  折弯开裂缺陷形成原因分析
                                                                   ( 1 )毛刺、 毛边和氧割形成的角部开裂问题的
            2.1  加工工艺不当                                        相关解决措施: 采用手工砂磨毛刺和毛边, 并倒圆
            2.1.1  弯曲直径的影响                                     角, 或用去毛刺机自动消除毛刺, 去除加工硬化区
                 折弯钢材在弯曲加工时, 其弯曲部位外层受到                         域, 减小开裂比例; 改折弯加工为连续性辊压成型,
            拉伸, 内层受到压缩。当材料厚度一定时, 弯曲半径                          成型后再切割, 避免剪切产生的加工硬化; 通过后续
            越小, 材料的拉伸和压缩就越严重, 当外层圆角的拉                          的焊补工艺对轻微缺陷进行补救。
            伸应力超过材料的极限强度时, 就会产生裂缝或折                                ( 2 )针对折弯半径较小的问题, 应在设计允许

            断, 开裂端主要在工件中部, 也有部分在角部出现。                          的范围内尽可能增大 R 角, 避免过小的弯曲半径。

            2.1.2  折弯磨具的影响                                         ( 3 )在钢材转运和装卸等物流过程中避免表面
                 如果折弯磨具的 V 型槽粗糙, 工件通过折弯机                       划伤的风险。

            时就会受到不均匀力的影响, 从而磨损工件表面, 或                              ( 4 )在炼钢工艺方面, 提高钢材的纯净度, 减少
            因局部压力过大造成表面缺陷后, 再发生挤压开裂,                           钢中夹杂物的含量和聚集。

            开裂处通常也存在晶粒冷变形。                                         要充分利用钢包吹氩工艺, 保证钢水中较大的
            2.1.3  物流的影响                                       硫化物充分上浮和分离; 要保证钢水流动过程中有
                 在钢材转运和装卸环节, 表面出现划伤, 破坏                        合适的流场, 确保结晶器内钢水流场的合适与稳定,
            了基体表 面 的 连 续 性, 折 弯 时 在 划 伤 处 极 易 发 生              既要进一步去除钢中夹杂物, 又要防止卷渣导致钢
            开裂, 这类 裂 纹 通 常 较 长、 较 直, 开 裂 的 根 部 可 见             水受到污染; 合理控制连铸时的浇铸温度、 拉坯速

            划伤开口。                                              率、 冷却速率, 合理的铸坯轻压技术和电磁搅拌技术
            2.2  材料本身缺陷的影响                                     可提升铸坯内部质量, 减轻中心偏析和防止中间裂
            2.2.1  钢材中的有害元素、 夹杂物和气体的影响                         纹的形成。
                 在冶炼过程中, 钢中硫、 磷元素含量偏高, 致使                          ( 5 )在轧钢工艺方面, 加强加热、 轧制温度和轧

            钢中硫化物夹杂含量偏高, 或者即使总体没有超标,                           后冷却工艺的控制, 避免魏氏体、 马氏体、 粗大晶粒
            但这些元素在局部聚集, 夹杂物处同时存在较严重                            和混晶等异常组织的形成, 在产品标准允许的范围
            的中心偏析, 导致钢材塑性和韧性下降, 容易引起钢                          内降低强度, 提高塑性和韧性。
            材弯曲并产生裂纹。此外, 铸坯表层微裂纹经加热
                                                               参考文献:
            轧制后, 裂纹附近存在高温氧化, 钢中的氧、 氮元素
            含量高, 尤其氮元素易与钛元素形成 TiN , 在连铸过                        [ 1 ]   聂向晖, 冯翔宇, 谭依 .Q235 中板冷 弯 开 裂 原 因 探 讨
            程中, 沿晶界析出的 TiN 颗粒易导致连铸坯产生原                              [ J ] . 理化检验( 物理分册), 2004 , 40 ( 6 ): 308-310 , 323.
                                                                [ 2 ]   曾庆林, 王嘉畅, 贾璐菲, 等 .Q345D 钢板冷弯成型开
            始裂纹, 折弯时造成开裂。
            2.2.2  钢材表面质量的影响                                        裂的原因[ J ] . 理 化 检 验 ( 物 理 分 册), 2021 , 57 ( 11 ):
                 钢材表面的微裂纹、 气孔等经弯曲加工后, 在裂                            55-59.
                                                                [ 3 ]   刘远岩, 曾贤良 .Q345B 折弯开裂的原因及控 制[ J ] .
            纹处产生应力, 极易开裂, 弯曲圆弧处肉眼可见多条
                                                                    涟钢科技与管理, 2018 ( 3 ): 17-20.
            细小裂纹。
                                                                [ 4 ]   刘雪民, 刘炳, 马 正 伟 .Q345D 方 管 折 弯 开 裂 的 原 因
            2.2.3  钢材的力学性能及各向异性的影响                                  分析[ J ] . 中国材料科技与设备, 2009 ( 1 ): 57-58.
                 材料的塑性越好, 塑性变形的稳定性越强, 断后                        [ 5 ]   付长亮 .Q355B 钢板折弯开裂原因分析及改进[ J ] . 天
            伸长率越大, 相对来说弯曲性能也较好, 即使弯曲直                               津冶金, 2019 ( 4 ): 39-41.
            径很小也不容易开裂。另外, 钢材的纵向与横向性                             [ 6 ]   刘刚, 亓俊鸿 . 大车悬架折弯开裂原因分析及控制措
            能存在差异, 纵向的带状组织比横向严重, 也就是钢                               施[ J ] . 中国重型装备, 2013 ( 2 ): 30-31 , 36.

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