Page 54 - 理化检验-物理分册2023年第九期

王春梅, 等: 电镀锌冲压钢板表面橘皮缺陷产生原因

相检验结果吻合。 的应力 - 应变曲线均属于平直型, 无明显的屈服现
采用线切割机在缺陷试样和正常试样上分别取 象, 具有明显的弹性直线段 [ 5 ] , 这符合电镀锌高强度
5个标准拉伸试样, 利用电子万能试验机对试样进 钢的特征。
表3 正常试样和缺陷试样的力学性能测试结果
行力学性能测试, 结果如表 3 及图 4 所示。由表 3
及图4可知: 正常试样的抗拉强度和弹性模量明显 抗拉强 屈服强 断后伸 弹性模
项目
高于缺陷试样的抗拉强度和弹性模量; 正常试样的 度 / MPa 度 / MPa 长率 / % 量 / MPa
屈服强度和断后伸长率分别比缺陷试样的屈服强度 正常试样实测值 324.4 219.4 34 1.69ⅹ10 5
和断后伸长率高2.5%和3% ; 正常试样和缺陷试样 缺陷试样实测值 309.7 213.9 33 1.60ⅹ10 5

图4 正常试样和缺陷试样的应力 - 应变曲线
度。缺陷试样的弹性模量较正常试样弹性模量低
2 综合分析
5.3% , 说明缺陷试样的刚度较小, 即在一定应力作
冲压性能较好的冲压件和橘皮缺陷冲压件横截 用下, 缺陷试样的弹性变形程度较大。从宏观角度
面的显微组织均为铁素体+珠光体, 缺陷试样表面 来说, 正常试样抵抗弹性变形能力大于缺陷试样; 从

的晶粒尺寸为 350 μ m~620 μ m , 表层晶粒粗大。 微观角度来说, 正常试样晶粒细小、 均匀, 晶粒间结

正常试样的晶粒则均匀细致, 晶粒尺寸为20 μ m~ 合强度大于缺陷试样。
50 μ m 。冲压钢板表面晶粒过大导致钢板表面产生 屈服强度体现了材料抗塑性变形的能力。正常

橘皮缺陷。在冲压变形时, 粗大的晶粒因各向异性 试样晶粒细小、 均匀, 晶粒间结合强度较强, 抗微量

而使其变形程度不同, 部分粗大的晶粒凸现于表面, 塑性变形的能力强。缺陷试样晶粒较大且不均匀,
呈凹凸不平的表面形貌 [ 6 ] 。在生产过程中, 正常冲 晶粒间结合强度较低, 较容易发生塑性变形。断后
压钢板的理想晶粒度为6级以上, 当晶粒度降低至 伸长率衡量了金属材料的韧性, 断后伸长率越大, 表
3级或4级时, 晶粒明显粗大, 冲压后易产生橘皮缺 明材料在受到冲击时会产生一定的伸长, 不会立即
陷, 造成产品不合格或影响产品的表面质量。 发生脆断。正常试样的硬度均匀, 缺陷试样外表层
正常试样的抗拉强度、 屈服强度、 断后伸长率和 的硬度明显高于其心部与内部的硬度, 异常长大的
弹性模量明显高于缺陷试样的抗拉强度、 屈服强度、 铁素体晶粒显微硬度高于正常组织。
断后伸长率和弹性模量。结合金相检验结果, 正常
试样的晶粒细小、 均匀, 晶粒间结合强度较高, 其各 3 结论与建议
项力学性能指标均优于缺陷试样。抗拉强度是金属 冲压钢板表面晶粒异常长大, 使得晶粒间结合
材料由均匀塑性变形向局部集中塑性变形过渡的临 强度变差, 异常长大晶粒附近容易发生断裂或变形,
界值, 反映了金属材料在静拉伸条件下的最大承载 从而使材料的抗拉强度和弹性模量显著降低, 最终
能力。正常试样抗拉强度为 324.4MPa , 缺陷试样 导致该钢板表面产生橘皮缺陷。

的抗拉强度为309.7MPa , 可见在静拉伸条件下, 正 建议控制终轧温度和卷曲温度, 达到细化晶粒
常试样的最大承载能力明显高于缺陷试样的最大承 的效果, 提高晶粒间的变形协调性, 促使材料发生均

载能力。 匀塑性变形, 从而消除冲压钢板表面的橘皮缺陷。
弹性模量衡量了材料产生弹性变形的难易程 ( 下转第42页)

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