Q355B钢板折弯开裂原因分析及改进
板材折弯件开裂原因理论分析

2017年 第 3期
计算 得 凡 : RH:板材 外缘 的弯 曲半 径 T:板材 内缘 的弯 曲半 径 Tn:板材 折 弯前厚 度
(2)
R
变 H
_
.. 、
,二Ⅲ、 、
-J
2.2 板 材塑 性弯 曲时最大 延伸 率
■ .
板
材折~ ●
弯
时
,应
变
中性层
的
长度
等
于
板
材
剖
面 的原 始 长 度 ,因此 ,找 到 应 变 中性 层 的位 置 ,
内缘 弯 曲半 径 R值 ,具体 结果 见 (4)式 中 :
R = 杀/2 一 2 x
(4 叶) ,
若 用相对 半径表示 ,式 (2)则 变为式 (5):
, } :
2×
(\5J)/
板材 外缘 的相 对弯 曲半 径 , RH
:
: 板 材 内缘 的相 对弯 曲半 径 , =
L。=2zrR帔
,_\\
一、
--
3
f rS
L 一
1_//
6
图 1折弯件形状 示意 图 (1—7表示7次折弯的局部变形 )
针 对 开 裂 现 象进 行 了一 系列 的分 析 工 作 ,并 提 出了预防开裂的措施 。该不锈钢复合板的力学 性 能见 表 l。
板 材 折 弯是 一 个板 材 经 历 弹性 变形 到弹 .塑 性
1 前 言
2 基 于弹 塑 性 弯 曲理 论 的分 析 计 算
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
折弯是板 材冲压生产 中常用的工序 之一 ,是 大 多 数 零 件成 形 (除焊 接 工 序 外 )的最 后 一道 工 序 ,折弯工艺 的好坏直接影响到产品的尺寸标准 和外 观 。
钢板剪切边开裂原因分析及改进剪切质量的措施

钢板剪切边开裂原因分析及改进剪切质量的措施作者:胡武林来源:《装备维修技术》2020年第08期摘要:从钢板原始剪切边在用户加工中能够看出,极容易出现边部开裂问题,为了方便研究,可进行实验室模拟试验,避免出现再加工工艺问题。
本文根据以往工作经验,对钢板剪切边开裂原因进行总结,并从降低钢板剪切温度、优化剪刃重叠量和水平间隙调整工艺、指导用户合理确认再加工工艺三方面,论述了改进剪切质量的具体方法。
关键词:钢板剪切边;开裂原因;水平间隙调整在相關公司生产过程中,实际剪切线由1台圆盘剪和两台横剪组成。
为了展示出更好的应用效果,圆盘剪主要采用磁力形式,实现对中和激光划线装置的良好完善,并借助于两组圆盘形式上下剪刃,实现剪切钢板双边的有效旋转。
另外,随着后规格钢板生产比例的有效增加,圆盘剪在剪切20mm以上规格钢板时,会出现明显的剪切质量问题,增加了原始剪切边生产边部开裂问题,相关工作人员需要对此提高重视程度。
1钢板剪切边开裂原因分析1.1钢板原始剪切边边角横裂试验为了更好的确定钢板原始剪切边再加工之中出现的生产边部开裂问题,人们可以采用25mm厚钢板纵向样,并在实验室中进行用户模拟操作,尽可能保证试验的完整性。
该试样长度为3500,宽度为50m,主要是沿着长度方向,一边为圆盘剪切原始剪切边,另一边执行机加工操作。
如果试验条件超出了一定标准,工作人员还要做好标准弯心直径调整工作。
实际试验工作的开展,工作人员首先要做的就是保留圆盘剪原始剪切边,并执行有效的弯曲试验操作。
对于6根试样来说,受弯面的一半采用圆盘剪剪切板上表面,另一半应用下表面。
一般来说,剪切板面以下表面为主,实际裂缝的产生,主要由原始剪切边在厚度方向从外向里开裂。
其次,工作人员还需要将圆盘剪切切边加工光滑,实际加工量范围处于2到3mm,这也是弯曲试验操作的根本所在。
1.2钢板原始剪切边存在角横裂的试验对于角横裂钢板,主要规格为14mm,反观整个原始剪切边的调查,主要是将弯曲试验条件下的开裂情况呈现出来,明确横裂形貌变化情况,这也是对整个弯曲能力的考察过程,对于不同弯心的设计,常见规格有73、50和30mm。
钣金折弯常见问题及处理方法汇总

钣金折弯常见问题及处理方法汇总钣金折弯是一种常见的金属加工方法,用于将金属板材折弯成所需的形状。
在进行钣金折弯过程中,可能会遇到一些常见问题,如折弯角度不准确、折弯线出现开裂等。
下面将对这些问题进行具体介绍,并提出相应的处理方法。
一、折弯角度不准确1.原因:折弯角度不准确可能是由于压力不均匀、折弯设备的误差或者金属板材的问题导致的。
2.处理方法:-检查折弯设备是否调整正确,确保压力均匀。
-检查折弯模具是否正常,是否有磨损等问题。
-检查金属板材是否均匀、平整,如果有不均匀的现象,可以进行修整或者更换板材。
二、折弯线出现开裂1.原因:折弯线出现开裂可能是由于应力过大、金属板材太薄、折弯模具角度不合适等原因导致的。
2.处理方法:-检查折弯模具的角度是否合适,根据材料的强度和厚度选择合适的模具。
-调整折弯设备的压力,避免应力过大导致开裂。
-如果金属板材太薄,可以考虑增加加强补强支撑或者选择更适合的材料。
三、折弯过程中产生波纹或皱褶1.原因:产生波纹或皱褶的原因通常是由于金属板材太软、折弯角度太小或者折弯过程中压力不均匀导致的。
2.处理方法:-检查金属材料的硬度和强度是否适合折弯加工,如有必要,可以选择更硬的材料。
-调整折弯设备的压力,确保压力均匀,避免产生波纹或皱褶。
-减小折弯角度,避免过小的折弯角度导致波纹或皱褶的出现。
四、折弯过程中产生变形或回弹1.原因:折弯过程中产生变形或回弹通常是由于材料的弹性变形导致的。
2.处理方法:-调整折弯设备的压力和速度,确保折弯过程中施加合适的力度和速度。
-使用辅助工具,如压边夹具或握边器等,来减小变形或回弹的发生。
-考虑使用预弯技术,通过在折弯前提前进行一定程度的预弯,来抵消后续的变形或回弹。
总之,在钣金折弯过程中,可能会遇到一些常见问题,但通过合理的处理方法,可以有效地解决这些问题。
例如,调整设备、模具或材料的选择,调整折弯过程中的压力和角度,以及使用辅助工具等。
钢件折弯开裂问题的分析

钢件折弯开裂问题的分析我公司应⽤于⼭东某⼯程的⾼压开关设备需要⼀批10mm厚的Q235-AF钢件。
由于产品是在户外使⽤,因此,需对钢件进⾏热镀锌处理,以提⾼其防腐性。
同时,这批钢件的形状需要符合⼯程现场布置要求,所以需要在现场对其进⾏折弯处理,但在折弯时,部分钢件出现了开裂情况。
我们从各个⽅⾯分析了出现这种问题的原因,并做了⼀组试验,验证了各种因素对钢板折弯的实际影响,从⽽解决了钢件折弯开裂的问题。
1. 问题原因分析从现有情况分析,出现开裂的可能因素主要有以下⼏⽅⾯:(1)Q235-AF属于等级较低的钢种,其S、P含量相对略⾼,⼒学性能相对稍差。
(2)热镀锌⼯艺相当于把钢材放⼊到560℃溶液中后冷却,在这过程中有可能导致氢脆或者淬硬,导致表⾯脆性增加。
1981年我被调到省⽂化厅⼀个研究单位拿⼯资,专业写⼩说。
⼀、⼆年时间,我每天打开稿纸,脑⼦⼀⽚空⽩,⼀整天⼀整天地发呆。
把许多等待奇迹的⼈急坏了。
省报上有了公开的议论,关于我的“苦闷”,关于让我离开基层是否明智……私下的批评就更加尖锐:“只⽣⼀个好”“本来就不是这块料”,之类;省⽂联《创作评谭》的编辑吴松亭受领导派遣,专程去北京请⼤评论家阎纲给我打⽓。
但这只能更加强化我的焦虑。
1980年在中国作协⽂讲所,王安忆看到报上我的责编丘峰抬举我的⽂章,问我:你⾼兴吗?我转过脸,⽆法正视她。
(3)Q235-AF的冷脆转变温度为-20℃左右。
出现问题时正值冬季,⼭东现场的温度在-10℃左右,低温条件对其⼒学性能有⼀定影响。
(4)Q235轧制钢板的⼒学性能具有⽅向性,其沿轧制⽅向(纵向)的弯⼼直径为a,垂直于轧制⽅向(横向)的弯⼼直径则为1.5a(a为钢材厚度),因此,不同⽅向的试板在折弯过程中会展现出不同的⼒学性能。
要从困境中⾛出来,活成⾃⼰的样⼦,也要靠钝感⼒。
那么,怎样⽤好钝感⼒呢?⾸先,要有个积极的⼼态,坚信每个学⽣的本质都是向善、向上、向美的。
问题只是暂时的,不过是⾃⼰⽬前还没有找到解决问题的办法⽽已。
关于折弯件产品折裂的工艺分析及解决措施

编号No:JHT-0020-005
版本VER:A00
共3页
第1页
适用范围:
该文件是对折弯产品折弯端头及折弯线开裂的若干工艺分析及解决方案,仅供工程部内部进行参考、执行。
目的:提升工艺、保证产品质量
关于折弯开裂问题:
一、关于板材折弯端头开裂主要原因及措施如下:
1、下料毛刺及外层表面的缺陷
共3页
第3页
4、热处理状态
措施:工艺师在审图时注意材料的热处理方式,有些产品要求表面处理状态为淬火或调质,如折弯产品做工艺时要考虑先折弯再进行失效处理。
**注:各工艺师对所负责产品要做到跟踪服务、现场监督,将此类问题彻底杜绝。
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剪、冲毛边微裂纹及外层表面的缺陷易引起应力集中,会导致折弯时在剪、冲毛边及缺陷处开裂。
措施:
1)当铝板t≥4mm、碳钢t≥6mm、折弯角度≤90°时,对于剪、冲下料后的折弯产品,在折弯前打磨折弯两端头L>5t范围至倒角>C1.5或>R1.5,各工艺师在做工艺流程表或编制工艺卡片时,注意在折弯前增加打磨工序,由折弯班完成,如图
3)严格按“折弯工艺守则”、“折弯机通用工艺”执行,选择正确的折弯刀排、折弯槽口。
4)当上述措施执行后仍有缺陷时,可采取氧-乙炔火焰加热、烘烤,铝材温度控制在200°左右,钢板控制在500~600°范围内。
注:以第1)、2)、3)条为主要执行措施,第4)条为辅助措施。
2、折弯R较小
措施:当铝板t≥4mm、碳钢t≥6mm;折弯R≤t;折弯角度≤90°时,可适当建议设计更改折弯R至R>t也可按第1条措施执行。
Q355C热轧板纵剪分条横裂原因分析

Q355C 热轧板纵剪分条横裂原因分析摘要: Q355C低合金高强度钢广泛应用,通过对其纵剪开裂进行生产过程追溯,成分分析、性能分析、金相分析和ON气体分析,解决开裂的原因,进一步提高产品质量。
关键词:Q355C低合金高强度钢; 纵剪开裂; 非金属夹杂; 脱碳; 条状组织1.前言低合金高强度结构钢自2019年2月1日起正式实施GB/T 1591 —2018《低合金高强度结构钢》用 Q355 系列牌号替代Q345 系列牌号,Q355钢具有良好的综合力学性能、冲击韧性好、稳定性好等优点。
常用做船舶、车辆、起重机、压力容器、电站、桥梁等各种工业领域。
这使得越来越多的纵剪钢带走向市场,在纵剪生产过程中,纵剪钢带时常出现不同的质量缺陷,降低了产品的成材率,影响了企业的经济效益。
济南市某有限公司使用我公司热轧部生产的材质Q355C规格11.5mm×750mm的热轧钢带,纵剪分条出现开裂缺陷。
取回开裂样品和未开裂样品进行分析。
2.实验方法对送检样品进行生产过程追溯;图像采集宏观分析;在样品上截取成分试样、性能试样、金相试样和0N 试样,进行成分分析、性能分析、金相分析和ON 气体分析。
1.实验结果3.1生产过程追溯表1 钢带生产工艺过程控制工艺标在三均粗精终卷准炉时间/min加温度/℃热段温度/℃轧开轧温度/℃轧入口温度/℃轧温度/℃取温度/℃80~1401290±301290±201130±30≥950870±20630±20钢卷号0104228191285129811571048869627010 4228291289128811551054875629010 42283951286128511541048871634追溯轧制过程控制,如表1所生产钢卷加热温度,在炉时间,粗轧开轧温度,精轧入口温度,精轧终轧温度,卷取温度均符合工艺要求。
3.2宏观检测送检样品1的边部出现开裂缺陷,图1为样品宏观形貌。
钢材 内部裂纹
钢材内部裂纹
钢材的内部裂纹可能是由于多种原因引起的,这些原因可以包括制造过程中的缺陷、应力超载、热处理问题等。
以下是一些可能导致钢材内部裂纹的常见原因:
1.不均匀冷却:在热处理过程中,如果钢材不均匀冷却,可能导致内部应力集中,从而引起裂纹。
2.过快的冷却速度:快速冷却可能导致组织结构的不均匀性,增加内部应力,从而引发裂纹。
3.合金元素含量过高或过低:合金元素的含量不适当可能导致组织结构的异常,从而增加裂纹的风险。
4.不当的退火处理:不适当的退火条件可能导致晶粒的异常长大,使材料更加脆弱,容易发生裂纹。
5.金属中的夹杂物:金属中的夹杂物可能成为裂纹的起始点,特别是当夹杂物与金属基体的性质有较大差异时。
6.应力腐蚀裂纹:长时间暴露在有害环境中,结合应力的作用,可能引发应力腐蚀裂纹。
7.过度的机械加载:长时间或过度的机械加载可能导致应力积累,引起裂纹。
要解决钢材内部裂纹的问题,通常需要在制造和处理过程中采取适当的
措施,例如精确控制冷却速度、合理设计合金配比、优化退火工艺等。
同时,对于使用过程中的应力情况也需要注意,以防止过度的机械加载或应力腐蚀裂纹的发生。
Q345B钢板卷制开裂原因分析
Q345B 钢板卷制开裂原因分析Q345B 钢板卷制开裂原因分析摘要:本文对Q345B 钢板卷制开裂的原因进行了深入的探讨,主要涉及材料的化学成分、热处理工艺、卷制工艺、设备设施、生产环境等方面。
通过对现有资料的搜集和分析,总结出了影响Q345B 钢板卷制开裂的主要因素,并提出了相应的防范和解决策略。
关键词:Q345B 钢板;卷制开裂;原因分析;防范策略一、引言Q345B 钢板作为一种常用的结构钢材料,广泛应用于建筑、桥梁、压力容器等领域。
在生产过程中,经常需要对Q345B 钢板进行卷制加工,以满足各种工程需求。
然而,卷制过程中常常会出现开裂缺陷,严重影响产品质量和生产效率。
因此,深入探讨Q345B 钢板卷制开裂的原因,对于提高产品质量、优化生产工艺具有重要意义。
二、Q345B 钢板卷制开裂的原因分析2.1材料的化学成分Q345B 钢板的化学成分对于其卷制性能具有直接影响。
如果钢材成分不符合标准或存在夹杂物和太大的晶粒等缺陷,就会导致卷制时易出现开裂。
例如,磷含量高于0.04%、硫含量高于0.05%的钢材,易在卷制过程中出现裂纹[1]。
因此,钢材的化学成分必须符合国家相关标准,严格控制各项指标。
2.2热处理工艺热处理工艺对于Q345B 钢板的组织、性能和卷制性能具有至关重要的作用。
如果热处理工艺不当,会引起钢板的硬度、韧性不均等问题,在卷制时易出现塑性变形不平衡的情况,从而导致开裂。
另外,过渡温度过高或过低会使钢材变质,热稳定性变差,容易出现脆性断裂。
因此,必须采用严格的热处理工艺,确保钢材的性能和组织稳定。
2.3卷制工艺卷制工艺是Q345B 钢板卷制过程中最为关键的因素之一。
不同的卷制方案和工艺参数对于卷制品质具有直接影响。
如果对卷制参数控制不当,如卷制速度过快、卷筒不平衡等,就会使得板材在卷制过程中出现轴向应力不均,从而引起开裂。
因此,应严格控制卷制参数,确保卷制过程的稳定性与均匀性。
2.4设备设施设备设施是Q345B 钢板卷制过程中的重要环节。
板材折弯裂纹的原因分析与应对方案
【摘要】机车钢结构主要受力部件大都采用Q345系列板料成型。
近几年来,经常出现板料批量折弯裂纹的情况,给企业造成了巨大的经济损失;本文主要分析了造成弯曲裂纹的原因,结合工艺改进提出了解决的措施,提高材料利用率,减少企业的经济损失。
【关键词】折弯裂纹原因分析应对措施1前言Q345系列板材由于具有良好的综合力学性能、焊接性能及低温冲击韧性,被广泛应用机车车体钢结构主要受力部件等焊接结构件中。
近几年来,部分板材材质磷、硫等元素含量达到允差上限,使得其塑性和韧性有所下降。
同时在工艺编制及生产过程中,为了提高板材的利用率,降低成本,对板材实施套裁下料。
通过套裁下料,板材利用率可以达到85%以上,对套裁下料的钢板进行弯曲压制成形时,经常发现钢板沿着压弯的地方出现裂纹或断裂现象,造成批量零件报废,给企业带来巨大的经济损失。
随着越来越多的结构件需要采用板料成型,解决板料成型时出现裂纹或断裂质量问题就非常重要。
2原因分析(1)过去同样的设备、工艺、板材材质,生产过程中很少出现折弯裂纹的情况,但近几年却频繁出现。
经过取样做材质化验及弯曲试验发现,一些批量的钢材材质中磷、硫等元素含量达到允差上限,或含量分布不均,导致板材塑性和韧性有所下降,容易造成弯曲裂纹的发生。
(2)Q345系列热轧钢板由钢坯轧制而成,轧制是沿着一个方向变形和延伸,总变形量较大,所以轧制的钢板有一定的方向性(即板材的纤维方向),垂直于轧制方向为横向,沿着轧制方向为板材的纤维方向,因此造成了钢板横向与纵向的机械性能有一定的差别。
在压弯成型时,发现压弯处有裂纹的零件,制成拉伸试样,进行拉伸试验。
表1为选取了以Q345C钢板为列的拉伸试验数据,从表1Q345C钢板拉伸试验数据可以看出,钢板横向的塑性和韧性性能低于纵向,通过对钢板进行拉伸试验,进一步证明了横向性能比纵向差。
钢板下料后,冷压弯曲时,当压弯的方向与轧制方向垂直时(横向),由于横向的塑性和韧性性能较低,零件在压弯处易开裂。
金属材料受力后会弯曲或断裂
金属材料受力后会弯曲或断裂金属材料是一类常见的工程材料,广泛应用于建筑、航空、汽车制造等领域。
在使用过程中,金属材料会承受各种外部力的作用,如拉力、压力、弯曲力等。
然而,这些力的作用会导致金属材料发生变形,甚至出现弯曲或断裂的情况。
本文将针对金属材料在受力后发生弯曲或断裂的原因以及相应的预防措施进行探讨。
首先,金属材料在受力后发生弯曲的原因有多种。
主要原因之一是金属材料的内部结构造成的。
金属材料的内部由晶粒组成,晶粒与晶粒之间通过晶界连接着。
当外力作用到金属材料上时,晶粒之间的晶界可能发生滑移或移位,导致材料整体发生塑性变形。
这种滑移和移位会导致材料内部产生应力集中区域,从而造成金属材料整体弯曲。
此外,金属材料的晶粒尺寸和材料的纯度也会影响金属材料的强度和塑性,进而影响材料在受力后的弯曲情况。
其次,金属材料在受力后出现断裂的原因也有多方面。
一方面,金属材料的强度不足可能导致断裂。
当外力作用到金属材料上超过材料的强度极限时,金属材料就会发生破裂。
此外,金属材料的内部存在缺陷也可能导致断裂。
缺陷包括气孔、夹杂物、裂纹等,这些缺陷会导致材料内部应力集中,从而引起断裂。
此外,金属材料的应力集中也可能导致断裂。
当外力作用到金属材料上时,如果材料表面存在缺口或切口等形状不良的部分,外力就会在这些部分产生应力集中,进而引发断裂。
对于金属材料在受力后弯曲或断裂的情况,我们应该采取相应的预防措施。
首先,正确选择金属材料是非常重要的。
对于不同场合的应用,需要选择适合强度和塑性的金属材料,以免在受力下出现过度弯曲或断裂。
其次,合理设计金属结构也是关键。
在设计过程中,应该避免金属结构出现应力集中的部位,适当增加支撑或加强结构刚度等方式来预防弯曲或断裂。
此外,采用适当的材料处理方法也能有效预防金属材料受力后弯曲或断裂。
比如,通过热处理可以改善金属材料的强度和塑性,进而提高金属材料的抗弯曲和抗断裂能力。
此外,加强金属材料的监测和检测也是重要的一环。
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Q355B钢板折弯开裂原因分析及改进付长亮(天津钢铁集团有限公司产品质量部,天津300301)[摘要]针对Q355B钢板在折弯使用过程中出现局部开裂问题,对钢板进行成分、性能检测,对开裂部位和非开裂部位进行金相显微镜检测和电镜分析。
分析结果表明,开裂是由于局部钢板心部硫化物偏聚和严重偏析造成。
通过采取强化吹氩搅拌、采用适宜的浇注温度和拉速、保证连铸冷却水量和压力、加强各相关工艺参数控制等措施,可以有效地去除钢中硫化物夹杂、防止铸坯严重偏析,避免问题的重复发生。
[关键词]钢板;折弯;开裂;金相分析;偏析;吹氩;硫化物;夹杂Analysis on the reason bending cracking of Q355B steel plate and countermeasuresFU Chang-liang(Tianjin Iron and Steel Group Company Limited,Tianjin300301)Abstract In view of the local cracking problem of Q355B steel plate in the process of bending,the composition and properties of Q355B steel plate were tested,and the cracking and non-cracking parts were examined by metallographic microscope and electron microscope.The results show that the cracking is caused by sulfide segregation and serious segregation in the center of the local steel plate.Through strengthening argon blowing stirring,adopting suitable pouring temperature and casting speed,ensuring cooling water and pressure of continuous casting,strengthening the control of relevant process parameters,the sulfide inclusion in steel can be effectively removed,the serious segregation of billet can be prevented,and the recurrence of problems can be avoided.Key words steel plate,bending,cracking,metallography analysis,segregation,argon blowing,sulfide, inclusionDOI:10.3969/j.issn.1006-110X.2019.04.0120引言Q355B钢板因其综合力学性能好、焊接性好以及性价比较高等特点,被广泛应用于桥梁、建筑、工程机械结构件和汽车结构件件等。
钢板在实际使用过程中经常需要折弯使用,在折弯过程中可能会因钢板质量不良,或者因加工条件过于苛刻,造成钢板折弯开裂,导致工件报废。
2019年初,收到某用户反馈大量Q355B钢件折弯时发生局部开裂的质量异议,需要找到钢板折弯开裂原因,采取措施避免类似问题重复发生。
1问题分析用户采购8mm厚钢板制作挖掘机部件。
钢板下料后进行72毅折弯时,大量钢件局部发生开裂,钢件折弯方向与钢板纵向相同,开裂位置随机发生,裂纹长度为2~5cm;钢件其他部位无表面裂纹。
用户使用折弯机顶头为圆弧形貌,冲压速度为1cm/s,为缓慢冲压,在同行业内,折弯条件较好。
综合钢板使用条件和开裂特点,初步推测钢板开裂是由于钢板内部质量不良原因造成的。
由于钢板折弯开裂位置比较随机,非通体形貌开裂,且长度较短,因此对折弯开裂部位和未开裂部位分别取样,通过对比分析查找开裂原因。
2检测及原因分析2.1钢板成分及力学性能对钢板非弯曲部位取样,检测钢板成分、力学性能和工艺性能,结果如表1和表2所示。
根据表1可知,钢板化学成分C、Si、Mn、P、S分收稿日期:2019-04-18作者简介:付长亮(1985—),男,硕士研究生,工程师,主要从事钢铁产品技术研发和质量改进工作。
Q355B钢板折弯开裂原因分析及质量控制措施别为0.17%、0.33%、1.33%、0.023%和0.019%,成分符合国标要求。
其中,P 成分位于标准中线偏上,S 成分位于标准中线附近。
根据表2可知,钢板横向试样力学性能检测屈服强度为410MPa 、抗拉强度为560MPa 、断后伸长率为27%,试样180°弯曲后,未见裂纹,钢板性能符合标准要求。
2.2金相和电镜检测对钢件断裂部位和未断裂部位分别取样进行金相显微镜检测,通过对比检测分析,查找钢件局部开裂原因。
断裂试样制样抛光后,通过金相显微镜检测发现钢板心部存在多条裂纹,裂纹附近有大量条状夹杂物,裂纹方向与条状夹杂物方向一致,利用能谱分析夹杂物主要成分为MnS ,试样抛光金相形貌如图1所示;纵向试样检测试样心部存在较多A 类超级夹杂物级。
试样腐蚀后,发现心部存在严重组织偏析和夹杂物偏聚,且产生条带状马氏体和贝氏体异常组织,如图2所示。
非断裂部位金相抛光检测发现钢板心部存在些短小硫化物夹杂,夹杂物总体数量不多,试样蚀后,心部组织主要为铁素体和珠光体,存在轻微偏析。
与断裂部位试样心部情况相比,夹杂物尺寸和数量均小很多,且钢板心部无明显异常组织。
非断裂试样心部抛光形貌见图3。
非断裂试样心部酸浸形貌见图4。
3原因分析3.1折弯开裂原因分析Q355B 钢板折弯后,对比开裂部位钢板心部和未开裂部位钢板心部金相显微形貌具有明显差异。
开裂部位钢板心部存在较多硫化物夹杂,沿着夹杂物方向存在多条裂纹,且心部组织偏析严重,并因偏析产生马氏体和贝氏体组织[1]。
而未开裂部位钢板心部组织偏析较轻、夹杂物数量不多且短小。
夹杂物与机体不是紧密连接的,硫化物夹杂的存在,切割了基体的连续性,其本身存在位置就是裂纹萌生处。
同时,钢板马氏体和贝氏体等脆性异常组织,其塑性较差,也容易发生脆性开裂。
钢板折弯受外力的过程中,存在夹杂物之处容易发生应力集中,被夹杂物隔绝不连贯的基体容易萌生裂纹,首先产生裂纹源,外加钢板心部存在脆性组织严重影响塑性,促使裂纹急剧扩展,最终导致钢板折弯后开裂。
因此,钢板折弯开裂是钢板局部心部存在严重硫化物偏聚和心部严重偏析产生组织异常所致。
3.2硫化物和偏析原因分析硫化物属于内生夹杂物,根据钢板成分检测S含量为0.019%,含量不高,而金相显微镜检测钢板局部硫化物夹杂较多、较大。
推测夹杂物的来源应该是钢中的硫化物夹杂没有得到充分的上浮和分离,在钢液凝固的过程中与铸坯心部进一步聚集成图1心部裂纹处抛光形貌和能谱分析图2心部裂纹处酸浸形貌图3非断裂试样心部抛光形貌图4非断裂试样心部酸浸形貌表1钢板化学成分检测wt/%类别C Si Mn P S 标准≤0.24≤0.55≤1.6≤0.035≤0.035试样0.170.33 1.330.0230.019表2钢板性能检测类别/MPa /MPa伸长率/%弯曲a =180°,d =2a标准≥355470~630横向≥20无目视裂纹试样41056027未见裂纹3结论我公司工艺与装备具有一定的优势,通过调整轧制和冷却工艺,可以实现80mm以内厚板的生产。
试制工艺过程控制较好,试制厚板力学性能能够满足标准要求,不同部位组织均存在一定偏析,后续试制需要进一步调整工艺。
参考文献[1]崔风平,孙玮,赵乾,等.我国极厚钢板生产制造技术的发展[J].山东冶金,2013,35(1):1-6.[2]李婧.高强度特厚钢板生产工艺研究与应用[D].沈阳:东北大学,2010.[3]车马俊,崔强.80mm厚E36N高强船板的开发[J].南钢科技与管理,2011(4):1-4.[4]许少普,崔冠军,吴彦,等.130mm特厚桥梁板Q345qD的开发[J].钢铁,2011,45(11):41-44.[5]孙玮,刘福义.国外厚板生产线工艺及设备特点[J].宽中厚板,2008,14(1):43-48.[6]宋连江,梁炜,杨俊青,等.厚板加热炉温度均匀性的探讨[J].工业炉,2012,34(5):17-19.[7]李曼云.钢的控制轧制和控制冷却技术手册[M].北京:冶金工业出版社,1998.长,在后续钢板轧制的过程中硫化物延展变形,形成条带状的硫化物。
中心偏析产生于连铸过程,其形成机理主要有3方面[2],包括钢液中易偏析物质含量高、铸坯柱状晶生长不稳定且过于发达、坯壳发生鼓肚。
钢液易偏析物质主要有C、S、Mn和硫化夹杂物,当钢液从坯壳表面向中心凝固的过程中,易偏析物质会从固液相界上平衡移动,最终富集在铸坯凝固末端,产生中心偏析。
铸坯凝固过程中柱状晶生产不稳定且过于发达,当发达的柱状晶形成“搭桥”时,“搭桥”附近的钢液凝固收缩后得不到上部钢水补充而形成疏松或缩孔,具有一定的负压,产生中心偏析。
铸坯凝固过程中发生鼓肚,铸坯中心容易产生空穴,空穴中负压较大,导致易偏析物质在铸坯中心富集,生产中心偏析。
4控制措施从硫化物心部偏聚和中心偏析的产生原因来看,两者既有各自的产生机理,同时又相互影响。
硫化物自身属于易偏聚夹杂物,容易加剧中心偏析的产生;同时,中心偏析的过程也会促使夹杂物进一步偏聚长大,生成较大夹杂物。
因此,保证钢板内部质量既要采取措施提升铸坯内部洁净度,又要采取措施减轻铸坯中心偏析。
4.1去除夹杂物控制夹杂物的重点是保证钢中较大级别夹杂物充分去除。
一方面要充分利用气体搅拌工艺,严格执行钢包吹氩搅拌强度、精炼吹氩时间,保证钢液中较大的硫化物得到充分上浮和分离;一方面要保证钢液流动过程中有合适的流场,结晶器水口插入深度要适中,确保结晶器内钢液流场的合适与稳定,既要进一步去除钢中夹杂物,又要防止卷渣导致钢水受到污染。
4.2抑制柱状晶生长控制连铸时合适的浇铸温度和拉坯速度[3]。
浇铸温度越高,铸坯柱状晶越发达;连铸拉速快,铸坯液芯延长,推迟等轴晶形核和长大,导致柱状晶区域扩大。
因此,在不引起水口堵塞,综合平衡铸坯产量和质量情况下,降低浇铸温度和拉坯速度。
4.3合适的连铸工艺技术保证冷却水量和压力满足工艺操作要求,加强水通道检修,保证铸坯表面均匀冷却,防止柱状晶不均匀生长;加强设备检修,确保二冷水区夹辊严格对弧,防止铸坯鼓肚;采用合理的铸坯轻压下技术和开启连铸电磁搅拌技术,提升铸坯内部质量。