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16Mn低碳合金铁钢冲压开裂原因及对策

天津市豪骏钢铁贸易有限公司供应Q345D钢管Q345D无缝管Q345D无缝钢管

   

16Mn低碳合金铁钢冲压开裂原因及对策

 
16Mn低碳合金铁钢因其生产工艺简单,综合力学性能好,生产成本低且品质稳定,是目前国内使用频率较高的钢材之一。
  16Mn钢板在冷冲压成型过程中,在钢板的折弯处经常出现程度不同、位置各异的裂纹,导致工件,报废,而且出现裂纹的批次也无规律可循,有的批次冲压效果良好,而有的却出现纹现象严重,甚至冲压质量也参差不齐。据统计,冷冲压废品率高达20%~25%。
  1 开裂原因
  
  试验用16MnR钢板的主要化学成分:
  16MnR钢板化学成分 W%
国标
要求 C Si Mn P S Rm
/MPa Re
/MPa A
/%
GB/T3273 0.12~0.20 0.20~0.60 1.2~1.6 0.035 0.035 510~610 355 24
实测值 《0.20 0.20~0.55 1.20~1.55 《0.30 《0.020 575 360 25
  将试样采用等温正火处理
  加热温度920℃保温30min,缓慢冷却,在600℃等温1h后出炉空冷。
  通过光学显微镜观察试样的金相组织,从组织中可明显看出,组织由数量较多的先共析铁素体+片状珠光体两种组织所组成,或铁素体加不规则的岛状混合物组织(用扫描电镜观察,可能是马氏体――奥氏体、碳化物、贝氏体或它们的混合组织)。
  经过冷冲压对比试验,等温正火处理钢板只要获得的金相组织是铁素体+珠光体组织,无论钢板有无带状组织、带状组织方向或任意角度冲压弯曲都没有开裂,表明16MnR钢板冷冲压开裂的主要因素与带状组织无直接联系。
  16MnR钢板冷冲压开裂原因,主要在于金相组织中出现了非平衡组织(粒状贝氏体、块状转变产物等),不是以往人们熟知的铁素体+珠光体组织。
  若得到金相组织为铁素体+珠光体,由于铁素体较软,容易首先发生塑性变形,铁素体的数量较多,形变的部分强化终止,未形变的部分继续发生塑性变形,当它的形变过程进行到一定程度后珠光体也将开始发生形变。在较低温度形成的细片状珠光体的强度和塑性良好,很难发生应力集中和引起脆化现象的发生,能够满足冷冲压工艺的要求,不会产生冲压裂纹。
  由于钢板的化学成分范围波动很大,因此钢板的冷却过程中局部容易得到不同的金相组织,冷速过快的地方很容易在形成部分铁素体之后,将多余的碳原子排出时是,形成局部贫碳区,在随后的连续冷却时很容易形成贝氏体的非平衡组织(如粒状贝氏体),会显著降低钢的韧性,粒状贝氏体易形成应力集中区,在冷冲压过程中,当应力达到一定程度时,很容易开裂。
  2 对策
  以16MnR钢板的实际生产状况不难看出,出现贝氏体型非平衡组织是很难完全避免的,这种组织的获得,与钢板的加热后的堆放方式、冷却方式以及工人的操作等因素密切相关。
  从生产实际中的试验结果证实,采用等温正火920℃保温30min缓慢冷却,600℃等温1h控制冷却处理工艺,可使16MnR钢板获得塑性和韧性配合良好的铁素体+珠光体组织,但该工艺耗时较长,不够经济。
  改用正火920℃保温30min空冷,650℃高温回火2h空冷,可避免贝氏体型非平衡组织的产生,冷冲压性能良好。
  3 结论
  16MnR钢板冷冲压开裂的主要原因在于出现了贝氏体型非平衡组织,而铁素体+珠光体组织是该钢板冷冲压性能良好的主要条件,可通过合理的热处理工艺来改善。
 
 
 
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