拉裂
钢材的表面缺陷
拉裂(pull crack)钢材的表面缺陷之一,表现为产品表面呈现“人”字形或“之”字形的张开裂缝,且裂口较大,很深。拉裂产生裂缝不光滑。外形不整齐,裂缝内脱碳严重。拉裂是造成废品的主要缺陷,必须清除。原料有横裂纹或角部裂纹,经轧制演变成拉裂。改进炼钢、整模、注锭操作,提高修帽、坐帽质量,防止钢锭悬挂,贯彻模子报废标准,控制好浇注温度和注速、注流、防止钢锭产生横裂纹。
简介
经过拉深后,简形件壁部的厚度和硬度都会发生变化。在圆简件侧壁的上部厚度增加最多,最大可达20%~30%;而在简壁与底部转角稍上的地方板料厚度最小厚度减少量最多可达8%~10%。当该断面的应力超
过材料此时的强度极限时,制件就在此处被拉裂,如图1所示。
即使拉深件未被拉裂,由于材料变薄过于严重,也可能使产品报废。防止拉裂的根本措施是减小拉深时的变形抗力。通常是根据板料的成形性能,确定合理的拉深系数,采用适当的压边力和较大的模具圆角半径,改善凸缘部分的润滑条件,减小凹模表面的粗糙度值等。
影响因素
简壁是否会被拉裂主要取决于两个方面:一方面是简壁传力区中的拉应力;另一方面是简璧传力区的抗拉强度。当简壁拉应力超过简壁材料的抗拉强度时,拉深件就会在底部圆角与简壁相切处即危险断面产生破裂。
组织特征
拉痕的组织特征为沿铸锭表面纵向分布的条痕,条痕凹下,深度很浅。显微组织与正常组织没有差别。
拉裂的组织特征为沿铸锭表面横向分布的小裂口,裂口断续,深度较拉痕深但有底,小裂口边界不整齐。
形成机理
拉痕与拉裂形成的机理相同,差别只是二者的程度不同。当熔体结晶后将铸锭从结晶槽向铸造井下拉时,由于在结晶槽内熔体刚结晶形成的金属凝壳强度较低,不足以抵抗铸锭和结晶槽工作面之间的摩擦力,铸锭表面则被拉出条痕,严重时将铸锭表面横向拉出裂口,再严重时可能将局部硬壳拉破,在裂口处产生流挂。
危害
拉痕和拉裂破坏了铸锭表层组织的连续性,当深度不超过铸锭表面加工余量时,用铣面或车面的办法将其去掉;当深度很深时,则铸锭报废。
防止措施
①保证结晶器光滑度,不允许有毛刺、水垢和划痕,并适时、均匀地进行润滑。
②正确安装结晶器、芯子和分配漏斗,防止液流偏斜冲刷结晶面。
③结晶器要放正,防止铸锭下降时一侧产生很大的摩擦力。
④适当降低铸造速度和铸造温度。
⑤均匀冷却,适当提高水压。
⑥降低结晶器内液面高度。
⑦不使用被熔体退火(俗称“烧了”)的结晶器和芯子。
⑧铸造启动时,由静摩擦过渡到动摩擦,拉锭阻力大,拉裂倾向大。因此,金属液面上升不要过快。铸空心锭时,开始芯子水压不要过大,水平控制要低一些。
拉裂的预测
拉裂是薄板冲压成形工艺过程中常见的失效形式,在薄板冲压成形中,由于冲压件形状、结构复杂,毛坯变形区内的变形分布、各部位的变形状态及其变形路径都在不断地变化,其过程是很复杂的。变形区内常常因变形过大而开裂破坏,影响正常的冲压成形和产品质量。为解决这类问题,通常对模具进行反复修正、调试。这就必然降低了生产节奏,增加了成本,有时也影响到冲压件质量的提高。这与现代化大工业生产的高质量、快节奏是不相适应的。所以,在生产中如何通过采取工艺、模具、设备、材料等方面的措施来较快地解决破裂问题具有重要的现实意义。
从微观的角度分析,破裂的形式主要有穿晶破裂和沿晶界破裂(又称晶界破裂)两大类。穿晶破裂就是裂纹穿过晶粒而形成的开裂;沿晶破裂就是裂纹沿晶界发展而形成的开裂。根据裂纹产生的内在原因,微观裂纹又可以分成以下五类:
①晶粒断裂;
②应力腐蚀破裂;
③孔洞沿晶内连接形成的破裂;
④晶粒沿晶界相互分离形成的破裂;
⑤孔洞沿晶界连接形成的破裂。
参考资料
最新修订时间:2022-08-26 10:05
目录
概述
简介
影响因素
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