BM510L汽车大梁钢板冷弯开裂的显微分析
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铌钛微合金化汽车大梁板510L开发
范敬国;赵征志;赵爱民
【期刊名称】《热加工工艺》
【年(卷),期】2009()8
【摘要】在实验室试制了低碳高强度汽车大梁板510L;利用Gleeble 2000热模拟试验机研究了汽车大梁板在不同连续冷却工艺条件下的组织变化情况,并绘制了试验条件下动态CCT曲线;通过拉伸试验和光学显微镜研究了试制钢板显微组织与力学性能之间的关系。
结果表明:钢板的连续冷却相变温度随冷速的提高而降低,随冷速的提高,实验钢组织细化,铁素体形貌从多边形逐渐向针状转变,当冷却速率大于10℃/s时,试样显微组织中出现部分贝氏体。
【总页数】4页(P21-24)
【关键词】微合金钢;相变;CCT曲线;显微组织
【作者】范敬国;赵征志;赵爱民
【作者单位】武汉钢铁股份有限公司生产技术部;北京科技大学冶金工程研究院【正文语种】中文
【中图分类】TG142.1
【相关文献】
1.通钢TG510L铌钛微合金化汽车大梁钢工艺研发 [J], 于川;李春雷
2.铌钛微合金化汽车大梁钢BM510L的开发 [J], 万兰凤;冷祥贵
3.涟钢CSP流程铌微合金化生产汽车大梁板 [J], 刘跃飞
4.铌钛微合金化汽车大梁用热轧板带BM510L的开发 [J], 万兰凤;冷祥贵
5.Ti微合金化汽车大梁钢510L的组织性能 [J], 陈其源;周晓光;刘振宇;吴思炜因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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。
近年,我国汽车产量保持飞速增长使汽车大梁板消费量大幅上升。
国内具有热连轧生产线钢铁企业普遍开始生产研发高强度等级汽车大梁板,但生产水平与研发进度不一。
南京和菱贸易有限公司有汽车大梁钢510L现货销售,产品质量有着充分保障。
汽车大梁钢就是在制造汽车大梁时,制造厂商所使用的厚度为2.5~12.0mm 范围的钢板。
因为汽车大梁形状不规则,较为复杂化。
因此在制造过程中需要注重强度的数值大小。
同时也要注重冲压性能以及冷弯性能。
汽车大梁是各类重型汽车以及使用性能要求较高汽车的重要组成部件。
从以上信息我们可以看出,汽车大梁钢的产品性能非常重要。
南京和菱贸易有限公司所经营销售的汽车大梁钢产品在行业内部享有良好的信誉以及口碑。
汽车大梁钢510L具体参数信息:规格:厚度:3~16mm宽度:1000~2000mm长度:3米以上或成卷性能:屈服强度:355MPa以上抗拉强度:510~630MPa断后伸长率:23%以上南京和菱贸易有限公司,位于六朝古都南京的鼓楼区中储生产资料市场,为钢材市场诚信单位,公司地理位置优越,交通便利。
我公司资源丰富,价格合理,服务周到,可按照客户要求,加工开平,可待定期货。
材料位于钢厂内,钢厂外仓库为洪申库,方瑞库,中储库,西马船厂库等各大仓库。
公司主要经销:宝钢、涟钢、武钢、马钢、南钢、太钢等大钢厂产品。
产品主要包括:耐磨钢(热处理钢板)、高强度工程机械用钢(单张回火调制钢板)等;汽车大梁钢;搅拌车筒体及叶片用钢;耐候钢,耐酸钢;中高碳钢;双相钢;管线钢等。
公司秉承“诚信服务于广大客户”的经营宗旨,坚持以服务开拓市场,以客户为导向。
在华东地区建立了广泛的客户群,已与多家国企及上市公司建立长期合作关系,并受到了客户的一致好评,在客户和流通行业中树立了良好的企业形象。
冷镦钢开裂成因分析及质量改进作者:胡志轶来源:《科技风》2019年第16期摘要:在冷镦钢的生产实践过程中,通过分析总结冷镦钢开裂的原因,提出了相应的改进措施,提高了冷镦钢的产品质量,满足下游客户生产需求。
关键词:冷镦钢;开裂;组织;表面缺陷1 绪论冷镦钢是广泛用于制造螺栓、螺母、螺钉、铆钉等各类标准件用钢,它主要是利用金属的塑性,采用冷镦加工成型。
由于冷镦钢在加工过程中形变量大且速度快,所以对钢材的加工性能和机械性能均有严格要求。
通过对生产工艺的不断改进,提高冷镦钢的产品质量,满足客户需求。
2 冷镦钢使用中存在的质量问题通过市场调查发现,冷镦钢在使用过程中出现的主要问题是存在冷镦开裂的现象。
3 造成冷镦钢开裂的主要因素(1)化学成分。
①碳元素。
冷镦钢中碳含量的高低对其韧性有很大影响,碳含量超标会导致冷镦钢在加工过程中出现镦头开裂,造成镦头开裂的另一重要因素是钢中存在球化不完全的碳化物相。
生产过程中要严格将冷镦钢的含碳量按照标准的中下限来加以控制。
②铝元素。
铝在高温下易氧化形成有害杂质,降低钢材的机械性能。
但同时铝元素也具有细化晶粒、改善钢材韧性的作用,可以提高冷镦钢快速镦头以及降低搓丝过程中应变时效等综合性能。
因此,应对其加以适量控制。
③硫、磷元素。
硫和磷为钢中有害元素,其会对钢造成热脆和冷脆现象,所以必须控制在标准范围内,尽可能降低更好。
④硅、锰元素。
硅常被用作脱氧剂加入钢中,少量的硅能够提高钢的强度,但含量较多时则对钢的塑形和韧性产生不利影响。
锰能脱氧并减弱硫的有害作用,从而改善材料的热加工性能。
锰同时会提高钢材的强度、硬度和淬透性,增强加工硬化,从而降低材料的塑性。
⑤氮、氢、氧元素。
氮:随着钢中氮含量的增加,钢材的强度、硬度和脆性升高,但塑形和韧性显著降低,焊接性能变差。
氢:氢是钢中产生白点的根本原因,这些存在于钢中的白点(小裂纹)会使钢材出现氢脆现象。
氧:氧在钢中主要以氧化物的形式存在,随着钢中非铁氧化物的增多,钢材的塑形和韧性明显下降。
SPCC冷轧板折弯开裂原因分析材质为SPCC,规格为0.7mm×1250mm的冷轧板,在使用过程中发现存在折弯开裂现象,对折弯开裂样品进行了分析。
1试验方法1.1宏观检测,对所送检的缺陷样品进行图像采集,宏观分析;1.2化学成分分析,追溯冷轧板原料热轧号,分析钢板化学成分;1.3金相分析,在样品缺陷部位截取金相试样磨制、抛光,在GX51金相显微镜上进行金相检测。
2实验结果2.1宏观检测宏观检测发现样品开裂是沿折弯方向开裂,送检样品宏观形貌见图1。
图1弯角处开裂的缺陷样宏观形貌2.2化学成分化学成分见表1。
表1化学成分C Si Mn P S4112101000060.080.090.200.0230.003Q/TGJN03002-2010≤0.07≤0.03≤0.30≤0.018≤0.025由表1钢板化学成分可以看出,钢板化学成分均符合判定标准要求,但是C、Si、P含量均超出内控标准要求。
2.3金相检测图2基体金相组织图样品的基体组织为冷硬板组织(见图2,左图为横向取样,右图为纵向取样)。
样品中夹杂物主要为C、D 类夹杂为主。
表2金相检测结果材质夹杂物(级)组织状态AB C D DS SPCC//0.50.51.0冷硬板组织3讨论样品的组织显示,该样板为冷硬板,冷硬板在冷轧轧制过程中已经产生大量的塑性变形,晶粒没有回复,所以冷硬板强度高、延伸率低,不适于进行塑性加工,因此,送检样品折弯开裂的主要原因是钢板组织为冷硬板,塑性低造成。
4、结论冷硬板塑性低是造成折弯开裂的主要原因。
2006年2月HUNANMETALLURGYMarch2006收稿日期:2005—09—20作者简介:谢国乔(1965—),男,工程师,主要从事产品质量管理工作。
16MnL汽车大梁板冷成型开裂的影响因素谢国乔(涟源钢铁集团有限公司,湖南娄底417009)摘要:介绍了涟钢转炉CSP工艺流程,分析了涟钢生产不含微合金元素的16MnL汽车大梁板冷成型过程中开裂的问题,简要论述了16MnL冷成型性能的影响因素,提出了相应的改进措施。
关键词:16MnL;冷成型开裂;影响因素;改进措施中图分类号:TG386.3+3文献标识码:A文章编号:1005—6084(2006)02—11—06EFFECTFACTORSOFCRACKINGDURINGCOLDFORMINGOF16MnLAUTOMOBILEFRAMESTEELPLATEXIEGuo-qiao(LianyuanIron&SteelGroupCo.Ltd.,Loudi417009,China)ABSTRACT:TheCSPtechnologicalprocessofconverterinLiangangwasintroduced,andthecrackingproblemduringcoldformingoftheno-microalloying16MnLautomobileframesteelplatewasanalyzed.Theeffectfactorsof16MnLcoldformabilityweresimplydemonstrated,moreovertheconcernedimprovingmeasureswereproposed.KEYWORDS:16MnL;crackingduringcoldforming;automobileframesteelplate;effectfactor;improvingmeasure16MnL作为汽车大梁,主要承受较大的静载荷和一定的冲击、振动,因此对它的性能有两方面的要求,一是要具有一定的强度,较好的塑性和韧性;二是由于汽车大梁多是冷冲压成型,冲压中容易产生裂纹,因此要求16MnL具有良好的冲压性能。
一、前言冷镦钢盘条是萍钢新产品开发中重要的组成部分。
其主要生产工艺流程为:转炉冶炼一吹氩一LF炉精炼一连铸成坯一钢坯加热一粗轧一中轧一预精轧一精轧一吐丝成圈一散卷控冷一集卷一打捆一称重一卸卷一入库。
萍钢生产的冷镦钢在现阶段1/2冷镦开裂率平均在5~8 %,1/3冷镦开裂率达到20%以上,远未达到客户标准。
这种情况不仅影响萍钢的经济效益,而且对萍钢的产品质量形象产生了不利影响。
因此本篇文章将对冷镦钢开裂形貌进行大致分类并提出初步的原因辨别方法,针对一些具有代表性的的特殊问题,结合二轧厂高线的工艺实际状况,就如何尽可能的减少轧制缺陷,对解决措施和调整经验进行总结。
二、冷镦形貌类型及大致原因判断较常见的裂纹形状有三种,图1为平行裂纹,这种平行裂纹如果有规律性,即连续剪切的试样同样产生平行裂纹并有连续性。
基本可以判断为折叠造成。
图2为单条深裂纹,这种裂纹容易观察裂纹源延伸处的钢材组织中有无氧化脱碳。
无氧化脱碳现象,内部金属颜色光亮,裂纹应为夹杂或者严重尖锐划伤造成(注意:成品的轻微或者非尖锐深度划伤在一般1/3冷镦都不会造成裂纹)。
若有氧化铁皮,裂纹应为坯料表面质量缺陷或者严重折叠造成。
图3为单条浅裂纹原因分析较为困难,一般认为是连铸坯表面裂纹所造成产品上产生断续裂纹的情况。
这种铸坯质量不良的断续裂纹情况在1次12mm冷墩钢生产中可以在3#机架轧件表面清楚观察到。
图1平行裂纹萍钢冷镦钢开裂原因探析及二轧钢厂轧制工艺调整二轧钢厂张小军摘要: 对冷镦钢开裂形貌进行大致分类并提出初步的原因辨别方法,针对一些具有代表性的的特殊问题,结合二轧厂高线的工艺实际状况,就如何尽可能的减少轧制缺陷,对解决措施和调整经验进行总结关键词:冷镦钢裂纹夹杂折叠划伤调整轧辊导卫图2单条深裂纹图3单条浅裂纹其他较少出现的裂纹还有外形呈45°剪裂(形状为“<”)原因为塑性不足,可以判断为夹杂;裂纹表面有铁皮包裹,可以认为是折叠或者钢水脱氧不良造成;冷镦形貌为一条裂纹并对称伴随着一条不明显的印痕,认为是在轧制过程中由于单侧耳子造成的平行连续裂纹,一条较深而另一条较浅,浅裂纹经变形延伸消失而深裂纹不能消除,从而表现为一条裂纹,该形貌裂纹一般在其一侧有不明显的与其平行的印痕;另外发生在轧件四周的裂纹位置是否有规律性、连续性、对称性,都可以给我们大致判断裂纹原因带来帮助。
第23卷第1期 •42•2017年 2月宽厚板W I D E A N D H E A V Y P L A T EVol. 23,N o. 1February 2017中厚钢板冷弯裂纹与开裂原因分析崔风平(山东钢铁集团济钢板材有限公司)摘要济钢以所生产中厚钢板及试样冷弯后出现裂纹、开裂的实际样品为研究对象,进行一定数量的解 理,从钢板内部夹杂物形态、组织形态、表面质量、试样尺寸等影响冷弯结果的多个方面着手,针对钢板冷弯裂 纹和开裂现象进行了较为系统的分析,揭示了钢板冷弯裂纹及开裂机理,对预防或减少钢板冷弯裂纹、开裂具 有一定的借鉴作用。
关键词中厚钢板冷弯裂纹原因技术分析Causes Analysis on Cold Bend Cracking andOpening of Medium Steel PlateCui Fengping(S h a n g d o n g Iron a n d Steel G r o u p Jigang Steel Plate C o.,L t d.)Abstract Taking the s a m p l e d m e d i u m steel plate a n d s p e c i m e n with cracking a n d opening after cold bending in Jigang as study subject,systematic analysis is performed o n the cold b e n d cracking a n d opening of steel plate from the aspects of inclusion m o r p h o l o g y,microstructure m o r p h o l o g y,surface qualify a n d s p e c i m e n size affecting the results of cold bending test, revealing the m e c h a n i s m of cold b e n d cracking a n d opening o n steel plate a n d providing references to avoid or reduce the defects.Keywords M e d i u m steel plate,Cold b e n d cracking,C a u s e,Technical analysis〇前言中厚板的力学性能主要指钢板的屈服强度、抗拉强度、冷弯性能、冲击韧性等五项基本指标。
汽车大梁用钢B510L延伸不合原因分析与改进赵亮;张爱梅【摘要】通过金相检测等手段对汽车大梁用钢B510L出现的批量延伸率不合的问题进行了分析.分析认为由于热轧工序卷取温度的波动造成部分钢卷局部位置卷取温度较低,进入贝氏体转变区,从而带钢局部区域出现一定量贝氏体组织以及由于粗轧温度过高,带钢四分之一断面处出现混晶,是造成B510L的延伸率偏低的原因.在生产中,通过采取增加Nb含量、提高中间坯厚度及提高卷取温度精度等技术措施,B510L延伸率不合的情况有了明显改善,大大提高了性能合格率.【期刊名称】《新疆钢铁》【年(卷),期】2017(000)003【总页数】4页(P19-22)【关键词】汽车大梁钢;卷取温度;显微组织;力学性能【作者】赵亮;张爱梅【作者单位】宝钢集团八钢公司制造管理部;宝钢集团八钢公司制造管理部【正文语种】中文【中图分类】TG142.1+4热轧汽车大梁用钢主要用于制造汽车纵梁、横梁、前后车桥、保险杠等结构件,是汽车结构钢板中需求量大、性能指标要求较高的钢种。
八钢公司结合1750热连轧技术和设备优势,将形变强化、固溶强化和析出强化等强化机理与微合金化技术进行有效结合,在低碳钢的基础上加入Nb、Ti元素,通过细晶强化和析出强化的复合强化作用,研制开发了B510L汽车大梁用钢,在陕西重型汽车制造厂等企业得到成功应用,年供货量超过5万t。
在实际生产中,有部分规格,特别是厚度规格7mm,宽幅在1580mm以上B510L在生产过程中存在性能不稳定的情况,主要表现延伸率不合格,对成本控制和合同按期完成造成较大影响。
通过采用金相分析等方法,对造成延伸不合格的原因进行了分析并提出了针对性改进措施。
1750热轧机组生产的一批宽幅1580~1600mm的B510L汽车大梁用钢产品,其性能统计如表1,延伸率不合格主要集中在7~8mm,1600mm宽幅。
从表1可见,该规格B510L产品的屈服强度合格率为100%,抗拉强度与延伸率存在不合格。
汽车用钢板极限尖冷弯性能测试及评价规范汽车用钢板极限尖冷弯性能指的是在冷弯加工过程中,钢板出现断裂的最小弯曲角度。
该指标对汽车行业非常重要,因为在汽车制造过程中,各种零部件需要进行冷弯加工,例如车身构件、车门和引擎盖等。
因此,汽车用钢板极限尖冷弯性能的测试和评价规范可以帮助制造商选择合适的材料,确保汽车的弯曲性能满足设计要求并提高车身的安全性和稳定性。
钢板的冷弯加工过程会受到许多因素的影响,如材料的化学成分、热处理状态、成形方法和冷弯半径等。
因此,在测试和评价汽车用钢板的极限尖冷弯性能时,需要考虑以下几个方面:1.样品准备:从不同厂家或供应商采购钢板样品,并确保其符合国家标准或行业规范。
样品应具有代表性,包括不同厚度、材料成分和热处理状态的钢板。
2.实验设备和方法:使用专用的弯曲设备,在恒定的冲击力和速度下进行实验。
可以选择不同直径的尖头和不同的冷弯半径来模拟实际的冷弯过程。
弯曲角度可以通过测量曲率半径来确定,从而计算出极限尖冷弯性能。
3.实验参数:通过设计实验方案,考虑不同的参数对冷弯性能的影响。
这些参数可以包括钢板的厚度、弯曲速度、弯曲角度和弯曲方向等。
通过对不同参数进行测试,可以评估钢板的极限尖冷弯性能,并确定最佳参数组合。
4.数据处理和评价:根据实验结果,绘制钢板的冷弯曲线图,并计算出极限尖冷弯性能指标。
使用统计方法对实验数据进行分析,评估样品之间的差异,并确定合适的抗弯性能范围。
5.报告撰写和结果表达:撰写完整的实验报告,包括实验目的、实验方法、实验结果和结论等。
结果可以通过表格、图表和文字等形式进行表达,以便其他人可以理解和使用。
总之,汽车用钢板极限尖冷弯性能测试和评价规范是确保汽车制造过程中材料质量和安全性的重要环节。
通过标准化的实验方法和评价指标,可以提高冷弯加工的可靠性和一致性,保证汽车零部件的质量和性能。
摘要:针对钢板原始剪切边在用户再加工过程中产生边部开裂的问题,采用钢板纵向样进行了实验室模拟试验,分析认为,边部开裂的主要原因是钢板原始剪切面剪切弯钩、毛刺引起的应力集中及再加工工艺不当。
剪切间隙、重叠量调整、剪切温度、剪切力、剪切量等因素都影响钢板的剪切质量。
结合安钢实际情况,采取新上风雾冷却装置,降低钢板剪切温度,优化剪刃重叠量、水平间隙调整工艺及热态毛边放尺量等措施,提高了钢板剪切质量,减少了质量异议。
关键词:钢板;边部开裂;圆盘剪;剪切质量;改进措施钢板剪切边开裂原因分析及改进剪切质量的措施2.1 钢板原始剪切边无角横裂的试验为找出钢板原始剪切边在再加工过程中产生边部开裂的原因,采用25mm厚钢板纵向样,在实验室条件下,模拟用户使用条件做了一系列的试验。
试样长350mm、宽50mm,沿长度方向一边为圆盘剪原始剪切边,另一边经过机加工。
试验条件超出了标准规定的钢板机械性能范畴,即对试验标准弯心直径进行调整,25mm普板弯心直径由标准规定的d为3a调整到d为128mm的较大弯心直径。
(1)保留圆盘剪原始剪切边,做弯曲试验。
6根试样受弯面一半采用圆盘剪剪切板面的上表面,一半采用下表面。
剪切板面为下表面的,即受弯面带有剪切弯钩的3根试样均开裂,裂缝产生均由原始剪切边在厚度方向从外向里开裂;在厚度方向和宽度方向基本裂透。
剪切板面为上表面的,弯曲后完好。
(2)将圆盘剪剪切边加工光滑,加工量2~3mm,做弯曲试验。
6根试样弯曲后均完好。
(3)保留原始剪切边,250℃保温1.5h,做弯曲试验。
6根试样弯曲后结果与(1)相同,即受弯面带有剪切弯钩的均开裂,裂缝产生均由圆盘剪原始剪切边在厚度方向从外向里开裂。
(4)带毛边的试样。
去除毛边鼓形宽展部分进行弯曲,6根试样均完好;保留火切边部和鼓形宽展部分进行弯曲,6根试样带鼓形宽展侧未发生开裂和裂纹,火焰切割边残留的切割瘤在夹持范围内出现宽2mm、深3mm裂纹,但未向厚度和宽度方向扩展。
钢板冲压开裂原因分析张小荣;陈培磊【摘要】During the manufacturing process of automobile right longitudinal beams,cracks appeared on one side of a right longitudinal beam after stamping.By means of fracture analysis, energy spectrum analysis, metallographic examination and chemical composition analysis,the cracking reasons of the steel plate were analyzed. The results indicate that amounts of oversize non-metallic inclusions existing in the cracking position resulted in the steel plate laminating,which destroyed the continuity of the steel plate matrix,reduced the bearing capacity of the steel plate,and finally resulted in the cracking of the steel plate after stamping.%在汽车右纵梁的制造过程中,发现某一右纵梁冲压后一侧出现开裂。
通过断口分析、能谱分析、金相检验、化学成分分析的方法,对钢板开裂的原因进行了分析。
结果表明:钢板开裂处超尺寸非金属夹杂物较多导致钢板分层,破坏了钢板基体的连续性,降低了钢板的承载能力,从而导致钢板在冲压后出现开裂。
【期刊名称】《理化检验-物理分册》【年(卷),期】2016(052)009【总页数】4页(P659-662)【关键词】汽车纵梁;冲压;开裂;钢板分层;非金属夹杂物【作者】张小荣;陈培磊【作者单位】奇瑞汽车股份有限公司试验和整车技术工程院,芜湖 241009;奇瑞汽车股份有限公司试验和整车技术工程院,芜湖 241009【正文语种】中文【中图分类】TG113.26+2;U463.1在汽车制造工业中,钢板制件的冷冲压成型工艺占有很重要的位置。
第28卷笨5期
2005年9月
物理删试
Physics Examination and Testing V01 23+No 5 Sep.20()5
BM510L汽车大梁钢板冷弯开裂的显微分析
徐礼玲
(宝钢壤团卜诲悔I1I锕链股份有限 刮技术中心.江苏南京2I O039)
摘要:针对1",M51 0[_汽车夫桨钢板冷弯开裂现象,对纵向和横向试样分别用金相显微镜观察抛光态夹杂物及
盘相组 .发现断口处夹杂物硬带牡蚯缎较严重。用扫描电镜观察开裂断口形貌及其攒截面经制样后的形貌,发
现断El处有层状解理花样,竖抛光侵蚀后的横截面上舟布点状戎杂物.经能谱抒析.发现夹杂物成丹为硫化物。
由于央杂物形成的微裂纹在外力作f日F扩张或相互联通.而带状组织横向变形困难.使微裂纹不断扩展摄后导致
开裂
关键词:冷弯;开裂;层就解理花样;疏化物;帮状组织
中图分类号:TG11 5.21 文黼标识码:b 文章编号:1001—0777(2005),35 005s。3
Microscopic Analysis on Cold Bend Fracture of BM510L Beam Steel Plate
XU】.i ling
iShanghai Meishan]rGqq and Steel C(1 I td(I r Ba,>steei Group.Nanjill 21,3039-C Elma)
Almtrac!. ['Lle phenon LelI }n thai BM5I nl helm steel plale%,gas craz d in cold bending.By observing the inclusions
and rnetMlu rgical s1 rtic11 Jre I Jf t1le h;nRiludinM and tr ve rse sample Df tile meel with meta[Ioscope h wa8 discov—
e red tI、et 1he Inc Lus[ons and handed t rLl IU re Ln fractu rP was rather severe.】1 was a J een that there is【 r
c Leavage slflit[[I[e a L tbe frael LIrl?,arid spot inclusions ̄tl,e distributed at the patished and corrode cr&s ̄-section after
analvziIig the appearance of the frac Lure and cross-section by SEM}and that the composition of inclusions is Stltilde
by EI)X With 1he aclion L)f exlern ̄[force.the fine cracks brought by the inclusions expanded or united whh eacb
other,and EhP lateral defornlatilm[_r handed sl ruc vu re is diffk'uh—the fine cracks a re extended Longer and Longer.
f[naIlY wbich lead til c razing
Key w ̄rds:cold bend}fra(ttlr :[aver ri n-age sI ruc1ur ;sulfide;handed St rU['lu re
BMi1 0l_汽车大粱钢板属于低合盒钢,主要用 于制造各类汽车大梁和汽车车箱纵、横梁等,某厂 在将厚度为8.0 YlI['[1的BM51lI1.汽车大梁钢板加工 为成品过程中,钢板出现开裂现象 其主要开裂形 式有:弯折加工过程中部分钢扳在折弯处开裂;部分 钢板弯折并存放一段时间后 弯折处开裂 两种形 式的裂r=『均呈笔直状= 1 理化检验 为探|寸开裂的娘蚓.乖试验川x L..30扫描电镜、 EDAX能谱仪fⅡAXI()PI AN2型盒lf口湿微镜对 BM511、I 汽车大梁铜板艘 裂处进行屉微丹析 1.1宏观检验 厚度为8 mn 的BM5 I.汽车大粱钢板经冷弯 J¥1I ̄Z后开裂 々宏观形貌女¨图I,裂l1 笔直状.儿钢 板表面向厚度方向开裂.深度约6 TI ̄[II:裂纹扩展至 板厚中部时出现两个分支.一个分支继续沿厚度方
向纵向扩展:另一个明显分支是沿着板阜中部平行
于板面横向扩展
图I裂处的宏观形貌
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怍者简介;棘扎燃l 9 77).女. #半科.曲理l挫帅 g-mail:a sicdhs@l 6 3.…l 修订日期:2005—01{4
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物理测试 第23卷
1.2化学成分分析
在开裂的BM 51 0I 汽乍大梁钢板边部钻取
屑样进行化学成分分析.萁化学成分(质量分
数. )屺表1:
1 3金相检验
在钢板的开裂断几处取纵、横 个金相试样进 行夹杂物和组织分析,结果表明.该BM5】0I 汽车 大粱钢断口处夹杂物级别为A2和D2,且在钢板截 面的中部分布最严重( 图2)。经4 硝酸酒精溶 液侵蚀后,组织为珠光体+铁素体,钢板截面中部珠 光休与铁素悼成带状分布.带状级别为3B.此区域 夹杂物分布较密集.见(图 ),
表I试样的化学成分厦其国家标准
lahle I Cumposititm of Saniok and national stendardcrrdiz ̄l specificalion
t 5i M_1 P S AI Nb Rn T 0
图2断口处的夹杂物
Fi .2 inclusion fIn fra ̄iIlia"
J.4扫描电镜检验
在开裂断口处取一试样.对原始断口试样进行
超声波清洗.侄扫描电子显微镜下观察其形貌.结果
丧明它多呈韧窝状韧性断[I[见图{(a) .但板厚中
部区域断口呈韧窝状+准解理特征,且准解理特征
处旱层状丹布L见图4(I )]:
在钢板晰[I处取一横截面斌样.进行磨制、侵蚀,
对其横截面进行扫描.观察分析裂纹扩展形式及钢板
中的夹杂进行半定性分析。对断口横截磨面进行分
析.显示了断L】的截面形态[见图4(c)];,起始端部呈
弧状四人,裂纹沿品界扩展[见图 (I,)] 横截磨面上
可以观察到细小点状分布的夹杂物 见图4( 一。
:-t断口附近卦【 ,n -断口址 组 .
圈3钢板断口处组织
Fig.3 Fraclure struclu 0f sleel plate
用能谱仪对该点状夹杂物进行分忻.表明该类夹杂
为含稀土的硫化物夹杂-[见图j]
2分析讨论
从化学成分分析看,所有元素含量基本控制在
标准范围内,但硫、磷含量已在标准的上限 硫、磷
含量偏上限对控制夹杂物数量不利.从金相显微观
察也证实硫、磷含量偏高.夹杂物数量级别也较高;
通过扫描电镜致能谱对夹杂物进行分析,进一步证
实了夹杂物的类型是以硫化物为主
金属的塑性破坏过程可以归纳为显微裂纹和空
洞的形成,空洞的扩大和联合形成宏观裂纹.最后宏
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第5期 髂}L玲:ljMj1 0【,汽车大粱钢板冷弯开裂的显微分析
1训坶糠断II- I J J雎牧州懈} 窝 I J: J断u的靴面ffj :c d】 纹皓晶 屣… 断Ⅱ懒截面点壮丹市的夹杂物
图4断口的扫描电镜固电
Fig.4 SEM photo,tabs 0r[raclure
图5断口横截面的夹杂物能谱曲线
要消耗大量变形功,结果使裂纹尖端的最大应力下
降,裂纹扩展变慢: I。带状组织的形成是由于内部
钢锭中的磷、硫的偏析和夹杂物在外力的压延下产
生的 金相显微观察到带状组织严熏区域夹杂物的
分布较密集。住BM51Ol_汽车犬粱钢板中部带状组
织严重区域.夹杂物分布也较密集.因此在铁索体带
上形成的微裂纹密度也较大.在同样的扩展速度下,
裂纹较早得 联通 而较长的铁素体带夹在珠光体
片层中间.其延伸受到约束.塑性变形比较困难.也
是该区域裂纹扩展较快的因索之一
Fig.5 ner spt ̄trum analysis of inclusi rm Oll
frncture cr0ss_9ecli0n 3 结 论
观裂纹向外扩展达到破坏。在有夹杂l拘存在的区域
内.夹杂物直接提供了微裂纹或空洞.南]=:冷弯过程
巾应力集中以及因线膨胀系数 同产q 内庖力,促
进了微裂纹的形成 显微裂纹也在珠光体与铁素体
之间的界面[ 以及在珠光体内部产生。在宏现裂纹
的扩张过程巾.有些空洞在裂纹前 形成.宏观裂纹
扩张的过程就是宏观裂纹连接各个 微裂纹和空洞
的过程 在试样的等轴晶区,由于品粒塑性变形
以上观察分析表明,BM5】0I_汽车大梁钢板在
冷弯加工过程中开裂.主要是由于钢板的硫、磷含量
较高,含硫夹杂物分布较密集和较严重的带状组织
所引起的
参考文献
[t]章守华台盎钢rM]北永:捕盒工业出糖壮.1981.
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