16MnR钢板冷冲压开裂的对策

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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%。
7 m* F# T3 _( ]6 l　　1　开裂原因
1 r) K: B( x  F* P8 _　　试验用16MnR钢板的主要化学成分：
6 R8 q# Y3 b# c0 c. ~; s# W　　16MnR钢板化学成分 W%
4 _9 j* R# y% S  R国标要求
C
Si
* c: Z: x( g8 n0 @# YMn
P
S
Rm/MPa
0 v2 J0 ?% a! ]) Y" e; i; HRe/MPa
. i% ^5 z7 t6 FA/%
: D+ ^% B. g5 z8 H  N- f4 iGB/T3273
0.12～0.20
# Y5 [3 L7 y6 P$ }4 l! i! {0.20～0.60
& m/ b! |( B) {9 v0 H1.2～1.6
0.035
0.035
! F/ e( U* d8 E7 m3 ?510～610
355
2 x5 M6 X) |+ x! x" i; ^, z3 W24
实测值
7 C3 S) g( A$ b% T/ T6 T3 F% m& U《0.20
; [5 t0 q' F  H7 X0.20～0.55
* R# }" V8 p& C! x1 i2 \, ^1.20～1.55
9 c' J6 }( b0 M& M2 s" c. {《0.30
4 m" C, d4 w7 v: g1 ~( w《0.020
/ R+ |% @# r. H% q575
360
1 z. R, l4 l* O% U5 I6 Z25
　　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。
* ~  }1 _9 d* z) o3 {# M　　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。
: l& h4 T8 O: A* U　　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。
2 o4 f3 j% r, t0 ?. [' y/ }　　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。
5 D( ~! I, `5 y* I# P  s　　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。
  D6 U8 [4 Z7 a9 Q( u9 y　　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。
, B! g! ?% [% h% @3 V6 ?　　3　结论
2 T/ O& e8 ^- \# S4 d; \3 }# _　　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。
8 S3 I3 ?+ o/ y* I' [6 e文章关键词： 16MnR钢板