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。
% G# j- B( z0 b9 Y16Mn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%。
: \* ~5 g2 a8 Q6 r# x) c　　1　开裂原因
　　试验用16MnR钢板的主要化学成分：
7 S& V9 Q  p* f+ k5 |9 }　　16MnR钢板化学成分 W%
6 A# U/ o- p1 k8 w! x4 P国标要求
C
Si
$ c& W- h! S0 q$ ]' F7 R+ h0 K1 tMn
0 {) x) h4 P4 a3 ?- Z6 aP
S
Rm/MPa
Re/MPa
- r  @4 D! `5 M/ X: R4 A% P+ m3 }3 V% uA/%
0 A( K' D: B  d5 b, {4 v. c, i3 CGB/T3273
0.12～0.20
' p5 ]/ M8 }+ K4 a3 t( x1 c0.20～0.60
& w) @+ [* G7 ~. n$ |" V7 R1.2～1.6
0.035
0.035
510～610
8 g9 [: Z% s3 h5 H: J- f355
/ C7 E) G- _% U) V" X5 W% @24
实测值
( d# G+ A) R" Q: O《0.20
0.20～0.55
1.20～1.55
《0.30
2 Y( C' N* G# y! a1 f《0.020
  }0 w# h) k# K: p  ]575
360
3 J" {7 X  K* H7 e4 B* l25
　　将试样采用等温正火处理
" ^9 e$ C7 N& {' _5 e) l" y% w　　加热温度920℃保温30min，缓慢冷却，在600℃等温1h后出炉空冷。
4 f% V- t- R' f! T0 y1 p, i! u　　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。
5 D2 }2 h" N; i: q　　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。
8 E. f& E. H. z0 U/ K; L　　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。
( U$ ~/ B+ m7 [& L  n　　2　对策
& D, Y0 q) u5 I　　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。
! k* _! i$ j+ U; `: a$ C( B　　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。
/ S( b2 }% _% Z9 t　　3　结论
9 h7 T3 |7 O8 y! o8 J　　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。
  G# ?9 }- A/ i1 @, g文章关键词： 16MnR钢板