16Mn低碳合金鐵鋼因其生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，綜合力學(xué)性能好，生產(chǎn)成本低且品質(zhì)穩(wěn)定，是目前國(guó)內(nèi)使用頻率較高的鋼材之一。

　　16Mn鋼板在冷沖壓成型過(guò)程中，在鋼板的折彎處經(jīng)常出現(xiàn)程度不同、位置各異的裂紋，導(dǎo)致工件，報(bào)廢，而且出現(xiàn)裂紋的批次也無(wú)規(guī)律可循，有的批次沖壓效果良好，而有的卻出現(xiàn)紋現(xiàn)象嚴(yán)重，甚至沖壓質(zhì)量也參差不齊。據(jù)統(tǒng)計(jì)，冷沖壓廢品率高達(dá)20%～25%。

　　1　開裂原因
　　
　　試驗(yàn)用16MnR鋼板的主要化學(xué)成分：

　　16MnR鋼板化學(xué)成分 W%

國(guó)標(biāo) 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
實(shí)測(cè)值	《0.20	0.20～0.55	1.20～1.55	《0.30	《0.020	575	360	25

　　將試樣采用等溫正火處理

　　加熱溫度920℃保溫30min，緩慢冷卻，在600℃等溫1h后出爐空冷。

　　通過(guò)光學(xué)顯微鏡觀察試樣的金相組織，從組織中可明顯看出，組織由數(shù)量較多的先共析鐵素體＋片狀珠光體兩種組織所組成，或鐵素體加不規(guī)則的島狀混合物組織（用掃描電鏡觀察，可能是馬氏體――奧氏體、碳化物、貝氏體或它們的混合組織）。

　　經(jīng)過(guò)冷沖壓對(duì)比試驗(yàn)，等溫正火處理鋼板只要獲得的金相組織是鐵素體＋珠光體組織，無(wú)論鋼板有無(wú)帶狀組織、帶狀組織方向或任意角度沖壓彎曲都沒(méi)有開裂，表明16MnR鋼板冷沖壓開裂的主要因素與帶狀組織無(wú)直接聯(lián)系。

　　16MnR鋼板冷沖壓開裂原因，主要在于金相組織中出現(xiàn)了非平衡組織（粒狀貝氏體、塊狀轉(zhuǎn)變產(chǎn)物等），不是以往人們熟知的鐵素體＋珠光體組織。

　　若得到金相組織為鐵素體＋珠光體，由于鐵素體較軟，容易首先發(fā)生塑性變形，鐵素體的數(shù)量較多，形變的部分強(qiáng)化終止，未形變的部分繼續(xù)發(fā)生塑性變形，當(dāng)它的形變過(guò)程進(jìn)行到一定程度后珠光體也將開始發(fā)生形變。在較低溫度形成的細(xì)片狀珠光體的強(qiáng)度和塑性良好，很難發(fā)生應(yīng)力集中和引起脆化現(xiàn)象的發(fā)生，能夠滿足冷沖壓工藝的要求，不會(huì)產(chǎn)生沖壓裂紋。

　　由于鋼板的化學(xué)成分范圍波動(dòng)很大，因此鋼板的冷卻過(guò)程中局部容易得到不同的金相組織，冷速過(guò)快的地方很容易在形成部分鐵素體之后，將多余的碳原子排出時(shí)是，形成局部貧碳區(qū)，在隨后的連續(xù)冷卻時(shí)很容易形成貝氏體的非平衡組織（如粒狀貝氏體），會(huì)顯著降低鋼的韌性，粒狀貝氏體易形成應(yīng)力集中區(qū)，在冷沖壓過(guò)程中，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到一定程度時(shí)，很容易開裂。

　　2　對(duì)策

　　以16MnR鋼板的實(shí)際生產(chǎn)狀況不難看出，出現(xiàn)貝氏體型非平衡組織是很難完全避免的，這種組織的獲得，與鋼板的加熱后的堆放方式、冷卻方式以及工人的操作等因素密切相關(guān)。

　　從生產(chǎn)實(shí)際中的試驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，采用等溫正火920℃保溫30min緩慢冷卻，600℃等溫1h控制冷卻處理工藝，可使16MnR鋼板獲得塑性和韌性配合良好的鐵素體＋珠光體組織，但該工藝耗時(shí)較長(zhǎng)，不夠經(jīng)濟(jì)。

　　改用正火920℃保溫30min空冷，650℃高溫回火2h空冷，可避免貝氏體型非平衡組織的產(chǎn)生，冷沖壓性能良好。

　　3　結(jié)論

　　16MnR鋼板冷沖壓開裂的主要原因在于出現(xiàn)了貝氏體型非平衡組織，而鐵素體＋珠光體組織是該鋼板冷沖壓性能良好的主要條件，可通過(guò)合理的熱處理工藝來(lái)改善。

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