拉裂
拉裂
拉裂(pull crack)鋼材的表面缺陷之一,表現為產品表面呈現“人”字形或“之”字形的張開裂縫,且裂口較大,很深。拉裂產生裂縫不光滑。外形不整齊,裂縫內脫碳嚴重。拉裂是造成廢品的主要缺陷,必須清除。原料有橫裂紋或角部裂紋,經軋制演變成拉裂。改進鍊鋼、整模、注錠操作,提高修帽、坐帽質量,防止鋼錠懸掛,貫徹模子報廢標準,控制好澆注溫度和注速、注流、防止鋼錠產生橫裂紋。
經過拉深后,簡形件壁部的厚度和硬度都會發生變化。在圓簡件側壁的上部厚度增加最多,最大可達20%~30%;而在簡壁與底部轉角稍上的地方板料厚度最小厚度減少量最多可達8%~10%。當該斷面的應力超
過材料此時的強度極限時,製件就在此處被拉裂,如下圖所示。
拉裂
簡壁是否會被拉裂主要取決於兩個方面:一方面是簡壁傳力區中的拉應力;另一方面是簡璧傳力區的抗拉強度。當簡壁拉應力超過簡壁材料的抗拉強度時,拉深件就會在底部圓角與簡壁相切處即危險斷面產生破裂。
拉痕的組織特徵為沿鑄錠表面縱向分佈的條痕,條痕凹下,深度很淺。顯微組織與正常組織沒有差別。
拉裂的組織特徵為沿鑄錠表面橫向分佈的小裂口,裂口斷續,深度較拉痕深但有底,小裂口邊界不整齊。
拉痕與拉裂形成的機理相同,差別只是二者的程度不同。當熔體結晶后將鑄錠從結晶槽向鑄造井下拉時,由於在結晶槽內熔體剛結晶形成的金屬凝殼強度較低,不足以抵抗鑄錠和結晶槽工作面之間的摩擦力,鑄錠表面則被拉出條痕,嚴重時將鑄錠表面橫向拉出裂口,再嚴重時可能將局部硬殼拉破,在裂口處產生流掛。
拉痕和拉裂破壞了鑄錠表層組織的連續性,當深度不超過鑄錠表面加工余量時,用銑面或車面的辦法將其去掉;當深度很深時,則鑄錠報廢。
①保證結晶器光滑度,不允許有毛刺、水垢和划痕,並適時、均勻地進行潤滑。
②正確安裝結晶器、芯子和分配漏斗,防止液流偏斜沖刷結晶面。
③結晶器要放正,防止鑄錠下降時一側產生很大的摩擦力。
④適當降低鑄造速度和鑄造溫度。
⑤均勻冷卻,適當提高水壓。
⑥降低結晶器內液面高度。
⑦不使用被熔體退火(俗稱“燒了”)的結晶器和芯子。
⑧鑄造啟動時,由靜摩擦過渡到動摩擦,拉錠阻力大,拉裂傾向大。因此,金屬液面上升不要過快。鑄空心錠時,開始芯子水壓不要過大,水平控制要低一些。
拉裂是薄板衝壓成形工藝過程中常見的失效形式,在薄板衝壓成形中,由於衝壓件形狀、結構複雜,毛坯變形區內的變形分佈、各部位的變形狀態及其變形路徑都在不斷地變化,其過程是很複雜的。變形區內常常因變形過大而開裂破壞,影響正常的衝壓成形和產品質量。為解決這類問題,通常對模具進行反覆修正、調試。這就必然降低了生產節奏,增加了成本,有時也影響到衝壓件質量的提高。這與現代化大工業生產的高質量、快節奏是不相適應的。所以,在生產中如何通過採取工藝、模具、設備、材料等方面的措施來較快地解決破裂問題具有重要的現實意義。
從微觀的角度分析,破裂的形式主要有穿晶破裂和沿晶界破裂(又稱晶界破裂)兩大類。穿晶破裂就是裂紋穿過晶粒而形成的開裂;沿晶破裂就是裂紋沿晶界發展而形成的開裂。根據裂紋產生的內在原因,微觀裂紋又可以分成以下五類:
①晶粒斷裂;
②應力腐蝕破裂;
③孔洞沿晶內連接形成的破裂;
④晶粒沿晶界相互分離形成的破裂;
⑤孔洞沿晶界連接形成的破裂。