我想问一下Q345厚20mm的钢板在折弯90度时出现裂纹是材料问题、还是其他因素导致的?

[摘 要]：Q345D钢板,在折弯成方管时,出现了焊缝对应面一侧的裂纹,利用金相显微镜进行组织分析,光谱仪测定成分,拉伸实验机测定力学性能等分析方法对试样进行了分析.分析表明：折弯开裂的主要原因是由于钢板材料的夹杂物过多、强度偏高、塑性偏低造成的.
　　[关键词]：折弯开裂；夹杂物；裂纹；金相分析
　　The Cause Analysis of Bending Crack On Q345D of square tube
　　Liu Xue-min,LiuBing, Ma Zheng-wei
　　(College of Mechanical Engineering Xinjing University, Wulumuqi830000;)
　　Abstract：The cracked on the opposite side of the sample of Q235A square tube bending were examined by smetallograhic microscope,ingredients were measured by Spectroscopy,mechanical properties were tested by Tensile test machine .Test shows that the cracked samples have more inclusions and strength ,low piasticity.they are the main reason of cracking in Q235A square tube when cold bending.
　　Keywords：Bending crack；Inclusion；crack；metallurgical analysis
　　引言
　　方管弯曲构件以其重量轻、强度高、截面模量大、尺寸精度高、便于装配、加工灵活、生产周期短等优点,被广泛用于车辆、船舶、工程机械、制冷设备等制造业以及航空航天、高速公路护栏等设施中[1].但实际生产中,方管折弯开裂经常发生,成为板钢产品不合格的主要原因,直接影响了产品质量和企业经济效益.因此采取适当措施改善钢板的折弯性能具有重要的指导意义.本文分析了Q235D方管折弯开裂的主要原因,从而就能有效地提高产品质量和企业经济效益、现简介如下:
　　1.试验方法
　　1.1宏观分析
　　观察钢板裂纹的长度、深度以及断口的宏观形貌特征.在正常部位切取试样、沿纵向磨制,评定夹杂物,化学成分分析试样随意截取.显微硬度检测试样采用金相试样.
　　1.2试样力学性能测定
　　从方形管上截取拉伸试样和冷弯试样,按照国标要求做成标准试样,在拉伸实验机上进行试验.
　　1.3试样化学成分的测定
　　从方形管上截取试样在光谱仪上测量其化学成分.
　　1.4金相分析
　　从方形钢管上截取金相试样,将金相试样磨平倒角,经预磨机、抛光机抛光后,用4%的硝酸酒精溶液腐蚀,用GX—51金相显微镜观察金相组织,参照GB/T13298-1991《金属显微组织检验方法》；GB/T13299-91《钢的显微组织评定方法》; GB10561-2005《钢中非金属夹杂物显微评定方法》；YB/T5148-19993《金属平均晶粒度测定法》；评级使用JK标准评级图,对试样进行系统检测[2].
　　2 试验结果
　　2.1宏观分析
　　如图1a,裂纹处的形貌为木纹状纤维.如图1b,当方管板90度折弯时,出现了裂纹,并且裂纹贯穿于方管焊缝对应面的整个折弯角.最大裂纹宽度达到5mm,深度达到6mm.
　　a b
　　图1冷弯开裂试样的宏观形貌
　　Figure 1　The appearance of cold bending cracks
　　2.2 化学成分及力学性能
　　表1所示为光谱仪实测的化学成分、和拉伸实验机测得的性能参数表1.
　　表1实测化学成分、性能参数表
　　Table 1　The actual chemical composition and property of samples
　　由表1 实测化学成分、性能参数表可以看出该试样的化学成分符合标准规定；强度接近国标的上限,偏高；延伸率低于国标要求,偏低.
　　2.3 金相分析
　　表2试样夹杂物、组织评级表
　　Table 2 The chart of inclusion and structure grade for metallurgical sample
　　　Figure 2　The chart of inclusion and structur
　　由表2 试样夹杂物、组织评级表和图2试样夹杂物、组织图可以看出试样夹杂物数量较多、级别较高,以A、C类为主,硅酸盐夹杂物最长的达到1.03㎜；试样组织为铁素体+珠光体,但是铁素体的形状发生了变形,晶粒呈多边形.
　　3、分析讨论
　　钢板冷弯开裂的主要矛盾在于折弯应力超过了断裂强度,原因是其强度高、塑性低,并且出现了折弯处应力集中.从宏观形貌上看裂纹的宽度、深度都比较大,而且贯穿于整个折弯角线.通过对试样成分的分析、力学性能的测试可以看出其化学成分完全符合标准规定,屈服强度和拉伸强度过高,而延伸率低于标准要求,因此塑性偏低.经过金相分析可以肯定硅酸盐类的夹杂物严重偏高,所以要减少硅酸盐夹杂的来源[3],通过控制好出钢时的脱氧操作及挡渣操作防止钢包下渣、采用保护浇注防止二次氧化、采用炉外精炼技术、使用大容量中间包使夹杂物充分上浮、采用合适的保护渣、高质量的耐火材料等方法减少硅酸盐夹杂的来源[4].这样就会因为夹杂缺陷而引起应力在此处集中,金相组织中铁素体发生了变形,呈多边形.
　　4、结论
　　4.1 折弯开裂的主要原因是由于钢板材料的强度高,塑性低,夹杂物过多造成的.
　　4.2 预防此类事故的发生要考虑调整材料的强度和塑性,减少夹杂物的含量.
　　参考文献
　　[1] 张鹏 .壁方管激光弯曲过程的模拟研究. 锻压装备与制造技术, 2006,1.69～71.
　　[2] 陈茂敬.510L汽车大梁钢冷弯开裂原因分析.大型铸锻件,2008,1.37～39
　　[3] 张莉萍,葛建国,赵爱军.浅谈钢中夹杂物的控制对钢质量的影响[J].包钢技术,2002,28(4):85～87.
　　[4] 申少华,刘国林,方克明,韦　弦等.硅酸盐夹杂对中板冷弯性能的影响,钢铁研究2005,10.45～47
详细的去参考资料里看,有图有表格