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钢件折弯开裂问题的分析

我公司应用于山东某工程的高压开关设备需要一批10mm厚的Q235-AF钢件。由于产品是在户外使用,因此,需对钢件进行热镀锌处理,以提高其防腐性。同时,这批钢件的形状需要符合工程现场布置要求,所以需要在现场对其进行折弯处理,但在折弯时,部分钢件出现了开裂情况。我们从各个方面分析了出现这种问题的原因,并做了一组试验,验证了各种因素对钢板折弯的实际影响,从而解决了钢件折弯开裂的问题。

1. 问题原因分析

从现有情况分析,出现开裂的可能因素主要有以下几方面:

(1)Q235-AF属于等级较低的钢种,其S、P含量相对略高,力学性能相对稍差。

(2)热镀锌工艺相当于把钢材放入到560℃溶液中后冷却,在这过程中有可能导致氢脆或者淬硬,导致表面脆性增加。

1981年我被调到省文化厅一个研究单位拿工资,专业写小说。一、二年时间,我每天打开稿纸,脑子一片空白,一整天一整天地发呆。把许多等待奇迹的人急坏了。省报上有了公开的议论,关于我的“苦闷”,关于让我离开基层是否明智……私下的批评就更加尖锐:“只生一个好”“本来就不是这块料”,之类;省文联《创作评谭》的编辑吴松亭受领导派遣,专程去北京请大评论家阎纲给我打气。但这只能更加强化我的焦虑。1980年在中国作协文讲所,王安忆看到报上我的责编丘峰抬举我的文章,问我:你高兴吗?我转过脸,无法正视她。

(3)Q235-AF的冷脆转变温度为-20℃左右。出现问题时正值冬季,山东现场的温度在-10℃左右,低温条件对其力学性能有一定影响。

(4)Q235轧制钢板的力学性能具有方向性,其沿轧制方向(纵向)的弯心直径为a,垂直于轧制方向(横向)的弯心直径则为1.5a(a为钢材厚度),因此,不同方向的试板在折弯过程中会展现出不同的力学性能。

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(5)从一些出现开裂的钢件边缘可以看到类似剪切刃的特征,说明其在剪切下料后,有边缘打磨不到位的情况,存在毛刺,这可能会在折弯时引起应力集中而导致开裂。

2. 试验验证

基于以上分析,我们做了一组试验,试验对象为与现场相同的10mm厚的Q235-AF钢材,由于轧制板材的力学性能具有方向性,所以每项测试都将纵向和横向两个样板作为一组,为了测试不同因素对其的影响,共做了3组试样,一组未热镀锌直接折弯,一组热镀锌后室温下折弯(20℃),一组热镀锌后低温下折弯(-10℃)。测试结果如图1~图3所示。

图1 未热镀锌试板
(左为纵向右为横向)

图2 热镀锌试板
(室温,左为纵向右为横向)

根据测试结果可以看出,所有试样都出现了不同程度的开裂或锌层脱落,但总体上纵向比横向好,室温比低温好。也就是热镀锌工艺对钢材的折弯性能影响很小,而轧制板材的方向性和温度对其有一定影响。

此外,我们对试验板件边缘毛刺进行了打磨处理,以测试毛刺的存在对钢板折弯性能的影响,其结果如图4所示。

此后田铭就经常和范青青争论这个事。田铭说失个恋就那样发神经,不知道范青青的心里都在想些什么。范青青就说田铭站着说话不腰疼,没谈过恋爱的人怎么会知道失恋的痛苦。

图3 热镀锌试板(低温,左为纵向右为横向)

图4 热镀锌试板(室温,纵向)

从图4看出,同一块试板,是否打磨产生了完全不同的结果。经过打磨处理的左半部分折弯后效果非常好,而未经打磨的右半部分则有开裂现象。由此可知,打磨质量对钢板弯曲性能有着至关重要的影响。在剪切面上,断裂带和毛刺的存在,会使钢板在折弯时产生应力集中而导致开裂。

3. 结语

根据上述分析与试验结果,后面的生产过程中,我们对Q235-AF轧制钢板都采取了沿轧制方向下料,在剪切下料后都对工件进行仔细打磨,杜绝了毛刺的存在,同时避免在低温条件下折弯,从而彻底解决了Q235-AF钢件的折弯开裂问题。

回到座位上,我原本想让小麻雀暂时在我抽屉里躲一躲,温暖一下它的小身子,可它挣扎着钻了出去,像个淘气的孩子,呼的一声,从抽屉里一冲,飞到风扇上站立着。

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