A tecnologia de processamento de dobra é um tipo de tecnologia de processamento de aço amplamente utilizada em vários campos, como fabricação de automóveis, máquinas de engenharia, pontes, navios e construção.
Sob a pressão da matriz superior ou inferior da dobradeira, a chapa metálica sofre primeiro deformação elástica e depois deformação plástica.
No estágio inicial da dobra do plástico, à medida que a matriz superior ou inferior dobra a chapa metálica, a chapa gradualmente se ajusta firmemente à superfície interna da ranhura em V da matriz superior ou inferior, enquanto o raio de curvatura também diminui gradualmente.
À medida que a pressão continua até o final do curso, as matrizes superior e inferior entram em contato total com a chapa metálica, formando a dobra em forma de V, que normalmente é processada em dobradeiras e equipamentos de laminação.
A fissuração por flexão é um grande defeito no uso do processamento do aço. De acordo com a localização da fissura, ela pode ser dividida em fissuras de canto e fissuras centrais.
Os fatores que causam rachaduras incluem tecnologia de processamento inadequada e defeitos de qualidade do material, que têm um impacto negativo nas empresas de produção de aço.
Os pesquisadores analisaram, resumiram e estudaram casos típicos de qualidade e consultaram materiais relevantes para analisar vários fatores que causam fissuras por flexão e propor medidas de melhoria.
Amostras típicas de testes de flexão, fissuração e físico-químicos
1.1 Amostras de rachaduras em cantos
1.1.1 Morfologia Macroscópica
A rachadura no canto é o tipo mais comum de defeito na rachadura por flexão e geralmente há rebarbas, arestas ásperas, arestas de corte de oxigênio ou arestas de corte de plasma na posição de rachadura no canto. Se a borda da peça de trabalho não for jateada ou tratada de forma incompleta durante o processamento de dobra, ocorrerão rachaduras nos cantos, e as rachaduras nas rachaduras nos cantos são geralmente curtas e localizadas na área endurecida do canto.
Defeitos típicos do aço Q235B e do aço Q355B foram selecionados para análise, e a morfologia macroscópica da fissuração nos cantos é mostrada na Figura 1.
Como pode ser visto na Figura 4, há deformação do grão a frio na posição de extrusão da ferramenta de retificação, e aberturas de arranhões podem ser vistas na raiz de fissuras mais longas e retas. As amostras também contêm inclusões agrupadas de sulfeto, segregação central, partículas de oxidação em alta temperatura, descarbonetação devido à oxidação e características de bolha.
Análise das causas de defeitos de fissuração por flexão
2.1 Técnicas de processamento inadequadas
2.1.1 A influência do diâmetro de flexão
Ao dobrar o aço, a camada externa da área dobrada sofre tensão enquanto a camada interna sofre compressão. Quando a espessura do material é constante, quanto menor o raio de curvatura, mais severas serão as tensões de tração e compressão no material. Se a tensão de tração no canto externo exceder a resistência máxima do material, ocorrerão rachaduras ou fraturas, principalmente no meio da peça e às vezes nos cantos.
2.1.2 A influência das ferramentas de flexão
Se as ranhuras em V das ferramentas de dobra forem ásperas, a peça estará sujeita a forças desiguais ao passar pela dobradeira, causando desgaste superficial ou pressão local, levando a defeitos superficiais, seguidos de trincas por extrusão. As fissuras geralmente aparecem retas e longas, com visível deformação a frio dos grãos nas raízes da fissura.
2.1.3 A influência da logística
Durante o transporte e carga e descarga do aço, podem ocorrer arranhões superficiais, que destroem a continuidade da superfície do substrato. É provável que ocorram rachaduras na área arranhada durante a flexão. Essas fissuras são geralmente mais longas e retas, com aberturas visíveis na raiz da fissura.
2.2 A influência dos defeitos materiais
2.2.1 A influência de elementos, inclusões e gases nocivos no aço
Durante o processo de fundição, o alto teor de enxofre e fósforo no aço leva a um alto teor de inclusão de sulfetos ou, mesmo que o teor global não exceda o padrão, esses elementos agregam-se localmente e causam grave segregação central nas inclusões. Isto leva a uma diminuição da plasticidade e tenacidade do aço, tornando-o suscetível a flexões e fissuras.
Além disso, microfissuras na superfície do lingote são oxidadas em altas temperaturas durante a laminação, e o alto teor de oxigênio e nitrogênio no aço, especialmente o elemento nitrogênio, forma facilmente TiN com titânio. As partículas de TiN precipitadas ao longo dos limites dos grãos durante o lingotamento contínuo podem causar trincas originais no tarugo, o que pode levar a trincas durante a flexão.
2.2.2 A influência da qualidade superficial do aço
Microfissuras e furos de ar na superfície do aço são propensos a rachar no local da fissura sob tensão após a flexão. Múltiplas pequenas fissuras podem ser visíveis no arco de curvatura a olho nu.
2.2.3 A influência das propriedades mecânicas e anisotropia do aço
Quanto melhor for a plasticidade do material, mais estável será a deformação plástica e quanto maior for o alongamento na ruptura, melhor será o desempenho de flexão. Mesmo que o diâmetro de curvatura seja pequeno, não é fácil quebrar.
Além disso, as propriedades longitudinais e transversais do aço são diferentes, e a estrutura com faixas longitudinais é mais severa que a transversal. Isso significa que o índice de plasticidade longitudinal do aço é maior, portanto, ao dobrar ao longo de uma direção perpendicular à direção de laminação, o desempenho de flexão do aço é melhor e menos sujeito a trincas em comparação à flexão ao longo da direção transversal.
medidas de melhoria
(1) Soluções para o problema de rachaduras causadas por rebarbas, arestas vivas e corte com oxigênio em áreas de canto: lixe e arredonde manualmente as rebarbas e arestas vivas, ou use uma máquina de rebarbação para removê-las automaticamente e eliminar a área de processamento endurecida para reduzir o taxa de rachaduras.
Mude o processo de dobra para conformação contínua por rolo e, em seguida, corte após a conformação para evitar o processamento endurecido causado pelo corte. Corrija pequenos defeitos através de processos de soldagem subsequentes.
(2) Para resolver a questão dos raios de curvatura pequenos, o ângulo R deve ser ampliado dentro da faixa permitida do projeto para evitar um raio de curvatura muito pequeno.
(3) Evite arranhões superficiais durante o processo logístico de transporte e descarga de materiais de aço.
(4) No processo siderúrgico, melhorar a pureza do aço, reduzir o teor e agregação de inclusões no aço. O processo de sopro de argônio deve ser totalmente utilizado para garantir que sulfetos maiores no aço flutuem e se separem completamente.
O campo de fluxo apropriado deve ser mantido durante o processo de fluxo do aço para garantir o campo de fluxo adequado e estável no cristalizador, o que pode remover ainda mais inclusões no aço, evitando a contaminação por aprisionamento de escória.
Controle razoavelmente a temperatura de fundição, a taxa de tração e a taxa de resfriamento durante a fundição contínua. O uso adequado da tecnologia de prensagem leve e da tecnologia de agitação eletromagnética pode melhorar a qualidade interna do tarugo, reduzir a segregação central e prevenir a formação de rachaduras na linha central.
(5) No processo de laminação, fortalecer o controle do aquecimento, da temperatura de laminação e dos processos de resfriamento pós-laminação, evitar a formação de estruturas anormais, como bainita, martensita, grãos grossos e cristais mistos, e reduzir a resistência dentro da faixa permitida dos padrões do produto enquanto melhora a plasticidade e a tenacidade.
