1. Introducción
En vista del problema del agrietamiento de los bordes de la placa de la cadena cuando se presiona la tira de acero de 40Mn, se analiza la composición química y la estructura metalográfica de la placa de la cadena con agrietamiento de los bordes.
Los resultados muestran que la razón principal de la grieta en el borde de la placa de cadena de 40Mn es que hay una gran cantidad de inclusiones no metálicas de gran tamaño en el acero, la estructura de la tira de acero es irregular y hay segregación de bandas.
Como acero de baja aleación y contenido medio de carbono, el 40Mn tiene una alta dureza y resistencia al desgaste después del templado, lo que lo convierte en una materia prima importante para el procesamiento de placas de cadena.
Recientemente, durante la producción de cierto tipo de cadena, nuestra empresa descubrió que las piezas de la cadena estampadas en acero 40Mn tenían una cierta proporción de grietas en los bordes de la placa de la cadena (ver Fig. 1).
Fig. 1 Macromorfología de la grieta en el borde de la placa de la cadena.
Se desecha una gran cantidad de productos.
Por lo tanto, la placa de la cadena agrietada se inspecciona y analiza para resolver el problema del agrietamiento de los bordes cuando se presiona la placa de la cadena.
2. Análisis de composición química.
Se analiza la composición química de la placa de cadena de fisura de borde y los resultados se muestran en la Tabla 1.
Tabla 1 Composición química de la placa actual de fisura de borde de acero de 40Mn (fracción de masa) (%)
| Elemento | Valores medidos | Valor estandar |
| W. | 0,4 | 0,37~0,44 |
| Sí | 0,19 | 0,17~0,37 |
| Minnesota | 0,85 | 0,70~1,00 |
| cr | 0,21 | ≤0,25 |
| PAG | 0,02 | ≤0,035 |
| s | 0.007 | ≤0,035 |
| Culo | 0,13 | ≤0,25 |
Según los resultados de la prueba, la composición química de la placa actual para grietas de borde cumple con los requisitos estándar.
3. Análisis macromorfológico
Puede verse en la Fig. 1 que la superficie de corte de la placa de la cadena es relativamente lisa, sin rastros evidentes de procesamiento inadecuado.
La posición de la grieta se encuentra a 1/3 del espesor de la placa de la cadena y la gravedad de la grieta es diferente.
4. Análisis de estructura metalográfica.
El análisis metalográfico se realizó en varias placas con cadenas de grietas en los bordes.
Después de tomar muestras de la grieta, las incrustaciones y el pulido, se observó que la profundidad de la grieta era de 1,0 a 2,0 mm, como se muestra en la Figura 2.
La grieta se extiende oblicuamente hacia adentro desde la superficie y luego se extiende hacia adentro paralela a la superficie de la placa de la cadena.
Es el extremo partido de una placa de cadena partida (ver Fig. 3).
Hay una gran cantidad de inclusiones de sulfuro de gran tamaño (ver Fig. 4) e inclusiones de silicato (ver Fig. 5) a su alrededor.
Se evalúa según el método de inspección microscópica de la tabla de clasificación estándar GB/T 10561-2005 para determinar el contenido de inclusiones no metálicas en el acero.
El grado de inclusión de la placa de cadena agrietada es A3.0 y C3.0.
Después del grabado con alcohol de ácido nítrico al 4%, la estructura del borde de la placa de la cadena tiene una deformación evidente en un lado debido al impacto del proceso de estampado.
La dirección de agrietamiento de la grieta es consistente con la dirección de deformación de la estructura.
No hay descarburación en ninguno de los lados de la grieta.
La estructura es esferoidita puntual y una pequeña cantidad de perlita + ferrita bandeada, como se muestra en la Fig.
Hay una estructura obvia en forma de franja negra en la grieta de una placa de cadena lateral, y la abertura de la grieta solo se encuentra en la estructura en forma de franja negra, como se muestra en la Fig.
Por lo tanto, la estructura de la placa de la cadena no es uniforme y la grieta es particularmente obvia, mostrando segregación de la estructura en forma de tira, lo que muestra que la grieta es una estructura de perlita con alto contenido de carbono en forma de tira.
A través de la prueba de dureza micro Vickers en la posición de la banda negra y la posición normal en la Fig. 7, se encuentra que la dureza promedio de la posición de la banda negra es 274HV0.5, mientras que la dureza promedio de la posición normal es solo 220HV0,5. , y la dureza de la posición de la banda negra es significativamente mayor que el valor normal.
Se confirma que la banda negra se ubica en una gran zona de acumulación de elementos C.
5. Análisis de causa
A través del análisis anterior, se puede ver que existen dos razones principales para el agrietamiento del borde de estampado de la placa de cadena de acero de 40Mn.
(1) Hay muchas inclusiones no metálicas de gran tamaño en la placa de la cadena.
Por un lado, las inclusiones no metálicas destruyen la continuidad del material y reducen gravemente su plasticidad.
Bajo la acción de una fuerza externa, se produce deformación plástica alrededor de la inclusión no metálica debido a la concentración de tensiones, lo que resulta en una gran cantidad de desplazamientos alrededor de la inclusión no metálica;
Cuando el desplazamiento alcanza la interfaz entre la inclusión no metálica y la matriz bajo la fuerza del impacto, la interfaz se separa para formar microporos, y los microporos se agregan y expanden rápidamente bajo la fuerza del impacto, lo que resulta en el agrietamiento del borde de la placa de la corriente. .
Por otro lado, las inclusiones de silicato pertenecen a inclusiones frágiles e inmutables, que tienen una gran diferencia con la capacidad de deformación térmica de la matriz.
Durante el laminado, la banda de acero puede formar fácilmente poros o grietas en la interfaz entre las inclusiones no metálicas y la matriz de acero.
(2) La estructura del material no es uniforme y la segregación de bandas del elemento C es grave.
La segregación de bandas provoca la existencia de bandas de alta dureza en la banda de acero, dando como resultado un comportamiento transversal desigual del material.
Bajo la carga de impacto, el fenómeno de concentración de tensiones es fácil de producir en el área donde se encuentra el elemento C y en la unión.
Al mismo tiempo, bajo la acción instantánea de la carga de impacto, es fácil iniciar microfisuras y expandirse rápidamente, lo que resulta en grietas en los bordes en el proceso de estampado de tiras de acero.
6. Conclusión
1) Una gran cantidad de inclusiones no metálicas en la tira de acero de 40Mn es una de las principales razones del agrietamiento del borde de estampado de la placa de la cadena.
Las inclusiones no metálicas en la banda de acero son principalmente inclusiones de clase A y clase C.
2) La estructura irregular de la tira de acero de 40Mn y la grave segregación de la banda del elemento C son también una de las principales razones del agrietamiento en el borde estampado de la placa de la cadena.
La segregación de bandas provoca la existencia de bandas de alta dureza en la banda de acero, dando como resultado un comportamiento transversal desigual de la banda de acero.
