Q235B大车悬架折弯开裂原因分析

大车悬架折弯开裂原因分析及控制措施

刘刚，亓俊鸿

（山东泰山钢铁集团有限公司，新材料研究所，山东271100）摘要：大车悬架在加工过程中出现折弯开裂，对钢板材质进行了系统分析，结果发现钢板基体中存在的铁素体偏析条带组织是造成钢板折弯开裂的主要原因，同时基体中存在的大量非金属夹杂物尤其是硫化物偏析也是造成钢板开裂的原因之一，此批钢板在使用前经高温扩散退火+正火+回火的热处理工艺可以避免裂纹。

关键词：Q235B;偏析条带；折弯裂纹

Cracking Analysis of Truck Suspension Bending

and Prevention Measures

Liu Gang, Qi Junhong

（Shandong Taishan Steel Co.,LTD, New Material Research Institute,Shandong271100）Abstract：The truck suspension cracked during bending process. After systematic analyzing to crack, the results show that presence of the ferrite segregation band organization in the steel basics was the main reason of cracking, and the large number of non-metallic inclusions, particularly the sulfide segregation, was one of cracking reasons. To this batch steel, the measures of avoiding cracking were high-temperature diffusion annealing +normalizing + tempering before using.

Key words：Q235B; segregation; bending crack

某公司使用Q235B规格5.5×800mm热轧宽带钢加工大车悬架，在钢板折弯的过程中出现R弧开裂现象，为找到开裂原因，进行了一系列分析检测工作，并提出了预防开裂的措施。

1 试验方法

1.1宏观检测：对所送检的缺陷样品进行图像采集，宏观分析；1.2化学成分检测：磨制化学成分分析试样，用SPECRTOLAB M9型

光电直读光谱仪对钢板化学成分进行检测；

1.3金相分析：在样品缺陷部位、正常部位截取金相试样磨制、抛

光，在GX51金相显微镜上进行金相分析；

2 试验结果

2.1宏观检测

宏观检测结果如图1所示，Q235B折弯处存在裂纹，钢板折弯处存在明显线状小裂纹（图1b），开裂严重处裂纹贯穿整块样板，裂纹存在明显的延伸扩展现象。

图1裂纹宏观形貌

Figure 1 Cracking appearance

2.2 化学成分检测

表1 化学成分分析%

在方管裂纹附近取样进行化学成分分析，其化学成分见表1。从表1的数据对比中可见，其化学成分均符合GB/T 700-2006的要求，化学成分合格。

2.3金相分析

在裂纹附近截取缺陷部位横向和纵向金相试样，经金相分析发现，裂纹附近基体中存在大量夹杂物（图2a），腐蚀后发现，基体内存在大量的铁素体偏析条带，偏析组织密集分布在钢板五分之二厚度

处，裂纹沿铁素体偏析条带裂开（图2c、d）。

对平行于裂纹的纵向金相试样进行分析，发现基体内非金属夹杂物含量较高，A类非金属夹杂物为3.0级，C类非金属夹杂物为2.0级，基体组织为铁素体+珠光体组织+少量粒状贝氏体，晶粒度为10.5

级，金相检测结果见表2、金相检测图片见图3。

表2 金相检测结果

a钢板断裂处垂直裂纹方向金相图像 b开裂稍轻处垂直裂纹方向金相图像

c裂纹附近偏析条带 d裂纹末端偏析条带

图2 裂纹部位金相检测

Figure 2 Metallographic structure of crack location

图3 正常部位金相检测

Figure 3 Metallographic structure of normal location

3 结果讨论及工艺控制

3.1裂纹形成原因

金相分析发现，裂纹附近含有较高的非金属夹杂物，A类非金属夹杂物为3.0级，C类非金属夹杂物为2.0级；腐蚀后发现，钢板基体组织存在粒状贝氏体和较严重的铁素体偏析条带，偏析组织分布在钢板五分之二厚度区域，裂纹沿偏析条带开裂延伸。粒状贝氏体的出现说明钢板在珠光体转变温度以下温降速度过快，裂纹沿铁素体偏析条带出现说明此裂纹为典型的偏析组织引发的钢板开裂。

钢板厚度五分之二处严重的硫化物聚集造成的偏析条带组织，符合连铸坯上填充硫化物的中间裂纹经轧制形成的缺陷特点，因此推测此硫化物夹杂引起的铁素体偏析条带是由于连铸坯上中间裂纹引起的。

3.2改进措施

对于偏析组织的控制，可以借鉴带状组织控制措施，主要从连铸和热轧工艺进行预防和改善。连铸工艺主要从扩大等轴晶，减少柱状晶枝晶偏析的方向进行控制，热轧主要从控制轧制温度和轧后冷却速度方面考虑[1]。同时结合对夹杂物的控制因素[2],此类钢卷在生产环节完全可以避免。

针对此批存在偏析组织的钢卷可以通过高温扩散退火后正火+回火的热处理工艺来使钢板中的偏析成分得到最大程度的均匀化[3]，从而消除可能出现的钢板裂纹。

4 结论

（1）基体中存在的严重硫化物偏析引起的铁素体偏析条带组织是造成钢板折弯开裂的主要原因，同时基体中存在的大量非金属夹杂物尤其是硫化物也是造成钢板开裂的原因之一。

（2）通过高温扩散退火后正火+回火的热处理工艺可以最大程度的消除偏析组织对钢板力学性能的影响，防止钢板加工过程中的开裂现象。

参考文献

[1]王凯，张贵杰，刘金明，周满春.热轧中厚板带状组织的成因及预防措施[J],金属世界，2009，S1.

[2]赵宗强. Q235A 热轧带钢冷弯开裂原因分析[J],中国冶金，2005,15（11），37-39.

[3]刘云旭．低碳合金钢中带状组织的成因、危害和消除[J]．金属热处理，2000，(12)：1-2．