Análisis de grietas en los bordes de la placa de cadena de 40Mn (estampación) | MachineMFG

Análisis de grietas en los bordes de la placa de cadena de 40Mn (estampación)

0
(0)

1. Introducción

En vista del problema de la grieta en el borde de la placa de cadena cuando se prensa la banda de acero 40Mn, se analizan la composición química y la estructura metalográfica de la placa de cadena con grieta en el borde.

Los resultados muestran que la razón principal de la grieta en el borde de la placa de cadena de 40Mn es que hay un gran número de inclusiones no metálicas sobredimensionadas en el acero, la estructura del acero en banda es desigual y hay segregación en banda.

Como acero de baja aleación y carbono medio, el 40Mn tiene una gran dureza y resistencia al desgaste después de enfriamientopor lo que se ha convertido en una importante materia prima para la transformación de chapas de cadena.

Recientemente, durante la producción de cierto tipo de cadena, nuestra empresa descubrió que las piezas de cadena estampadas de acero 40Mn presentaban cierta proporción de grietas en el borde de la placa de la cadena (véase la Fig. 1).

Fig. 1 macro morfología de la grieta en el borde de la placa de la cadena

Se desecha un gran número de productos.

Por lo tanto, la placa de la cadena agrietada se inspecciona y analiza para resolver el problema de la grieta en el borde cuando se presiona la placa de la cadena.

2. Análisis de la composición química

Se analiza la composición química de la placa de la cadena de grietas en los bordes, y los resultados se muestran en la Tabla 1.

Tabla 1 composición química de la placa de acero 40Mn de la cadena de grietas en los bordes (fracción de masa) (%)

ElementoValores medidosValor estándar
C0.40.37~0.44
Si0.190.17~0.37
Mn0.850.70~1.00
Cr0.21≤0.25
P0.02≤0.035
S0.007≤0.035
Cu0.13≤0.25

De acuerdo con los resultados de las pruebas, la composición química de la placa de cadena con fisuras en los bordes cumple los requisitos de la norma.

3. Análisis macromorfológico

En la Fig. 1 se puede observar que la superficie de cizallamiento de la placa de la cadena es relativamente lisa, sin huellas evidentes de un procesamiento inadecuado.

La posición de agrietamiento se sitúa a 1/3 del espesor de la placa de la cadena, y la gravedad del agrietamiento es diferente.

4. Análisis de la estructura metalográfica

Se realizaron análisis metalográficos en varias placas con cadenas de grietas en los bordes.

Después de tomar muestras en la grieta e incrustarlas y esmerilarlas, se observó que la profundidad de la grieta era de 1,0-2,0 mm, como se muestra en la Fig. 2.

Fig. 2 morfología pulida de la grieta (50 ×)

La grieta se extiende oblicuamente hacia el interior desde la superficie y luego se extiende hacia el interior paralelamente a la superficie de la placa de la cadena.

Es el extremo agrietado de una placa de cadena agrietada (véase la Fig. 3).

Fig. 3 extremo de la grieta (100 ×)

Hay un gran número de inclusiones de sulfuro sobredimensionadas (ver Fig. 4) e inclusiones de silicato (ver Fig. 5) a su alrededor.

Figura 4 inclusiones de sulfuro (100 ×)
Figura 5 inclusiones de silicato

Se evalúa de acuerdo con GB / T 10561-2005 tabla de clasificación estándar método de inspección microscópica para la determinación de no metálico contenido de inclusión en el acero.

El grado de inclusión de la placa de cadena agrietada es A3.0 y C3.0.

Después de la corrosión con alcohol de ácido nítrico 4%, la estructura del borde de la placa de la cadena tiene una deformación obvia en un lado debido al impacto del procesamiento de estampado.

La dirección de agrietamiento de la grieta coincide con la dirección de deformación de la estructura.

No hay descarburización a ambos lados de la grieta.

La estructura es de esferoidita punteada y una pequeña cantidad de perlita + ferrita bandeada, como se muestra en la Fig. 6.

Fig. 6 estructura de la grieta en el borde de la placa de la cadena

Hay una evidente estructura en forma de tira negra en la grieta de una placa de cadena lateral, y la abertura de la grieta se encuentra justo en la estructura en forma de tira negra, como se muestra en la Fig. 7.

Fig. 7 estructura en la grieta de una placa de cadena lateral (100 ×)

Por lo tanto, la estructura de la placa de la cadena no es uniforme, y la grieta es particularmente obvia, mostrando la segregación de la estructura en forma de tira, lo que demuestra que la grieta es una estructura de perlita de alto carbono en forma de tira.

A través de la prueba de dureza micro Vickers en la posición de la tira negra y la posición normal en la Fig. 7, se encuentra que la dureza media de la posición de la tira negra es 274HV0.5, mientras que la dureza media de la posición normal es sólo 220HV0.5, y la dureza de la posición de la tira negra es significativamente mayor que el valor normal.

Se confirma que la banda negra está situada en una gran zona de acumulación de elementos C.

5. 5. Análisis de causas

A través del análisis anterior, se puede ver que hay dos razones principales para la grieta del borde de estampación de la placa de acero 40Mn cadena.

(1) Hay muchos sobredimensionados no metálico inclusiones en la placa de la cadena.

Por un lado, las inclusiones no metálicas destruyen la continuidad del material y reducen seriamente su plasticidad.

Bajo la acción de una fuerza externa, se produce una deformación plástica alrededor de la inclusión no metálica debido a la concentración de tensiones, lo que da lugar a un gran número de dislocaciones alrededor de la inclusión no metálica;

Cuando la dislocación alcanza la interfaz entre la inclusión no metálica y la matriz bajo la fuerza de impacto, la interfaz se separa para formar microporos, y los microporos se agregan rápidamente y se expanden bajo la fuerza de impacto, dando lugar a la grieta del borde de la placa de la cadena.

Por otro lado, las inclusiones de silicato pertenecen a las inclusiones frágiles e inmutables, que tienen una gran diferencia con la capacidad de deformación térmica de la matriz.

Durante el laminado, es fácil que la banda de acero forme 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 en bandas provoca la existencia de bandas de alta dureza en el acero en banda, lo que da lugar a un rendimiento desigual de la sección transversal del material.

Bajo la carga de impacto, es fácil que se produzca el fenómeno de concentración de tensiones en la zona donde se junta el elemento C y en la unión.

Al mismo tiempo, bajo la acción instantánea de la carga de impacto, es fácil que se inicien microfisuras y se expandan rápidamente, dando lugar a grietas de borde en el proceso de estampación de fleje de acero.

6. Conclusión

1) Un gran número de inclusiones no metálicas en el acero de banda 40Mn son una de las principales razones de la grieta en el borde del estampado de la placa de cadena.

Las inclusiones no metálicas del acero en banda son principalmente inclusiones de clase A y clase C.

2) La estructura desigual del acero de banda 40Mn y la grave segregación de banda del elemento C son también una de las principales razones de la grieta en el borde del estampado de la placa de cadena.

La segregación en bandas provoca la existencia de bandas de alta dureza en el fleje de acero, lo que da lugar a un rendimiento desigual de la sección transversal del fleje de acero.

¿De cuánta utilidad te ha parecido este contenido?

¡Haz clic en una estrella para puntuarlo!

Promedio de puntuación 0 / 5. Recuento de votos: 0

Hasta ahora, ¡no hay votos!. Sé el primero en puntuar este contenido.

Ya que has encontrado útil este contenido...

¡Sígueme en los medios sociales!

¡Siento que este contenido no te haya sido útil!

¡Déjame mejorar este contenido!

Dime, ¿cómo puedo mejorar este contenido?

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

Scroll al inicio