16MnR鋼板冷沖壓開裂的對策

16Mn低碳合金鐵鋼因其生產工藝簡單，綜合力學性能好，生產成本低且品質穩定，是目前國內使用頻率較高的鋼材之一。

16Mn鋼板在冷沖壓成型過程中，在鋼板的折彎處經常出現程度不同、位置各異的裂紋，導致工件，報廢，而且出現裂紋的批次也無規律可循，有的批次沖壓效果良好，而有的卻出現紋現象嚴重，甚至沖壓質量也參差不齊。據統計，冷沖壓廢品率高達20%～25%。

1開裂原因

試驗用16MnR鋼板的主要化學成分：

16MnR鋼板化學成分W%

將試樣采用等溫正火處理

加熱溫度920℃保溫30min，緩慢冷卻，在600℃等溫1h后出爐空冷。

通過光學顯微鏡觀察試樣的金相組織，從組織中可明顯看出，組織由數量較多的先共析鐵素體＋片狀珠光體兩種組織所組成，或鐵素體加不規則的島狀混合物組織（用掃描電鏡觀察，可能是馬氏體――奧氏體、碳化物、貝氏體或它們的混合組織）。

經過冷沖壓對比試驗，等溫正火處理鋼板只要獲得的金相組織是鐵素體＋珠光體組織，無論鋼板有無帶狀組織、帶狀組織方向或任意角度沖壓彎曲都沒有開裂，表明16MnR鋼板冷沖壓開裂的主要因素與帶狀組織無直接聯系。

16MnR鋼板冷沖壓開裂原因，主要在于金相組織中出現了非平衡組織（粒狀貝氏體、塊狀轉變產物等），不是以往人們熟知的鐵素體＋珠光體組織。

若得到金相組織為鐵素體＋珠光體，由于鐵素體較軟，容易首先發生塑性變形，鐵素體的數量較多，形變的部分強化終止，未形變的部分繼續發生塑性變形，當它的形變過程進行到一定程度后珠光體也將開始發生形變。在較低溫度形成的細片狀珠光體的強度和塑性良好，很難發生應力集中和引起脆化現象的發生，能夠滿足冷沖壓工藝的要求，不會產生沖壓裂紋。

由于鋼板的化學成分范圍波動很大，因此鋼板的冷卻過程中局部容易得到不同的金相組織，冷速過快的地方很容易在形成部分鐵素體之后，將多余的碳原子排出時是，形成局部貧碳區，在隨后的連續冷卻時很容易形成貝氏體的非平衡組織（如粒狀貝氏體），會顯著降低鋼的韌性，粒狀貝氏體易形成應力集中區，在冷沖壓過程中，當應力達到一定程度時，很容易開裂。

2對策

以16MnR鋼板的實際生產狀況不難看出，出現貝氏體型非平衡組織是很難完全避免的，這種組織的獲得，與鋼板的加熱后的堆放方式、冷卻方式以及工人的操作等因素密切相關。

從生產實際中的試驗結果證實，采用等溫正火920℃保溫30min緩慢冷卻，600℃等溫1h控制冷卻處理工藝，可使16MnR鋼板獲得塑性和韌性配合良好的鐵素體＋珠光體組織，但該工藝耗時較長，不夠經濟。

改用正火920℃保溫30min空冷，650℃高溫回火2h空冷，可避免貝氏體型非平衡組織的產生，冷沖壓性能良好。

3結論

16MnR鋼板冷沖壓開裂的主要原因在于出現了貝氏體型非平衡組織，而鐵素體＋珠光體組織是該鋼板冷沖壓性能良好的主要條件，可通過合理的熱處理工藝來改善。