馬孝娟，胡洪林，盧鵬程

（新疆八一鋼鐵股份有限公司制造管理部）

0 前言

冷軋低碳鋼板產(chǎn)品的尺寸精度高，厚度允許偏差較小，平直度要求嚴(yán)格，對其表面狀態(tài)及清潔度都有嚴(yán)格的規(guī)定。冷軋低碳鋼板被廣泛用于電子工藝、家用電器、汽車工業(yè)、輕工機械等行業(yè)，也是各傳統(tǒng)工業(yè)部門高技術(shù)、高水平、高要求產(chǎn)品的關(guān)鍵原材料。以冷軋低碳鋼SPCC為原料制作衛(wèi)星電視接收器，在加工過程中，發(fā)現(xiàn)在折邊處邊部有擦傷并開口的現(xiàn)象。為查找產(chǎn)生原因，對基板的化學(xué)成分、力學(xué)性能、顯微組織，運用掃描電鏡和能譜對擦傷源進行分析。

1 發(fā)生擦傷材料的分析

1.1 擦傷形貌

冷軋低碳鋼板用于制作衛(wèi)星電視接收器，加工過程中，先將鋼板裁成要求的形狀，用模具沖出圓形盤狀，圓盤邊部折出突起的邊，在折邊處發(fā)現(xiàn)邊部有擦傷并開口的現(xiàn)象（圖1）。從加工的半成品即可看出衛(wèi)星電視接收器的加工屬于一般的加工過程，不需要復(fù)雜的沖壓加工，只有折邊時加工變形程度較大，因此用戶選用了冷軋低碳鋼SPCC作為加工原料。

1.2 化學(xué)成分

實測冷軋低碳鋼板SPCC化學(xué)成分，分析結(jié)果見表1，材料化學(xué)成分滿足冷成形用冷軋低碳鋼板SPCC標(biāo)準(zhǔn)要求，各項指標(biāo)在標(biāo)準(zhǔn)和內(nèi)控范圍內(nèi)[1]。

表1 冷軋低碳鋼板SPCC化學(xué)成分 %

1.3 力學(xué)性能

在基板上取樣進行力學(xué)性能測試，檢測結(jié)果見表2。從實測的力學(xué)性能可見，SPCC基板抗拉強度和延伸率均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求[1]。

表2 SPCC基板力學(xué)性能指標(biāo)

1.4 顯微組織

在擦傷處附近取樣進行金相檢驗：金相組織為鐵素體+球粒狀滲碳體（圖2）；晶粒度為7級[2]，滲碳體為1級[3]。從圖2可見組織為鐵素體上有分散分布的顆粒狀的三次滲碳體，三次滲碳體為組織中的脆硬相[4]，冷軋鋼板中的三次滲碳體分布形態(tài)對鋼材的沖壓性能有明顯的影響，三次滲碳體分布彌散未見有明顯鏈狀分布，對材料的沖壓性能影響不大[5]。

圖2 冷軋低碳鋼板SPCC擦傷處的材料顯微組織

2 擦傷處斷口分析

2.1 擦傷產(chǎn)生的缺陷觀察

從圖3中明顯可見擦傷處有三角形開口，三角形開口處有一舌狀突起，可見舌狀突起上摩擦的白亮色痕跡，在舌狀突起兩側(cè)尖角處可見圍繞尖角的材料流變痕跡，因此可判斷，材料在加工變形過程中從舌尖處材料被搓開，擦傷開裂處材料變形程度不同于周圍材料造成舌狀突起兩側(cè)尖角處材料流變痕跡，推斷出舌狀突起處即為擦傷開裂源頭。

2.2 微觀分析

利用掃描電鏡和掃描電鏡配置的能譜對擦傷處的舌狀突起部位進行觀察分析（圖4），觀察到舌狀突起上有聚集的顆粒狀夾雜物分布，經(jīng)能譜測定含有Si、Al、Mg、Fe、Na、O等元素的夾雜物。據(jù)研究保護渣的能譜圖的特征是有 Na 峰，保護渣中的Si、Al含量也較高，初步判斷為保護渣的成分[6]。

3 分析與討論

從加工過程來看，選用一般成形用冷軋低碳鋼SPCC作為加工衛(wèi)星信號接收器是適合的，從材料本身的化學(xué)成分、力學(xué)性能，金相組織看都符合SPCC的要求，并且從組織上看，未見能明顯影響沖壓的組織形態(tài)。擦傷斷口處有聚集的顆粒狀夾雜物分布，可判斷鋼中非金屬夾雜物聚集是造成擦傷開裂的主要原因。

鋼中夾雜物對材料的冷加工性能有較大的影響，在加工過程中材料與鋼中夾雜物變形程度不一致，使夾雜物周圍產(chǎn)生應(yīng)力集中，并且夾雜物破碎在鋼中形成空隙，從而使材料裂開，從擦傷開裂處特征也可看到，擦傷尖角處材料發(fā)生的流變即材料與夾雜物處變形程度不同造成了材料表面流變，并在夾雜物處發(fā)生開裂，使加工件報廢[7]。

4 結(jié)語

分析了冷軋低碳鋼SPCC基板的化學(xué)成分、力學(xué)性能、顯微組織，運用掃描電鏡和能譜對擦傷源進行分析，由于材料中的夾雜物破壞了金屬基體的連續(xù)性，當(dāng)材料在加工過程中承受動載荷時，夾雜物處與基體材料變形程度不同會造成夾雜物處形成應(yīng)力集中尤其是在材料加工過程中變形量大的位置，最終導(dǎo)致基板在夾雜物處裂開并隨著加工過程發(fā)生挫傷，使加工件報廢。

對于有加工使用要求的冷軋低碳鋼板，在煉鋼、連鑄生產(chǎn)環(huán)節(jié)要對夾雜物進行控制，避免形成夾雜物。較大的夾雜物在加工過程中被碾碎，發(fā)生材料開裂，造成加工件失效。