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冷轧板一开平就翘、落料就侧弯,是板形没调好还是料里憋着残余应力?
3 小时前   浏览:0   作者:管道

冷轧板看着挺平整,一上开平机就翘头,落料件放两天自己就弯了,纵剪分条后条料还往一边跑。很多人第一反应是板形没调好,或者模具不行。

 

可板形(按 GB/T 708-2019 看不平度,分 PF.A、PF.B 两档)只检查“静置”状态下的平整度。料在仓库里码着是平的,不代表内部没有应力。冷轧板从轧机出来,宽度方向各条纤维被压出来的长度不一样,长出来的那段被两边拽着伸不直,内部就憋下了一股自平衡的残余应力。边部压得多,边部是残余压应力;中部压得多,中部也是压应力。板形浪形的本质,其实就是这股残余应力在宽度方向的分布。

 

这跟回弹不是一回事。回弹是冲压卸载时钢材弹性回弹,受弹性模量支配,卸载完就定了。残余应力是塑性变形之后留在内部、不施加外力也存在的自平衡应力。两者都能让零件尺寸跑偏,但机理不同。碰到“剪下来就翘”的情况,多半是应力释放,不是回弹。

 

问题就出在“剪”这个动作上。开平是把整卷剪开,落料是从板子上冲下一块,纵剪是把宽带分成窄条——每一步都在打破内部那股自平衡。平衡一破,剩下的部分应力要重新分配,肉眼看到的翘曲、侧弯就来了。纵剪分条后的条料侧弯,常被误认成镰刀弯(那是 GB/T 708 里的外形尺寸偏差),其实不少是圆盘剪留下的剪应力在释放。焊接变形、机加工后的变形,根子也常在这里。

 

残余应力从哪来?轧制时的不均匀变形是主因:辊缝凸度没调好、弯辊窜辊不当、冷却不均、张力不稳、来料厚差,都会让横向延伸不一致。退火后冷却不均也会埋下应力,罩退整卷内外温差大,热应力更明显。还有平整轧制压下不足,材料没被“压屈服”,应力没机会均化松驰。判定上,静置板形合格、一动刀就变形,基本就是它。要量化,薄板常用钻孔应变法(GB/T 31310-2014)和 X 射线衍射法(GB/T 7704-2017),全释放应变法(GB/T 31218-2014)、压痕应变法(GB/T 24179)也能用,只是有各自的适用范围和破坏程度。

 

想把它压下去,生产端靠对称轧制加优化辊型,退火要均匀,关键是平整轧制。GB/T 5213-2019 第 6.3.1 条要求冷轧低碳钢板以退火后平整状态交货,道理就在这儿:小压下让材料屈服,内部应力就地均化松驰。拉矫(拉伸弯曲矫直)同样能均化。到了使用端,开平、落料前先走一道拉矫或预拉,纵剪后加矫直,严重件安排去应力退火,变形会小很多。

 

板形不平度是残余应力的“体检表”,但体检表正常不代表料里就干净。关键件订货时把板形等级写清楚,再要求平整加拉矫状态,比事后返工省事。

 

常见问题(FAQ)

 

问:残余应力和回弹有什么区别?

答:回弹是卸载时的弹性恢复,残余应力是内部自平衡的内应力,不施加外力也存在。落料后翘曲多是应力释放,不是回弹。

 

问:板形按 GB/T 708 合格,就说明没残余应力吗?

答:不能这么认。板形只反映静置状态,开平、落料、纵剪打破平衡后,残余应力才会显形。

 

问:冷轧板的残余应力怎么测?

答:薄板常用钻孔应变法(GB/T 31310-2014)和 X 射线衍射法(GB/T 7704-2017);全释放应变法(GB/T 31218-2014)、压痕应变法(GB/T 24179)也可用,破坏程度不一。

 

问:纵剪分条后条料侧弯,是镰刀弯吗?

答:不一定。镰刀弯是 GB/T 708 的外形尺寸偏差,分条后侧弯很多是圆盘剪剪应力释放造成,属于残余应力,加矫直通常能改善。

 

问:平整轧制能消掉残余应力吗?

答:能。小压下使材料屈服,内部应力均化松驰,这也是 GB/T 5213-2019 要求退火后平整交货的原因;拉矫同样有均化作用。

 

问:到手之后怎么减少残余应力带来的变形?

答:开平、落料前先拉矫或预拉,纵剪后加矫直,严重件做去应力退火。订货时写清板形等级,并注明要平整加拉矫状态。

 

数据来源:来自公开网络

钢管动力,伴你读懂冷轧酸洗。公众号:钢标控

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