若隐若现的钢板“横折”缺陷

一、背景

       W企业是一家做设备部件的企业，产品主要出口到欧洲，外观要求质量高。近期，部件外壳生产线连续批量出现疑似横折缺陷（垂直于轧制方向）。W企业怀疑是原料（钢卷）出现问题，经更换了几批不同厂家钢卷，质量缺陷依旧存在。

       W企业使用Q235B热轧卷，厚度2.5mm，屈服强度330MPa, 查验质保书，并抽检性能指标等正常。W企业加工工艺流程简述如下：

二、应用

      1、原热轧卷是由大卷均分为3个小卷。板面的瓢曲或起浪和残余压应力有关，但残余压应力只会把板面绷直或拉裂。由于在原卷上没有发现横折缺陷，说明横折缺陷不是由原卷内残余应力产生，而是由于在开卷生产后的某些工艺工序不合理，钢卷内应力发生变化，导致横折缺陷产生。

       2、该横折在钢卷过矫正机后隐约可见，冲压过后明显可见。当用大卷（未开平原卷）时出现横折少，小卷（经开平后的3个小卷）容易出现横折，开卷后时有时无，且在卷的后期出现频次加大，无明显规律。

       3、根据材料力学弹性弯曲分析原理，薄板由弹性弯曲进入塑性弯曲符合以下条件：

       R≤Et/3δs（式中R-弯曲半径，E-弹性模量，δs-屈服强度，t-钢板厚度），由该公式可知，钢板的塑性弯曲与厚度、钢板的屈服强度有关。对于厚度为2.5mm的Q235B低碳板而言，临界曲率半径为：

Q235Bδs=320~400MPa，R≤546~437mm。

       对于卷径较小，强度较低的钢卷满足上述条件，会发生弹塑性弯曲变形，容易产生横折；而对于卷径较大，强度较高的卷以弹性变形为主，不易产生横折。但随着卷径的减小，尤其是在开卷末期，横折缺陷可能会出现或加重。这和W企业现场实际反馈开卷后发生的情况相吻合。

       现场发现：W企业矫正机的曲率半径未调整合理，矫正机没有发挥调整作用。

（a）矫直平板的应力分布

（b）矫直正弯圆弧的应力分布

（c）矫直负弯圆弧的应力分布

三、参谋

1、此横折缺陷不是原卷缺陷。

2、横折缺陷与开卷矫直变形量有直接关系，是低碳钢塑性弯曲超过临界值发生的屈服效应。

3、W企业改由下开卷改为上开卷，且在后期卷径变小后加快开卷速度。

4、根据钢卷厚度、屈服强度等合理调整矫正机（辊位、辊分布、辊缝、变形速度等），在保证矫直质量的前提下，减轻或消除可容忍的横折缺陷是可行的。

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