拉裂

拉裂（pull crack）鋼材的表面缺陷之一，表現為產品表面呈現“人”字形或“之”字形的張開裂縫，且裂口較大，很深。拉裂產生裂縫不光滑。外形不整齊，裂縫內脫碳嚴重。拉裂是造成廢品的主要缺陷，必須清除。原料有橫裂紋或角部裂紋，經軋制演變成拉裂。改進煉鋼、整模、注錠操作，提高修帽、坐帽質量，防止鋼錠懸掛，貫徹模子報廢標準，控制好澆注溫度和注速、注流、防止鋼錠產生橫裂紋。

基本介紹

• 中文名：拉裂
• 外文名：pull crack
• 套用：冶金
• 採取措施：正確安裝結晶器
• 危害：造成廢品的主要缺陷
• 影響：簡壁傳力區中的拉應力

簡介

經過拉深後，簡形件壁部的厚度和硬度都會發生變化。在圓簡件側壁的上部厚度增加最多，最大可達20%~30%；而在簡壁與底部轉角稍上的地方板料厚度最小厚度減少量最多可達8%~10%。當該斷面的應力超
過材料此時的強度極限時，製件就在此處被拉裂，如下圖所示。

拉裂

即使拉深件未被拉裂，由於材料變薄過於嚴重，也可能使產品報廢。防止拉裂的根本措施是減小拉深時的變形抗力。通常是根據板料的成形性能，確定合理的拉深係數,採用適當的壓邊力和較大的模具圓角半徑，改善凸緣部分的潤滑條件，減小凹模表面的粗糙度值等。

影響因素

簡壁是否會被拉裂主要取決於兩個方面：一方面是簡壁傳力區中的拉應力；另一方面是簡璧傳力區的抗拉強度。當簡壁拉應力超過簡壁材料的抗拉強度時，拉深件就會在底部圓角與簡壁相切處即危險斷面產生破裂。

組織特徵

拉痕的組織特徵為沿鑄錠表面縱向分布的條痕，條痕凹下，深度很淺。顯微組織與正常組織沒有差別。

拉裂的組織特徵為沿鑄錠表面橫向分布的小裂口，裂口斷續，深度較拉痕深但有底，小裂口邊界不整齊。

形成機理

拉痕與拉裂形成的機理相同，差別只是二者的程度不同。當熔體結晶後將鑄錠從結晶槽向鑄造井下拉時，由於在結晶槽內熔體剛結晶形成的金屬凝殼強度較低，不足以抵抗鑄錠和結晶槽工作面之間的摩擦力，鑄錠表面則被拉出條痕，嚴重時將鑄錠表面橫向拉出裂口，再嚴重時可能將局部硬殼拉破，在裂口處產生流掛。

危害

拉痕和拉裂破壞了鑄錠表層組織的連續性，當深度不超過鑄錠表面加工餘量時，用銑面或車面的辦法將其去掉；當深度很深時，則鑄錠報廢。

防止措施

①保證結晶器光滑度，不允許有毛刺、水垢和劃痕，並適時、均勻地進行潤滑。

②正確安裝結晶器、芯子和分配漏斗，防止液流偏斜沖刷結晶面。

③結晶器要放正，防止鑄錠下降時一側產生很大的摩擦力。

④適當降低鑄造速度和鑄造溫度。

⑤均勻冷卻，適當提高水壓。

⑥降低結晶器內液面高度。

⑦不使用被熔體退火(俗稱“燒了”)的結晶器和芯子。

⑧鑄造啟動時，由靜摩擦過渡到動摩擦，拉錠阻力大，拉裂傾向大。因此，金屬液面上升不要過快。鑄空心錠時，開始芯子水壓不要過大，水平控制要低一些。

拉裂的預測

拉裂是薄板衝壓成形工藝過程中常見的失效形式，在薄板衝壓成形中，由於衝壓件形狀、結構複雜，毛坯變形區內的變形分布、各部位的變形狀態及其變形路徑都在不斷地變化，其過程是很複雜的。變形區內常常因變形過大而開裂破壞，影響正常的衝壓成形和產品質量。為解決這類問題，通常對模具進行反覆修正、調試。這就必然降低了生產節奏，增加了成本，有時也影響到衝壓件質量的提高。這與現代化大工業生產的高質量、快節奏是不相適應的。所以，在生產中如何通過採取工藝、模具、設備、材料等方面的措施來較快地解決破裂問題具有重要的現實意義。

從微觀的角度分析，破裂的形式主要有穿晶破裂和沿晶界破裂(又稱晶界破裂)兩大類。穿晶破裂就是裂紋穿過晶粒而形成的開裂；沿晶破裂就是裂紋沿晶界發展而形成的開裂。根據裂紋產生的內在原因，微觀裂紋又可以分成以下五類：

①晶粒斷裂；

②應力腐蝕破裂；

③孔洞沿晶內連線形成的破裂；

④晶粒沿晶界相互分離形成的破裂；

⑤孔洞沿晶界連線形成的破裂。