在H型钢拉弯过程中,翼缘与腹板的厚度差异会导致成型缺陷,主要源于截面刚度不均、应力分布不平衡以及变形协调性差等问题。结合搜索结果中的技术分析,具体缺陷及成因如下:

1、截面畸变(如腹板凸起或凹陷)
原因:翼缘较厚、腹板较薄时,腹板抗弯刚度低,在拉弯径向压力作用下易发生屈曲变形。同时,翼缘因厚度大变形阻力高,会限制腹板自由收缩,导致腹板局部凸起(弓形腹板)或凹陷(碟形腹板)。
典型表现:
腹板凸起:腹板中部向外鼓包,常见于薄腹板H型钢。
腹板凹陷:腹板中部向内塌陷,多因翼缘过度约束导致。
2、翼缘边缘开裂
原因:翼缘与腹板厚度差异导致变形不协调,翼缘边缘因拉伸应力集中而开裂。厚翼缘的变形滞后会使边缘承受更大的拉应力,若材料塑性不足(如Q345B比Q235B更敏感),易在轧制方向形成纵向裂纹。
影响因素:
连铸坯原始缺陷(如皮下气泡、夹杂物)会加剧开裂风险。
冷却速度不均导致翼缘与腹板力学性能差异(如耐火H型钢中钼含量不均)。
3、R角处折叠或矫直裂纹
原因:厚度差异使R角(翼缘与腹板连接处)金属流动不均。厚翼缘材料堆积在R角,轧制时形成多重折叠;矫直时因剪切应力集中,可能引发裂纹。
控制措施:
优化R角设计,增加半径以减少应力集中。
调整矫直工艺参数(如减小变形量或采用压力矫)。
4、残余应力与回弹不均
原因:翼缘与腹板冷却收缩率不同(如腹板薄冷却快),导致截面内残余应力分布不均,拉弯后回弹量差异大,造成整体扭曲或局部翘曲。
典型案例:
重型H型钢因厚度大,氢扩散慢,腹板心部易聚集氢形成白点,加剧回弹异常。
5、表面质量缺陷(如划痕或压痕)
原因:厚度差异导致模具接触压力不均。例如,薄腹板区域模具间隙过小可能划伤表面,而厚翼缘区域因压力过大产生压痕。
优化措施总结
1、材料设计:平衡翼缘与腹板厚度比(通常腹板厚度≤翼缘厚度的70%),或采用高延展性材料(如添加钼优化耐火钢性能)。
2、工艺调整:
分步拉弯或预加热(700–900℃)以减少变形抗力。
采用动态压边力或填充芯模支撑腹板。
3、后续处理:去氢退火(500℃保温4小时)可消除氢脆,改善塑性。
通过综合控制材料、工艺及模具参数,可有效减少厚度差异引发的缺陷。实际生产中需结合金相分析和试弯数据进一步优化。
原因:翼缘较厚、腹板较薄时,腹板抗弯刚度低,在拉弯径向压力作用下易发生屈曲变形。同时,翼缘因厚度大变形阻力高,会限制腹板自由收缩,导致腹板局部凸起(弓形腹板)或凹陷(碟形腹板)。
典型表现:
腹板凸起:腹板中部向外鼓包,常见于薄腹板H型钢。
腹板凹陷:腹板中部向内塌陷,多因翼缘过度约束导致。
2、翼缘边缘开裂
原因:翼缘与腹板厚度差异导致变形不协调,翼缘边缘因拉伸应力集中而开裂。厚翼缘的变形滞后会使边缘承受更大的拉应力,若材料塑性不足(如Q345B比Q235B更敏感),易在轧制方向形成纵向裂纹。
影响因素:
连铸坯原始缺陷(如皮下气泡、夹杂物)会加剧开裂风险。
冷却速度不均导致翼缘与腹板力学性能差异(如耐火H型钢中钼含量不均)。
3、R角处折叠或矫直裂纹
原因:厚度差异使R角(翼缘与腹板连接处)金属流动不均。厚翼缘材料堆积在R角,轧制时形成多重折叠;矫直时因剪切应力集中,可能引发裂纹。
控制措施:
优化R角设计,增加半径以减少应力集中。
调整矫直工艺参数(如减小变形量或采用压力矫)。
4、残余应力与回弹不均
原因:翼缘与腹板冷却收缩率不同(如腹板薄冷却快),导致截面内残余应力分布不均,拉弯后回弹量差异大,造成整体扭曲或局部翘曲。
典型案例:
重型H型钢因厚度大,氢扩散慢,腹板心部易聚集氢形成白点,加剧回弹异常。
5、表面质量缺陷(如划痕或压痕)
原因:厚度差异导致模具接触压力不均。例如,薄腹板区域模具间隙过小可能划伤表面,而厚翼缘区域因压力过大产生压痕。
优化措施总结
1、材料设计:平衡翼缘与腹板厚度比(通常腹板厚度≤翼缘厚度的70%),或采用高延展性材料(如添加钼优化耐火钢性能)。
2、工艺调整:
分步拉弯或预加热(700–900℃)以减少变形抗力。
采用动态压边力或填充芯模支撑腹板。
3、后续处理:去氢退火(500℃保温4小时)可消除氢脆,改善塑性。
通过综合控制材料、工艺及模具参数,可有效减少厚度差异引发的缺陷。实际生产中需结合金相分析和试弯数据进一步优化。