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304冷拉不銹鋼棒、410研磨不銹鋼棒表面裂紋形成的原理

冷拉鋼是機加常用材料。常見的冷拉鋼有冷拉不銹鋼圓鋼、冷拉不銹鋼扁鋼、冷拉不銹鋼六角棒等，材質還有碳素鋼、易切鋼、軸承鋼等。

 

經冷拉拔加工而成的鋼材，具有尺寸精度高、表面光亮的特點。實際生產中，這種優勢只針對熱軋材，與其他的光亮材相比，如剝皮材或拋光材，冷拉鋼因為表面裂紋出現的幾率更高，處于劣勢。

 

冷拉鋼的裂紋通常很表淺，往下拋20~50絲即可消除，屬于輕微裂紋。廠商一般直接就處理掉。如果與供應商溝通，得到的回答也說是正常現象。

 

冷拉鋼的這種輕微裂紋，到底是否正常，如何解釋呢？

 

從鋼坯生產流程來看，鋼材裂紋的產生，與以下三個因素密切相關。

 

①鋼中夾雜物。軋制時，鋼水中存在夾雜物，且氧含量較高，產生氧化物，在制造過程中并不能徹底清理，從而產生裂紋。

 

②表面折疊。鋼材在軋制過程中產生了折疊，使得鋼材表面呈現出沿軋制方向成直線狀或鋸齒狀的裂紋。

 

③皮下氣泡。有些皮下氣泡距離表面較近，加熱時，當鋼坯表面發生氧化或燒損時，皮下氣泡便會暴露出來，發生氧化，無法焊合，從而產生裂紋。

 

以上三種因素，屬于軋制缺陷，與冷拉鋼表面的裂紋相關嗎？

 

似乎不能排除，但不能完美解釋。

 

理由一，冷拉鋼的鋼坯，通常都是大廠出貨（供應商也是這么說的），大鋼廠嚴格的檢驗規范使不良品流入市場的可能性非常之低。

 

理由二，軋制缺陷導致的裂紋，不會如此輕微表淺，冷拔鋼坯要經過酸洗，酸洗之后，裂紋基本一目了然，拉拔廠不會視而不見。

 

理由三，最關鍵一點，同樣光亮棒，原料同樣熱軋而來，剝皮材發生同樣裂紋的幾率為何更低？

 

冷拉鋼的這種輕微裂紋，更應該從其成型工藝來討論。

 

冷拔，或稱冷拉，指在常溫條件下，對金屬施加拉力，使其通過模具的模孔，獲得特定形狀和尺寸制品的塑性加工方法。拉拔通常不會一次成型，截面形狀由大變小，最終獲得理想的尺寸，要經過多道次拉拔。

 

在鋼坯沒有先天不良的情況下，外加拉力這個后天因素，是導致裂紋的罪魁禍首。

 

受力分析（以圓鋼拉拔為例）

整體而言，在橫向上，鋼坯受到了拉力；在縱向上，鋼坯受到了模孔的壓力。受到外界這兩種力，鋼坯內部分別產生拉應力和壓應力來抵抗變形。

 

在局部，變形區，由于模具的模孔與鋼坯之間接觸摩擦力的阻滯作用，鋼坯表面層的流動速度低于中心部分，于是表面層還受接觸面同方向的附加拉應力，中心部分還受垂直于接觸面的附加壓應力。

 

影響因素

①不管是擠壓、軋制，還是鍛造坯料，內外層的機械性能都是不均勻，內層的強度要低于表面層。

 

②內外層的塑性流動速度不同，變形不均勻。

 

③受力。

 

不同方向的應力，作用于不同強度且流動速度不同的鋼體，很容易因為局部受到的應力超過超過局部的強度極限，而產生裂紋。這種裂紋可以發生于表面，也可以發生于內部。這是拉拔材料的先天原罪。

 

雖然拉拔力要經過精確的數學計算，但對拉拔工藝來說，裂紋似乎總在不經意間悄悄來臨。