折弯加工工艺在多领域广泛应用，折弯开裂成因及影响不可小觑

折弯加工技术属于钢材加工范畴，其应用范围极为广泛，涵盖汽车生产、工程机械制造、桥梁建设、船舶建造以及建筑行业等多个领域。在折弯机的作用下，金属板料首先经历弹性形变，随后则转变为塑性形变。在塑性弯曲的初期阶段，上模或下模对板材施加压力进行弯曲，板材与模具的V型槽内壁逐渐贴合，与此同时，弯曲的曲率半径也在逐渐减小。当压力持续增加直至行程结束，上模和下模与板材实现全面接触，此时形成的V型弯曲即为折弯。在折弯加工中，常用的设备包括折弯机和辊压机。

钢材在加工和运用阶段常出现弯曲和裂缝等主要问题，这些裂缝依据出现的位置不同，可划分为边缘裂缝和中心裂缝两种类型。造成裂缝的原因主要包括加工方法的不当以及材料自身存在的质量问题，这些问题对钢铁制造企业产生了不良影响。重庆钢铁股份有限公司的研究人员赵永锋、戴林等人，通过对典型质量案例进行深入分析、归纳与总结，并结合相关资料，探讨了导致折弯开裂的多种因素，并针对性地提出了相应的改进策略。

1 折弯开裂典型试样理化检验

1.1 角部开裂试样

1.1.1 宏观形貌

角部裂缝是折弯过程中最常见的缺陷形式，其开裂区域往往伴有尖锐的刺状物、粗糙的边缘、氧切割边缘或等离子切割边缘等情况。若在折弯加工中对工件边缘未进行充分的砂磨或者处理不彻底，便可能导致角部裂缝的产生。此类裂缝一般长度较短，且多出现在角部的加工硬化区域。针对Q235B钢和Q355B钢的典型缺陷进行了分析，角部裂缝的宏观形态在图1中有所展示。

1.1.2 化学成分分析

对4个Q235B型钢和Q355B型钢的典型角部开裂样品进行了化学成分检测，检测结果显示，所有样品均满足相关标准要求。

1.1.3 力学性能测试

对所选取的4个Q235B型钢与Q355B型钢的典型角部开裂样本进行了力学性能的检测，具体数据详见表1（其中D代表弯曲的直径，a代表样本的厚度），检测结果显示，所有样本的性能均达到了规定的标准。

表1展示了Q235B钢材与Q355B钢材在角部开裂部位的力学性能测试数据。

1.1.4 金相检验

对所选取的4个Q235B钢与Q355B钢的典型角部开裂试样进行了金相分析，检验结果如图2所展示。观察图2，我们可以发现：开裂区域的微观结构呈现出晶粒的冷变形特征；同时，氧割和等离子切割产生的开裂区域，其组织结构中存在热影响区。

1.2 折弯开裂试样

1.2.1 宏观形貌

工件中部常常出现非连续性的裂缝，这些裂缝的长度不一，既有较长的裂纹，也有较短的裂纹，中部开裂的宏观特征可参照图3进行观察。

1.2.2 化学成分分析

对6个Q235B钢、Q355B钢以及610L钢的中部开裂样品进行了化学成分检测，检测结果显示，各项指标均满足规定标准。

1.2.3 力学性能测试

对上述六种Q235B、Q355B以及610L钢的中部开裂样本进行了力学性能的检测，测试数据详见表2，所有测试结果均达到了预期标准。

表2 中部开裂试样的力学性能测试结果

1.2.4 金相检验

对所选取的6个Q235B钢、Q355B钢以及610L钢的中部开裂样本进行了金相分析，检验结果详见图4。

从图4中可以观察到，磨具挤压区域出现了晶粒的冷变形现象；在较长且较直的裂纹根部，可以明显看到划痕导致的开口；此外，试样中还有聚集的硫化物杂质、中心部位的偏析、高温氧化形成的颗粒、氧化脱碳现象以及气泡等特征。

2 折弯开裂缺陷形成原因分析

2.1 加工工艺不当

2.1.1 弯曲直径的影响

在弯曲加工过程中，对钢材进行折弯时，弯曲区域的外侧部分承受拉伸作用，而内侧部分则承受压缩作用。若材料厚度保持不变，弯曲半径越小，其拉伸与压缩现象将愈发显著。一旦外侧圆角所承受的拉伸应力超出材料的极限承受力，便可能引发裂缝或断裂。裂缝或断裂的起始点多位于工件的中部，部分情况也可能出现在角落位置。

2.1.2 折弯磨具的影响

若V型槽的表面质量不佳，当工件在折弯机中经过时，会受到不均匀的力作用，这可能导致工件表面磨损。此外，局部压力过重还可能引发表面缺陷，进而引发挤压开裂。值得注意的是，开裂区域往往还伴有晶粒的冷变形现象。

2.1.3 物流的影响

在钢材的运输与装卸过程中，其表面可能会出现划痕，这会损害基体表面的完整性。在弯曲操作中，这些划痕部位特别容易产生裂缝。这类裂缝往往较长且直，裂缝的起始处可以观察到明显的划痕开口。

2.2 材料本身缺陷的影响

2.2.1 钢材中的有害元素、夹杂物和气体的影响

在冶炼阶段，钢的硫和磷含量较高，这导致硫化物杂质在钢中含量增加，即便整体未超标；同时，这些元素在局部区域聚集，使得夹杂物附近出现较为严重的中心偏析现象；因此，钢材的塑性和韧性减弱，容易发生弯曲并出现裂纹。此外，在加热轧制铸坯表层微裂纹的过程中，裂纹周边会出现高温氧化现象；钢中氧和氮的含量较高，特别是氮元素，它很容易与钛元素结合生成TiN；在连铸过程中，TiN颗粒会在晶界析出，这些颗粒的存在容易使连铸坯产生初始裂纹；在折弯操作中，这种裂纹容易引发开裂。

2.2.2 钢材表面质量的影响

钢材在弯曲加工过程中，其表面微小的裂纹和气孔会因应力集中而容易导致开裂，特别是在裂纹区域；同时，弯曲的圆弧部分，人眼能够观察到多条细微的裂纹。

2.2.3 钢材的力学性能及各向异性的影响

材料的塑性越佳，其塑性变形的稳定性更强，断后伸长率更高，且弯曲性能相对更优，即便弯曲直径较小，也较难出现开裂现象。此外，钢材在纵向与横向的性能上有所区别，纵向的带状组织比横向更为明显，这意味着钢材的纵向塑性指标更高。因此，当钢材沿着垂直于轧制方向弯曲时，其弯曲性能会比沿横向弯曲时更佳，相对来说开裂的可能性也较小。

3 改进措施

针对毛刺、毛边以及氧割造成的角部裂纹问题，我们可以采取以下措施：通过手工砂磨去除毛刺和毛边，并对其边缘进行倒角处理；或者使用去毛刺机实现毛刺的自动去除，同时消除加工硬化区域，以此降低裂纹发生的几率；将折弯加工改为连续辊压成型，成型完成后进行切割，以减少剪切引起的硬化；最后，通过后续的焊补工艺对出现的轻微缺陷进行修复。

对于较小的折弯半径问题，我们应当在设计所允许的限度内，力求将R角放大，以防止出现过小的弯曲半径。

(3) 在钢材转运和装卸等物流过程中避免表面划伤的风险。

在炼钢过程中，着重提升钢材的纯净水平，力求降低钢中杂质的含量及其聚集现象。

需充分运用钢包吹氩技术，确保钢水中的硫化物能充分上浮并分离；同时，需确保钢水流动时形成适宜的流场，维持结晶器内钢水流场的适宜与稳定，既需进一步清除钢中的杂质，又需避免卷渣污染钢水；在连铸过程中，需合理调节浇铸温度、拉坯速度、冷却速度，采用恰当的铸坯轻压技术和电磁搅拌技术，以提升铸坯内部品质，减少中心偏析现象，并预防中间裂纹的产生。

在轧钢生产过程中，必须强化对加热、轧制温度及轧后冷却等关键工艺环节的管控，以防止魏氏体、马氏体、粗大晶粒以及混晶等不良组织的产生。同时，在确保产品符合标准的前提下，努力降低材料的强度，并提升其塑性和韧性。