電工鋼板材斜刃橫剪邊緣損傷機(jī)理研究.pdf

1、本文基于斜刃橫剪加工實(shí)驗(yàn)，研究了不同工藝條件對電工鋼板材剪切斷面毛刺、邊緣硬化、磁性能等損傷規(guī)律，發(fā)現(xiàn)對0.23mm取向電工鋼，當(dāng)相對間隙（間隙板厚比c/t％）在4.3%~6.5%，斷面質(zhì)量相對較好，邊緣損傷程度也較低。由于其晶粒沿軋制方向取向的特殊性，磁性能表現(xiàn)出各向異性，越靠近軋制方向磁性能越好。對無取向電工鋼，0.35mm板在相對間隙4.3%~5.7%，剪切帶和斷裂帶高度變化幅度較小，損傷程度相對較低。對0.5mm和0.65mm板

2、，除在較小間隙外，在適當(dāng)?shù)拈g隙范圍5%~7%，也能獲得相對較好的剪切斷面，邊緣硬化，磁性能損耗均較小。上述四種板厚的最大硬化影響區(qū)達(dá)600μm，且硬化不均勻，截面和板面兩個方向的硬化影響深度基本一致，另外隨剪切條數(shù)增加，剪切邊緣損傷區(qū)域增多，磁性能越惡化，而剪切速度對斷面質(zhì)量影響不大。
　　研究發(fā)現(xiàn)隨剪切間隙變化，各板材的剪切斷面形貌、毛刺、剪切邊緣硬化以及磁性能損傷之間具有較一致的對應(yīng)規(guī)律，建立了不同間隙剪切后宏觀毛刺與微觀損傷

3、之間的相關(guān)性。對于取向和無取向電工鋼，其區(qū)別不僅在于晶粒取向有無方向性，更重要的是不同板厚以及晶粒尺寸決定了其剪切性能的差異，板厚越薄，其晶粒尺寸越大，相應(yīng)的抗剪能力越弱，也需考慮不同剪切間隙對變形的影響。利用XRD對不同間隙剪切樣品進(jìn)行織構(gòu)分析表明，在相對較小和較大間隙時(shí)織構(gòu)成分的含量對磁性能均不利，而處在中間的適當(dāng)間隙時(shí)則表現(xiàn)出較好的織構(gòu)質(zhì)量，通過主成分分析進(jìn)一步說明了隨相對間隙變化，鐵損、矯頑力與織構(gòu)含量的變化存在可靠的線性關(guān)系。

4、
　　根據(jù)不同板厚的微觀組織觀察，引入尺寸效應(yīng)因子λ=t/d，考慮不同板厚與晶粒尺寸的比值下材料變形的區(qū)別，進(jìn)而建立側(cè)向間隙與晶粒尺寸的關(guān)系模型，結(jié)合多晶材料的塑性變形理論分析了c/d＜1、c/d≈1、c/d＞1三種情況下材料變形的區(qū)別，進(jìn)一步通過剪切邊緣微觀組織以及不同側(cè)隙下剪切的受力情況分析，對上述模型進(jìn)行驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)斷面的塌角、剪切帶、斷裂帶和毛刺的形成與材料的晶粒尺寸以及側(cè)向間隙、板厚關(guān)系密切，通過c/d以及t/d的比值可以

5、發(fā)現(xiàn)不同比值下，材料發(fā)生了不同的力學(xué)行為，從而導(dǎo)致了材料產(chǎn)生了不同的宏觀斷面，相應(yīng)地影響了組織變形的程度，進(jìn)而決定了剪切邊緣硬化及磁性能損傷的程度。
　　以剪切邊緣磁疇結(jié)構(gòu)觀察為基礎(chǔ)，通過納米壓痕法研究殘余應(yīng)力對磁疇結(jié)構(gòu)的影響，發(fā)現(xiàn)剪切邊緣磁疇改變與殘余應(yīng)力的分布具有較好的對應(yīng)關(guān)系，殘余應(yīng)力不僅對磁疇寬度產(chǎn)生影響，更為重要的是改變了磁疇的形態(tài)。依據(jù)剪切邊緣微觀組織觀察，建立了組織變形與取向變化關(guān)系模型，通過XRD檢測分析，發(fā)現(xiàn)剪切