20CrMnTi圆钢端部裂纹原因分析

20CrMnTi(H)圆钢的硬度比较高，有一部分圆钢在下料剪切时比较困难，容易造成剪切刀具刃口崩裂，而剪切下来的棒料放置一段时间（12h以上）端面出现贯穿裂纹，说明剪切之后棒料存在较大的残余应力。

理论分析认为造成圆钢端部开裂的可能因素较多，但归根到底应为应力开裂，该应力包括温度应力、组织应力和形变应力。端部开裂一般是各个应力共同作用的结果，，但其中有某一种因素为主要原因，占主导作用，而其中剪切为直接原因或诱因。具有形变时效的特征。

Cr、Mn等合金元素在钢中的扩散系数远小于碳元素，其在钢中的扩散系数随着温度的升高而增加，因此含Cr、Mn等合金元素的钢应在高温区加热，以利于其均匀扩散。Cr、Mn的配合可明显推迟奥氏体向铁素体和珠光体的转变，在较宽的冷却速度范围内获得贝氏体组织，甚至马氏体组织。因此20CrMnTi(H)在加热不充分的情况下，微观组织内偏析严重，导致偏析区形成马氏体和贝氏体组织。当对圆钢进行低温剪切时，巨大的剪切应力和剪切变形使偏析区内马氏体和贝氏体组织产生微裂纹。在钢材存放期间，变形区内的残余应力很可能使微裂纹扩展，发展成端面上的宏观裂纹，即剪切端部裂纹。同时，残余应力因释放而降低。然而，当提高剪切温度到350℃以上时，由于钢材有较好的韧塑性，同时温度较高，变形应力容易得到释放，残余应力较低，因此出现裂纹的几率较小。

     由上述分析可知，20CrMnTi(H)圆钢出现剪切端面裂纹的基本原因是钢中组织微观区域内成分的偏析使其在冷却过程中出现了脆性的马氏体和贝氏体，而剪切温度较低是出现断裂的主要原因之一。