贾志伟，张海利，李莉

（鞍钢集团钢铁研究院，辽宁 鞍山 114009）

取向硅钢通常含有3.0%～3.4%的硅元素，固溶强化作用使其变形抗力明显上升［1］，在冷轧过程中容易产生边裂缺陷甚至断带事故，对轧制过程稳定性及成材率提升产生不利影响。目前，大量学者围绕板料成形过程中边裂产生机理及力学条件开展大量研究，并提出了裂纹萌生、扩展的临界力学模型［2-4］。因此，通过引入裂纹扩展的断裂力学准则，对取向硅钢冷轧过程中裂尖位置应力、应变进行求解，进而获得边裂扩展所需的临界条件，可以为其冷轧边裂控制及工艺参数优化提供量化依据。

1 取向硅钢冷轧边裂扩展断裂力学条件

取向硅钢冷轧边裂是由轧制过程中带钢表层萌生裂纹、裂纹扩展导致的断裂。采用裂纹尖端的应力强度因子和材料断裂韧度可以表征边裂扩展程度。

带钢边裂形成和扩展是在内因和外因的共同作用下发生的。带钢裂纹尖端的应力强度因子KI为载荷条件、裂纹几何参数等外在因素使裂纹尖端所经受的载荷或变形；断裂韧度KIC则是材料成分、组织等内在因素抵抗裂纹扩展的能力［5］。带钢裂纹尖端的应力强度因子KI达到材料失稳扩展时的临界值KIC（即KI≥KIC），裂纹就会发生扩展，最终导致断裂。

含裂纹平板的裂尖应力强度因子KI可以表示为［6-7］：

式 （1）中，KI-S为表面裂纹时的裂纹强度因子，MPa·mm1/2；Q 为裂纹形状因子；MI为应力强度因子修正系数；b为裂纹深度，mm；σ为工作应力，MPa。

式 （2）中，KI-P为贯穿裂纹时的应力强度因子，MPa·mm1/2；……