Analyysi fosforin erottumisen muodostumisesta ja halkeilusta hiilirakenneteräksessä
Tällä hetkellä kotimaisten terästehtaiden toimittamien hiilirakenteisten terästankojen ja -tankojen yleiset tekniset tiedot ovat φ5,5–φ45, ja kypsempi alue on φ6,5–φ30.Pienikokoisissa valssilankojen ja tankojen raaka-aineissa tapahtuu monia laatuonnettomuuksia, jotka johtuvat fosforin erottumisesta.Puhutaanpa fosforin segregaation vaikutuksesta ja halkeamien muodostumisen analyysistä viitteellesi.
Fosforin lisääminen rautaan voi vastaavasti sulkea austeniittifaasialueen rauta-hiilifaasikaaviossa.Siksi soliduksen ja likviduksen välistä etäisyyttä on suurennettava.Kun fosforipitoinen teräs jäähdytetään nesteestä kiinteäksi, sen on läpäistävä laaja lämpötila-alue.Fosforin diffuusionopeus teräksessä on hidas.Tällä hetkellä sulaa rautaa, jolla on korkea fosforipitoisuus (alhainen sulamispiste), täytetään ensimmäisten jähmettyneiden dendriittien välisiin rakoihin, jolloin muodostuu fosforin erottumista.
Kylmäpäällystys- tai kylmäekstruusioprosessissa nähdään usein halkeilevia tuotteita.Säröityjen tuotteiden metallografinen tarkastus ja analyysi osoittavat, että ferriitti ja perliitti ovat jakautuneet vyöhykkeinä ja matriisissa on selvästi havaittavissa valkoista rautaa.Ferriitissä on ajoittaisia nauhamaisia vaaleanharmaita sulfidisulkeumia tässä nauhamaisessa ferriittimatriisissa.Tätä rikkifosfidin erottumisen aiheuttamaa nauhamaista rakennetta kutsutaan "haamuviivaksi".Tämä johtuu siitä, että runsaasti fosforia sisältävä vyöhyke alueella, jossa on voimakasta fosforin erottelua, näyttää valkoiselta ja kirkkaalta.Valkoisen ja kirkkaan vyön korkeasta fosforipitoisuudesta johtuen fosforilla rikastetun valkoisen ja kirkkaan vyön hiilipitoisuus vähenee tai hiilipitoisuus on hyvin pieni.Tällä tavalla jatkuvavalulaatan pylväskiteet kehittyvät kohti keskustaa fosforilla rikastetun hihnan jatkuvan valun aikana..Kun aihio jähmettyy, austeniittidendriitit saostuvat ensin sulasta teräksestä.Näiden dendriittien sisältämä fosfori ja rikki pelkistyvät, mutta lopullisessa jähmettyneessä sulassa teräksessä on runsaasti fosforia ja rikin epäpuhtauksia, jotka jähmettyvät. fosfori liukenee matriisiin.Sitä ei ole helppo levittää, ja se purkaa hiiltä.Hiiltä ei voi sulattaa sisään, joten fosforin ympärillä kiinteässä liuoksessa (Ferriittivalkoisen nauhan sivuilla) on korkeampi hiilipitoisuus.Hiilielementti ferriittihihnan molemmilla puolilla eli kummallakin puolella fosforilla rikastettua aluetta muodostavat vastaavasti kapean, katkonaisen perliittivyön, joka on yhdensuuntainen ferriittivalkoisen vyön ja viereisen normaalikudoksen kanssa.Kun aihiota kuumennetaan ja puristetaan, akselit ulottuvat valssaustyöstösuuntaa pitkin.Juuri siksi, että ferriittivyöhyke sisältää runsaasti fosforia, eli vakava fosforin erottelu johtaa vakavan leveän ja kirkkaan ferriittinauharakenteen muodostumiseen, jossa on ilmeistä rautaa. elementin runko.Tätä runsaasti fosforia sisältävää ferriittinauhaa, jossa on pitkiä sulfidiliuskoja, kutsutaan yleisesti "haamuviivaksi" (katso kuva 1-2).
Kuva 1 Haamulanka hiiliteräksestä SWRCH35K 200X
Kuva 2 Haamulanka tavallista hiiliteräksestä Q235 500X
Kun terästä kuumavalssataan, on mahdotonta saada yhtenäistä mikrorakennetta niin kauan kuin aihiossa on fosforin erottelua.Lisäksi voimakkaan fosforin segregaation vuoksi on muodostunut "haamulanka" -rakenne, joka väistämättä heikentää materiaalin mekaanisia ominaisuuksia..
Fosforin erottuminen hiiliteräksessä on yleistä, mutta aste on erilainen.Kun fosfori on voimakkaasti erotettu ("haamuviiva"-rakenne ilmestyy), se tuo erittäin haitallisia vaikutuksia teräkseen.On selvää, että fosforin voimakas erottuminen on syyllinen materiaalin halkeilemiseen kylmäpääsyprosessin aikana.Koska teräksen eri rakeilla on erilainen fosforipitoisuus, materiaalilla on erilainen lujuus ja kovuus;toisaalta se on myös Tee materiaalista sisäinen jännitys, se edistää materiaalin olevan altis sisäiselle halkeilulle."Haamulanka" -rakenteella varustetussa materiaalissa juuri kovuuden, lujuuden, murtuman jälkeisen venymisen ja alueen pienenemisen, erityisesti iskunkestävyyden vähentämisen, seurauksena on materiaalin kylmähauraus, joten fosforipitoisuus. ja teräksen rakenteelliset ominaisuudet ovat hyvin läheinen suhde.
Metallografinen havaitseminen Näkökentän keskellä olevassa "haamuviiva"-kudoksessa on suuri määrä vaaleanharmaita pitkänomaisia sulfideja.Rakenneteräksen ei-metalliset sulkeumat esiintyvät pääasiassa oksidien ja sulfidien muodossa.GB/T10561-2005 "Standard Grading Chart Microscopic Inspection Method for the Content of the Content of Non-metallic Inclusions in Steel" mukaan tyypin B sulkeumat vulkanoidaan tällä hetkellä. Materiaalitaso saavuttaa 2,5 ja enemmän.Kuten me kaikki tiedämme, ei-metalliset sulkeumat ovat mahdollisia halkeamien lähteitä.Niiden olemassaolo vahingoittaa vakavasti teräksen mikrorakenteen jatkuvuutta ja tiiviyttä ja heikentää suuresti teräksen rakeiden välistä lujuutta.Tästä päätellään, että sulfidien esiintyminen teräksen sisäisen rakenteen "haamuviivassa" on todennäköisin halkeilupaikka.Siksi kylmätaontahalkeamat ja lämpökäsittelyn sammutushalkeamat monilla kiinnittimien tuotantolaitoksilla johtuvat suuresta määrästä vaaleanharmaita ohuita sulfideja.Tällaisten huonojen kudosten esiintyminen tuhoaa metallin ominaisuuksien jatkuvuuden ja lisää lämpökäsittelyn riskiä."Haamulankaa" ei voida poistaa normalisoimalla jne., ja epäpuhtaudet tulee valvoa tiukasti sulatusprosessista tai ennen raaka-aineiden saapumista tehtaalle.
Ei-metalliset sulkeumat jaetaan alumiinioksidisilikaattiin (tyyppi A), silikaatteihin (tyyppi C) ja pallomaisiin oksideihin (tyyppi D) koostumuksensa ja muodonmuutoskykynsä mukaan.Niiden olemassaolo katkaisee metallin jatkuvuuden, ja kuorimisen jälkeen muodostuu kuoppia tai halkeamia.On erittäin helppo muodostaa halkeamien lähde kylmämuokkauksen aikana ja aiheuttaa jännityksen keskittymistä lämpökäsittelyn aikana, mikä johtaa vaimentavaan halkeamiseen.Siksi ei-metallisia sulkeumia on valvottava tiukasti.Nykyiset terässtandardit GB/T700-2006 "Carbon Structural Steel" ja GB/T699-2016 "Korkealaatuinen hiilirakenneteräs" eivät aseta selkeitä vaatimuksia ei-metallisille sulkemille..Tärkeissä osissa A:n, B:n ja C:n karkeat ja hienot viivat ovat yleensä korkeintaan 1,5 ja D- ja Ds-karkeat ja hienot viivat enintään 2.
Postitusaika: 21.10.2021
