Analisi di a furmazione è di a frattura di a segregazione di u fosforu in l'acciaiu strutturale à u carbone
Attualmente, e specificazioni cumuni di e barre è di i filamenti d'acciaio strutturali à u carbone furnite da l'acciaierie domestiche sò φ5.5-φ45, è a gamma più matura hè φ6.5-φ30. Ci sò parechji incidenti di qualità causati da a segregazione di u fosforu in e materie prime di barre è filamenti di piccule dimensioni. Parlemu di l'influenza di a segregazione di u fosforu è di l'analisi di a furmazione di crepe per a vostra riferenza.
L'aghjunta di fosforu à u ferru pò chjude currispundentemente a regione di fase austenite in u diagramma di fase ferru-carboniu. Dunque, a distanza trà u solidus è u liquidus deve esse allargata. Quandu l'acciaiu chì cuntene fosforu hè raffreddato da liquidu à solidu, deve passà per una larga gamma di temperature. A velocità di diffusione di u fosforu in l'acciaiu hè lenta. In questu mumentu, u ferru fusu cù una alta concentrazione di fosforu (bassu puntu di fusione) hè pienu in i spazii trà i primi dendriti solidificati, furmendu cusì una segregazione di fosforu.
In u prucessu di testata à fretu o d'estrusione à fretu, si vedenu spessu prudutti crepati. L'ispezione metallografica è l'analisi di i prudutti crepati mostranu chì a ferrite è a perlite sò distribuite in bande, è una striscia di ferru biancu pò esse vista chjaramente in a matrice. In a ferrite, ci sò inclusioni di sulfuru grisgiu chjaru intermittenti in forma di banda nantu à sta matrice di ferrite in forma di banda. Sta struttura in forma di banda causata da a segregazione di u fosfuru di zolfu hè chjamata "linea fantasma". Questu hè perchè a zona ricca di fosforu in a zona cù una forte segregazione di fosforu appare bianca è luminosa. A causa di l'altu cuntenutu di fosforu di a cintura bianca è luminosa, u cuntenutu di carbone in a cintura bianca è luminosa arricchita di fosforu hè riduttu o u cuntenutu di carbone hè assai chjucu. In questu modu, i cristalli colonnari di a lastra di colata cuntinua si sviluppanu versu u centru durante a colata cuntinua di a cintura arricchita di fosforu. Quandu a billetta hè solidificata, i dendriti di austenite sò prima precipitati da l'acciaiu fusu. U fosforu è u zolfu cuntenuti in queste dendriti sò ridutti, ma l'acciaiu fusu solidificatu finale hè riccu di elementi d'impurità di fosforu è zolfu, chì si solidificanu trà l'asse di e dendriti, per via di l'altu cuntenutu di fosforu è zolfu, u zolfu formerà sulfuru, è u fosforu serà dissoltu in a matrice. Ùn hè micca faciule da diffondere è hà l'effettu di scaricà u carbone. U carbone ùn pò esse scioltu, dunque intornu à a suluzione solida di fosforu (i lati di a banda bianca di ferrite) anu un cuntenutu di carbone più altu. L'elementu di carbone da i dui lati di a cintura di ferrite, vale à dì, da i dui lati di a zona arricchita di fosforu, formanu rispettivamente una cintura di perlite stretta è intermittente parallela à a cintura bianca di ferrite, è u tissutu nurmale adiacente si separa. Quandu a billetta hè riscaldata è pressata, l'alberi si estenderanu longu a direzzione di trasfurmazione di laminazione. Hè precisamente perchè a banda di ferrite cuntene un altu fosforu, vale à dì, a seria segregazione di fosforu porta à a furmazione di una seria struttura di banda di ferrite larga è luminosa, cù ferru evidente Ci sò strisce grisgiu chjaru di sulfuru in a banda larga è luminosa di u corpu di l'elementu. Sta banda di ferrite ricca di fosforu cù lunghe strisce di sulfuru hè ciò chì chjamemu cumunemente l'urganizazione di "linea fantasma" (vede a Figura 1-2).
Figura 1 Filu fantasma in acciaio al carboniu SWRCH35K 200X
Figura 2 Filu fantasma in acciaio al carboniu pianu Q235 500X
Quandu l'acciaiu hè laminatu à caldu, finchè ci hè una segregazione di fosforu in a billetta, hè impussibile d'ottene una microstruttura uniforme. Inoltre, per via di una forte segregazione di fosforu, si hè furmata una struttura di "filu fantasma", chì riduce inevitabilmente e proprietà meccaniche di u materiale.
A segregazione di u fosforu in l'acciaiu à u carbone hè cumuna, ma u gradu hè diversu. Quandu u fosforu hè assai segregatu (appare a struttura di "linea fantasma"), questu purterà effetti estremamente negativi à l'acciaiu. Ovviamente, a segregazione severa di u fosforu hè a causa di a frattura di u materiale durante u prucessu di testata à fretu. Siccomu i diversi grani in l'acciaiu anu un cuntenutu di fosforu diversu, u materiale hà una resistenza è una durezza diverse; d'altra parte, face ancu chì u materiale pruduce stress internu, ciò chì prumoverà u materiale à esse propensu à a frattura interna. In u materiale cù a struttura di "filu fantasma", hè precisamente a riduzione di a durezza, a resistenza, l'allungamentu dopu a frattura è a riduzione di l'area, in particulare a riduzione di a tenacità à l'impattu, chì porta à a fragilità à fretu di u materiale, dunque u cuntenutu di fosforu è e proprietà strutturali di l'acciaiu anu una relazione assai stretta.
Detezione metallografica In u tissutu "linea fantasma" in u centru di u campu visuale, ci hè un gran numeru di sulfidi allungati grisgiu chjaru. L'inclusioni non metalliche in l'acciaiu strutturale esistenu principalmente in forma d'ossidi è sulfidi. Sicondu GB/T10561-2005 "Metudu d'ispezione microscopica di u graficu di classificazione standard per u cuntenutu d'inclusioni non metalliche in l'acciaiu", l'inclusioni di tipu B sò vulcanizate in questu mumentu. U livellu di u materiale righjunghje 2,5 è più. Cum'è tutti sapemu, l'inclusioni non metalliche sò fonti putenziali di crepe. A so esistenza danneggerà seriamente a continuità è a cumpattezza di a microstruttura di l'acciaiu, è riducerà assai a resistenza intergranulare di l'acciaiu. Da questu si deduce chì a presenza di sulfidi in a "linea fantasma" di a struttura interna di l'acciaiu hè u locu più prubabile per a crepatura. Dunque, e crepe di forgiatura à fretu è e crepe di tempra di trattamentu termicu in un gran numeru di siti di pruduzzione di elementi di fissaggio sò causate da un gran numeru di sulfidi snelli grisgiu chjaru. L'apparizione di tali cattivi tessiture distrugge a continuità di e proprietà di u metallu è aumenta u risicu di trattamentu termicu. U "filu fantasma" ùn pò esse eliminatu nurmalizendu, ecc., è l'elementi d'impurità devenu esse strettamente cuntrullati da u prucessu di fusione o prima chì e materie prime entrinu in fabbrica.
L'inclusioni non metalliche sò divise in silicatu d'alumina (tipu A) (tipu C) è ossidu sfericu (tipu D) secondu a so cumpusizione è a so deformabilità. A so esistenza taglia a continuità di u metallu, è si formanu fosse o crepe dopu à u sbucciatura. Hè assai faciule furmà una fonte di crepe durante a ricalcatura à fretu è causà una cuncentrazione di stress durante u trattamentu termicu, risultendu in una crepatura da tempra. Dunque, l'inclusioni non metalliche devenu esse strettamente cuntrullate. L'attuali norme d'acciaio GB/T700-2006 "Acciaio strutturale à u carbone" è GB/T699-2016 "Acciaio strutturale à u carbone di alta qualità" ùn stabiliscenu micca requisiti chjari per l'inclusioni non metalliche. Per e parti impurtanti, e linee grossolane è fini di A, B è C ùn sò generalmente più di 1,5, è e linee grossolane è fini di D è D ùn sò più di 2.
Data di publicazione: 21 d'ottobre di u 2021
