Karbonozko altzairu estrukturalean fosforoaren bereizketaren eraketa eta pitzaduraren azterketa
Gaur egun, etxeko altzairu-lantegiek eskaintzen dituzten karbonozko altzairuzko egitura-hagaxka eta barren zehaztapen ohikoenak φ5.5-φ45 dira, eta helduenen arteko tartea φ6.5-φ30 da. Tamaina txikiko alanbre-hagaxka eta barra lehengaietan fosforoaren segregazioak eragindako kalitate-istripu asko daude. Erreferentzia gisa, fosforoaren segregazioaren eraginari eta pitzaduren sorreraren analisiari buruz hitz egingo dugu.
Fosforoa burdinari gehitzeak austenita fase eskualdea ixten du burdina-karbono fase diagraman. Beraz, solidoaren eta likidoaren arteko distantzia handitu behar da. Fosforoa duen altzairua likidotik solidora hozten denean, tenperatura tarte zabal batetik igaro behar du. Fosforoaren difusio-abiadura altzairuan motela da. Une horretan, fosforo kontzentrazio handiko (urtze-puntu baxua) burdin urtua lehen dendrita solidotuen arteko hutsuneetan betetzen da, eta horrela fosforo segregazioa sortzen da.
Burdin hotzeko edo estrusio hotzeko prozesuan, produktu pitzatuak maiz ikusten dira. Produktu pitzatuen ikuskapen eta analisi metalografikoak erakusten du ferrita eta perlita bandetan banatuta daudela, eta burdin zurizko zerrenda bat argi ikus daitekeela matrizean. Ferritan, banda itxurako sulfuro gris argiko inklusio tartekatuak daude ferrita matrize honetan. Sufre fosfuroaren segregazioak eragindako banda itxurako egitura honi "mamu lerroa" deitzen zaio. Hau da, fosforo segregazio larria duen eremuko fosforoz aberatsa den eremua zuri eta distiratsua agertzen delako. Gerriko zuri eta distiratsuaren fosforo eduki handia dela eta, fosforoz aberastutako gerriko zuri eta distiratsuaren karbono edukia murriztu egiten da edo karbono edukia oso txikia da. Horrela, galdaketa jarraituko xaflaren kristal zutabedunak erdialderantz garatzen dira fosforoz aberastutako gerrikoaren galdaketa jarraituan. . Billeta solidotzen denean, austenita dendritak lehenik hauspeatzen dira altzairu urtutik. Dendrita hauetan dauden fosforoa eta sufrea murriztu egiten dira, baina azken solidotutako altzairu urtua fosforo eta sufre ezpurutasun elementuetan aberatsa da, eta hauek dendrita ardatzaren artean solidotzen dira. Fosforo eta sufre edukiera handia dela eta, sufreak sulfuroa sortuko du, eta fosforoa matrizean disolbatuko da. Ez da erraz barreiatzen eta karbonoa askatzeko efektua du. Karbonoa ezin da urtu, beraz, fosforo solidoaren disoluzioaren inguruan (ferrita banda zuriaren aldeek) karbono edukiera handiagoa dute. Ferrita gerrikoaren bi aldeetako karbono elementuek, hau da, fosforoz aberastutako eremuaren bi aldeetakoek, hurrenez hurren, ferrita gerrikoaren paraleloan dagoen perlita gerriko estu eta tartekatu bat osatzen dute, eta ondoko ehun normala bereizten da. Billeta berotu eta prentsatzen denean, ardatzak ijezketa prozesatzeko norabidean luzatuko dira. Hain zuzen ere, ferrita bandak fosforo asko duelako, hau da, fosforo segregazio larria ferrita banda egitura zabal eta distiratsu larri baten eraketa dakar, burdin agerikoarekin. Elementuaren gorputzaren banda zabal eta distiratsuan sulfuro zerrenda gris argiak daude. Sulfuro zerrenda luzeekin fosforoz aberatsa den ferrita banda hau "mamu lerro" antolaketa deitzen duguna da (ikus 1-2 irudia).
1. irudia Karbono altzairuzko mamu alanbrea SWRCH35K 200X
2. irudia Karbono altzairu arruntean egindako mamu alanbrea Q235 500X
Altzairua beroan ijeztatzen denean, lingotean fosforo-segregazioa dagoen bitartean, ezinezkoa da mikroegitura uniforme bat lortzea. Gainera, fosforo-segregazio larria dela eta, "mamu-alanbre" egitura bat sortzen da, eta horrek materialaren propietate mekanikoak murriztuko ditu nahitaez.
Karbono altzairuan fosforoaren segregazioa ohikoa da, baina maila desberdina da. Fosforoa oso segregatuta dagoenean ("mamu lerro" egitura agertzen denean), oso ondorio kaltegarriak izango ditu altzairuan. Jakina, fosforoaren segregazio larria da materiala hotzeko goi-prozesuan pitzatzearen erruduna. Altzairuaren ale desberdinek fosforo edukia desberdina dutenez, materialak erresistentzia eta gogortasun desberdinak ditu; bestalde, materialak barne-tentsioa sortzen du, eta horrek materiala barne-pitzadurak izateko joera handiagoa izango du. "Mamu alanbre" egitura duen materialean, gogortasunaren, erresistentziaren eta hausturaren ondoren luzapenaren murrizketa eta azaleraren murrizketa, batez ere inpaktuarekiko gogortasunaren murrizketa, materialaren hauskortasun hotza ekarriko dute, beraz, fosforo edukia eta altzairuaren propietate estrukturalak oso harreman estua dute.
Detekzio metalografikoa Ikus-eremuaren erdian dagoen "mamu-lerro" ehunean, sulfuro luzanga gris argi ugari daude. Altzairu estrukturaleko inklusio ez-metalikoak batez ere oxido eta sulfuro moduan daude. GB/T10561-2005 "Altzairuan inklusio ez-metalikoen edukia aztertzeko Kalifikazio-taula estandarraren ikuskapen mikroskopikoko metodoa" araudiaren arabera, B motako inklusioak bulkanizatzen dira une honetan. Materialaren maila 2,5era eta gorago iristen da. Denok dakigunez, inklusio ez-metalikoak pitzadura iturri potentzialak dira. Haien presentziak altzairuzko mikroegituraren jarraitutasunari eta trinkotasunari kalte handia egingo dio, eta altzairuaren erresistentzia intergranularra asko murriztuko du. Hortik ondorioztatzen da altzairuaren barne-egituraren "mamu-lerroan" sulfuroen presentzia dela pitzadurak izateko lekurik probableena. Beraz, hainbat finkagailu ekoizteko gunetan, forja hotzeko pitzadurak eta tratamendu termiko bidezko hozte-pitzadurak sulfuro mehe gris argi kopuru handi batek eragiten ditu. Ehundura txar horien agerpenak metalaren propietateen jarraitutasuna suntsitzen du eta tratamendu termikoaren arriskua areagotzen du. "Mamu haria" ezin da normalizazio bidez kendu, etab., eta ezpurutasun elementuak zorrotz kontrolatu behar dira urtze prozesutik edo lehengaiak fabrikara sartu aurretik.
Inklusio ez-metalikoak alumina (A mota), silikato (C mota) eta oxido esferiko (D mota) bitan banatzen dira, haien konposizioaren eta deformagarritasunaren arabera. Haien presentziak metalaren jarraitutasuna mozten du, eta zuloak edo pitzadurak sortzen dira zuritu ondoren. Oso erraza da pitzadura iturri bat sortzea hotzean iraultzean eta tentsio kontzentrazioa eragitea tratamendu termikoan, eta ondorioz, hozte-pitzadurak sortzen dira. Beraz, inklusio ez-metalikoak zorrotz kontrolatu behar dira. GB/T700-2006 "Karbono Altzairu Estrukturala" eta GB/T699-2016 "Kalitate handiko Karbono Altzairu Estrukturala" altzairuaren egungo arauek ez dituzte inklusio ez-metalikoetarako baldintza argiak ezartzen. . Pieza garrantzitsuetarako, A, B eta C lerro lodiak eta finak normalean ez dira 1,5 baino gehiago, eta D eta D lerro lodiak eta finak ez dira 2 baino gehiago.
Argitaratze data: 2021eko urriaren 21a
