A foszfor szegregáció kialakulásának és repedésének elemzése szénszerkezeti acélban
Jelenleg a hazai acélgyárak által biztosított szénszerkezeti acél huzalrudak és -rudak általános specifikációi φ5,5-φ45, a kiforrottabb tartomány pedig φ6,5-φ30. Sok minőségi balesetet okoz a foszfor szegregáció a kis méretű huzal- és rúd alapanyagokban. Beszéljünk a foszfor szegregáció hatásáról és a repedések kialakulásának elemzéséről.
A foszfor vashoz való hozzáadása ennek megfelelően lezárhatja az ausztenit fázis tartományát a vas-szén fázisdiagramban. Ezért a solidus és a liquidus közötti távolságot növelni kell. Amikor a foszfortartalmú acélt folyékonyból szilárdra hűtik, széles hőmérsékleti tartományon kell átmennie. A foszfor diffúziós sebessége az acélban lassú. Ekkor magas foszforkoncentrációjú (alacsony olvadáspontú) olvadt vas töltődik be az első megszilárdult dendritek közötti résekbe, ezáltal foszfor szegregáció alakul ki.
A hidegfejezés vagy hideg extrudálás során gyakran láthatók repedt termékek. A repedezett termékek metallográfiai vizsgálata és elemzése azt mutatja, hogy a ferrit és a perlit sávosan oszlik el, a mátrixban jól látható egy fehér vascsík. A ferritben szakaszos sáv alakú világosszürke szulfidzárványok vannak ezen a sáv alakú ferritmátrixon. Ezt a sáv alakú szerkezetet, amelyet a kén-foszfid szegregációja okoz, "szellemvonalnak" nevezik. Ennek az az oka, hogy a foszforban gazdag zóna a súlyos foszfor szegregációval rendelkező területen fehérnek és fényesnek tűnik. A fehér és fényes öv magas foszfortartalma miatt a foszforral dúsított fehér és fényes övben a széntartalom csökken, vagy a széntartalom nagyon kicsi. Ily módon a foszforral dúsított szalag folyamatos öntése során a folyamatos öntőlemez oszlopos kristályai a középpont felé fejlődnek. . Amikor a tuskó megszilárdul, az ausztenit dendritek először az olvadt acélból válnak ki. Az ezekben a dendritekben lévő foszfor és kén redukálódik, de a végső megszilárdult olvadt acél gazdag foszforban és kénszennyező elemekben, amelyek a dendrit tengely között megszilárdulnak, a magas foszfor- és kéntartalom miatt a kén szulfidot képez, és a foszfor feloldódik a mátrixban. Nem könnyű diffundálni, és szénkibocsátással jár. A szén nem olvasztható be, ezért a foszfor szilárd oldata körül (a ferritfehér sáv oldalain) magasabb a széntartalom. A ferrit öv két oldalán lévő szénelem, vagyis a foszforral dúsított terület mindkét oldalán egy keskeny, szakaszos perlit övet alkotnak a ferritfehér övvel párhuzamosan, és a szomszédos normál szövet külön. Amikor a tuskót hevítik és préselik, a tengelyek a hengerlési feldolgozási irány mentén nyúlnak ki. Pontosan azért, mert a ferrit sáv magas foszfortartalmú, vagyis a komoly foszfor szegregáció komoly széles és fényes ferritsáv szerkezet kialakulásához vezet, nyilvánvaló vassal Az elemtest széles és fényes sávjában világosszürke szulfidcsíkok találhatók. Ezt a foszforban gazdag ferritsávot hosszú szulfidcsíkokkal szoktuk "szellemvonalnak" nevezni (lásd 1-2. ábra).
1. ábra Szellemhuzal szénacélból SWRCH35K 200X
2. ábra Szellemhuzal sima Q235 500X szénacélból
Ha az acélt melegen hengereljük, addig lehetetlen egységes mikroszerkezetet elérni, amíg a tuskóban foszfor szegregáció van. Sőt, a súlyos foszfor szegregáció miatt "szellemdrót" szerkezet alakult ki, ami elkerülhetetlenül csökkenti az anyag mechanikai tulajdonságait. .
A foszfor szegregációja a szénacélban általános, de mértéke eltérő. Ha a foszfor erősen szegregált (megjelenik a "szellemvonal" szerkezet), az rendkívül káros hatásokat fog kifejteni az acélra. Nyilvánvalóan a foszfor erős szegregációja a felelős a hidegfejezési folyamat során bekövetkező anyagrepedésekért. Mivel az acél különböző szemcséinek foszfortartalma eltérő, az anyag szilárdsága és keménysége eltérő; másrészt az is, hogy az anyag belső feszültséget hozzon létre, ez elősegíti, hogy az anyag hajlamos legyen a belső repedésre. A "szellemdrót" szerkezetű anyagban pontosan a keménység, a szilárdság, a törés utáni nyúlás és a terület csökkenése, különösen az ütésállóság csökkentése vezet az anyag hideg ridegségéhez, így a foszfortartalom és az acél szerkezeti tulajdonságai nagyon szoros kapcsolatban állnak egymással.
Metallográfiai kimutatás A látómező közepén lévő "szellemvonal" szövetben nagyszámú világosszürke megnyúlt szulfid található. A szerkezeti acél nemfémes zárványai főleg oxidok és szulfidok formájában léteznek. A GB/T10561-2005 "Szabványos osztályozási diagram mikroszkópos vizsgálati módszere a nem fémes zárványok tartalmára acélban" szerint a B típusú zárványok ekkor vulkanizálódnak. Az anyagszint eléri a 2,5-öt és afelettit. Mint mindannyian tudjuk, a nem fémes zárványok potenciális repedésforrások. Létezésük súlyosan károsítja az acél mikroszerkezet folytonosságát és tömörségét, és nagymértékben csökkenti az acél szemcseközi szilárdságát. Ebből arra következtethetünk, hogy a szulfidok jelenléte az acél belső szerkezetének "szellemvonalában" a legvalószínűbb hely a repedéshez. Ezért a hidegkovácsolási és hőkezelési oltási repedéseket számos kötőelemgyártó telephelyen nagyszámú világosszürke karcsú szulfid okozza. Az ilyen rossz szövések megjelenése tönkreteszi a fémtulajdonságok folytonosságát, és növeli a hőkezelés kockázatát. A "szellemfonalat" nem lehet eltávolítani normalizálással stb., és a szennyező elemeket szigorúan ellenőrizni kell az olvasztási folyamatból vagy az alapanyagok gyárba kerülése előtt.
A nemfémes zárványokat összetételük és deformálhatóságuk szerint timföldre (A típus), szilikátra (C típus) és gömboxidra (D típus) osztják. Létezésük megszakítja a fém folytonosságát, a hámlás után gödrök vagy repedések keletkeznek. Nagyon könnyen repedésforrás keletkezik a hidegfelverés során, és a hőkezelés során feszültségkoncentrációt okoz, ami kioltó repedést eredményez. Ezért a nem fémes zárványokat szigorúan ellenőrizni kell. A jelenlegi acél GB/T700-2006 „Carbon Structural Steel” és GB/T699-2016 „High Quality Carbon Structural Steel” szabványok nem fogalmaznak meg egyértelmű követelményeket a nem fémes zárványokra vonatkozóan. . A fontos részek esetében az A, B és C durva és finom vonalai általában nem haladják meg az 1,5-öt, a D és Ds durva és finom vonalak pedig nem többek 2-nél.
Feladás időpontja: 2021.10.21
