Analisis Pembentukan lan Retakan Segregasi Fosfor ing Baja Struktural Karbon
Saiki, spesifikasi umum batang kawat baja struktural karbon lan batangan sing disedhiyakake dening pabrik baja domestik yaiku φ5.5-φ45, lan kisaran sing luwih diwasa yaiku φ6.5-φ30. Ana akeh kacilakan kualitas sing disebabake dening segregasi fosfor ing bahan mentah batang kawat lan batangan ukuran cilik. Ayo padha ngrembug babagan pengaruh segregasi fosfor lan analisis pembentukan retakan kanggo referensi sampeyan.
Tambahane fosfor ing wesi bisa nutup wilayah fase austenit ing diagram fase wesi-karbon. Mulane, jarak antarane solidus lan liquidus kudu digedhekake. Nalika baja sing ngandhut fosfor didinginkan saka cair dadi padat, kudu ngliwati kisaran suhu sing amba. Tingkat difusi fosfor ing baja alon. Ing wektu iki, wesi cair kanthi konsentrasi fosfor sing dhuwur (titik leleh sing endhek) diisi ing celah antarane dendrit sing pertama dadi padat, saengga mbentuk segregasi fosfor.
Ing proses cold heading utawa cold extrusion, produk sing retak asring katon. Inspeksi metalografi lan analisis produk sing retak nuduhake yen ferit lan pearlit kasebar ing pita, lan jalur wesi putih bisa katon kanthi jelas ing matriks. Ing ferit, ana inklusi sulfida abu-abu enom sing bentuke pita sing ora teratur ing matriks ferit sing bentuke pita iki. Struktur bentuke pita iki sing disebabake dening segregasi sulfur fosfida diarani "garis hantu". Iki amarga zona sugih fosfor ing area kanthi segregasi fosfor sing parah katon putih lan padhang. Amarga kandungan fosfor sing dhuwur ing sabuk putih lan padhang, kandungan karbon ing sabuk putih lan padhang sing diperkaya fosfor suda utawa kandungan karbon sithik banget. Kanthi cara iki, kristal kolumnar saka lempengan pengecoran terus berkembang menyang tengah sajrone pengecoran terus sabuk sing diperkaya fosfor. Nalika billet dipadatkan, dendrit austenit pisanan diendapkan saka baja cair. Fosfor lan belerang sing ana ing dendrit iki suda, nanging baja cair sing wis padhet pungkasan sugih unsur pengotor fosfor lan belerang, sing padhet ing antarane sumbu dendrit, amarga kandungan fosfor lan belerang sing dhuwur, belerang bakal mbentuk sulfida, lan fosfor bakal larut ing matriks. Ora gampang diffuser lan nduweni efek ngetokake karbon. Karbon ora bisa dilelehke, mula ing sekitar larutan padat fosfor (sisih pita putih ferit) nduweni kandungan karbon sing luwih dhuwur. Unsur karbon ing loro-lorone sabuk ferit, yaiku, ing loro-lorone area sing sugih fosfor, mbentuk sabuk pearlit sing sempit lan intermiten sejajar karo sabuk putih ferit, lan jaringan normal sing jejere kapisah. Nalika billet dipanasake lan dipencet, poros bakal ngluwihi arah proses gulung. Iki amarga pita ferit ngandhut fosfor sing dhuwur, yaiku, segregasi fosfor sing serius nyebabake pembentukan struktur pita ferit sing amba lan padhang, kanthi wesi sing jelas Ana strip sulfida abu-abu enom ing pita sing amba lan padhang saka awak unsur. Pita ferit sing sugih fosfor iki kanthi potongan sulfida sing dawa yaiku sing umum diarani organisasi "garis hantu" (waca Gambar 1-2).
Gambar 1 Kawat hantu saka baja karbon SWRCH35K 200X
Gambar 2 Kawat hantu saka baja karbon polos Q235 500X
Nalika baja digulung panas, anggere ana segregasi fosfor ing billet, ora mungkin entuk struktur mikro sing seragam. Kajaba iku, amarga segregasi fosfor sing parah, struktur "kawat hantu" wis kawangun, sing mesthi bakal nyuda sifat mekanik bahan kasebut.
Segregasi fosfor ing baja karbon iku lumrah, nanging derajate beda. Nalika fosfor dipisahake kanthi parah (struktur "garis hantu" katon), bakal nggawa efek sing ala banget kanggo baja. Temtu wae, segregasi fosfor sing parah minangka panyebab retak materi sajrone proses cold heading. Amarga butir baja sing beda-beda duwe kandungan fosfor sing beda-beda, materi kasebut duwe kekuatan lan kekerasan sing beda-beda; ing sisih liya, uga nggawe materi ngasilake stres internal, bakal nyebabake materi rentan retak internal. Ing materi kanthi struktur "kawat hantu", justru pengurangan kekerasan, kekuatan, pemanjangan sawise patah lan pengurangan area, utamane pengurangan ketangguhan dampak, sing bakal nyebabake kerapuhan materi ing kadhemen, mula kandungan fosfor lan sifat struktural baja duwe hubungan sing raket banget.
Deteksi metalografi Ing jaringan "garis hantu" ing tengah lapangan pandang, ana akeh sulfida dawa abu-abu enom. Inklusi non-logam ing baja struktural utamane ana ing bentuk oksida lan sulfida. Miturut GB/T10561-2005 "Metode Inspeksi Mikroskopik Bagan Grading Standar kanggo Isi Inklusi Non-logam ing Baja", inklusi Tipe B divulkanisir ing wektu iki. Tingkat bahan tekan 2,5 lan luwih. Kaya sing kita ngerteni, inklusi non-logam minangka sumber potensial retakan. Anane bakal ngrusak kontinuitas lan kekompakan mikrostruktur baja, lan nyuda kekuatan intergranular baja. Saka iki bisa disimpulake yen anane sulfida ing "garis hantu" struktur internal baja minangka lokasi sing paling mungkin kanggo retakan. Mulane, retakan penempaan adhem lan retakan pendinginan perawatan panas ing akeh situs produksi pengikat disebabake dening akeh sulfida ramping abu-abu enom. Munculé anyaman sing ala kaya ngono ngrusak kontinuitas sipat logam lan nambah risiko perawatan panas. "Benang hantu" ora bisa dicopot kanthi normalisasi, lan liya-liyane, lan unsur-unsur pengotor kudu dikontrol kanthi ketat saka proses peleburan utawa sadurunge bahan mentah mlebu pabrik.
Inklusi non-logam dipérang dadi alumina (tipe A) silikat (tipe C) lan oksida bunder (tipe D) miturut komposisi lan deformabilitasé. Anané inklusi iki ngethok kontinuitas logam, lan bolongan utawa retakan kawangun sawisé dikupas. Gampang banget mbentuk sumber retakan nalika kadhemen lan nyebabake konsentrasi stres nalika perawatan panas, sing nyebabake retakan quenching. Mulane, inklusi non-logam kudu dikontrol kanthi ketat. Standar baja GB/T700-2006 "Baja Struktural Karbon" lan GB/T699-2016 "Baja Struktural Karbon Berkualitas Tinggi" saiki ora nggawe syarat sing jelas kanggo inklusi non-logam. Kanggo bagean penting, garis kasar lan alus A, B, lan C umume ora luwih saka 1,5, lan garis kasar lan alus D lan D ora luwih saka 2.
Wektu kiriman: 21-Okt-2021
