Analysis Formationis et Fracturae Segregationis Phosphori in Chalybe Structurali Carbonis
In praesenti, specificationes communes virgarum et vectium ferri carbonis structuralis, quae a ferrariis domesticis praebentur, sunt φ5.5-φ45, et series maturior est φ6.5-φ30. Multae sunt accidentia qualitatis a segregatione phosphori in materiis crudis virgarum et vectium ferri parvarum causatae. De effectu segregationis phosphori et analysi formationis fissurarum ad referentiam vestram disseramus.
Additio phosphori ferro regionem phasis austenitae in diagramma phasium ferri-carbonis claudere potest. Ergo, spatium inter solidum et liquidum augeri debet. Cum chalybs phosphorum continens a liquido ad solidum refrigeratur, per latum ambitum temperaturarum transire debet. Celeritas diffusionis phosphori in chalybe tarda est. Hoc tempore, ferrum liquefactum cum alta concentratione phosphori (puncto liquefactionis humili) in hiatibus inter primas dendritas solidificatas impletur, ita segregationem phosphori formans.
In processu frigidae extrusionis vel frigidae deductionis, producta fissura saepe videntur. Inspectio metallographica et analysis productorum fissurarum ostendit ferritum et perlitum in fasciis distributum esse, et fasciam ferri albi in matrice clare videri potest. In ferrite, inclusiones sulfidi grisei pallidi intermittentes in forma fasciae in hac matrice ferritica fasciae apparent. Haec structura fasciae, a segregatione phosphidi sulphuris effecta, "linea umbrae" appellatur. Hoc fit quia zona phosphoro dives in area cum segregatione phosphori gravi alba et clara apparet. Propter magnum contentum phosphori in zona alba et clara, contentum carbonis in zona alba et clara phosphoro locupletata reducitur vel contentum carbonis valde parvum est. Hoc modo, crystalli columnares laminae fusionis continuae versus centrum evolvuntur durante fusione continua zonae phosphoro locupletatae. Cum massa solidificata est, dendritae austenitae primum ex chalybe fuso praecipitantur. Phosphorus et sulfur in his dendritis contenti reducuntur, sed chalybs fusus solidus finaliter dives est elementis impuritatum phosphori et sulfuris, quae inter axes dendritorum solidificantur. Propter magnum phosphori et sulfuris contentum, sulfur sulfidum formabit, et phosphorus in matrice dissolvetur. Non facile diffunditur et effectum habet carbonis exonerandi. Carbonium liquefieri non potest, ergo circa solutionem solidam phosphori (lateribus fasciae ferritae albae) maiorem carbonis contentum habet. Elementa carbonica utrinque fasciae ferritae, id est, utrinque areae phosphoro locupletatae, respective fasciam perliticam angustam et intermittentem parallelam fasciae ferritae albae formant, et textus normalis adiacens separantur. Cum tabula calefacta et comprimitur, axes secundum directionem processus volubilis extenduntur. Hoc fit quia fascia ferritae magnum phosphorum continet, id est, gravis segregatio phosphori ad formationem gravis structurae fasciae ferritae latae et clarae ducit, cum manifestis fasciis sulfidi griseis pallidis in fascia lata et clara corporis elementi appareant. Haec fascia ferritica phosphoro dives cum longis fasciis sulfidis est quam vulgo ordinationem "lineae umbraticae" appellamus (vide Figuram 1-2).
Figura 1 Filum umbrae in chalybe carbonico SWRCH35K 200X
Figura 2 Filum umbrae ex chalybe carbonico puro Q235 500X
Cum chalybs calide laminatur, dummodo segregatio phosphori in massa adsit, microstructuram uniformem obtinere non potest. Praeterea, propter segregationem phosphori gravem, structura "fili phantastici" formatur, quae proprietates mechanicas materiae necessario minuet.
Segregatio phosphori in chalybe carbonico communis est, sed gradus differt. Cum phosphorus graviter segregatur (structura "lineae umbrae" apparet), effectus adversos chalybi inferet. Plane, segregatio gravis phosphori causa est fissurarum materiae durante processu frigidae deformationis. Quia grana diversa in chalybe diversam copiam phosphori habent, materia diversam firmitatem et duritiam habet; ex altera parte, etiam materia tensionem internam producere facit, materiam ad fissuras internas pronam promovet. In materia cum structura "fili umbrae", praecise reductio duritiei, firmitatis, elongationis post fracturam et reductio areae, praesertim reductio tenacitatis ad ictum, ad fragilitatem frigidam materiae ducet, ita copia phosphori et proprietates structurales chalybis artam relationem habent.
Detectio metallographica: In "linea umbratica" in medio campi visionis, magna copia sulfidorum elongatorum griseorum pallidorum invenitur. Inclusiones non-metallicae in chalybe structurali praecipue in forma oxidorum et sulfidorum existunt. Secundum GB/T10561-2005 "Methodum Inspectionis Microscopicae Chartae Classificationis Standardis pro Contento Inclusionum Non-metallicarum in Chalybe", inclusiones Typi B hoc tempore vulcanizantur, gradus materiae 2.5 et supra attingit. Ut omnes scimus, inclusiones non-metallicae fontes potentiales fissurarum sunt. Exsistentia earum continuitatem et compactionem microstructurae chalybis graviter laedet, et vim intergranularem chalybis magnopere minuet. Ex hoc infertur praesentiam sulfidorum in "linea umbratica" structurae internae chalybis locum probabilissimum fissurarum esse. Ergo, fissurae frigidae forgiationis et fissurae ex curatione caloris exstinctionis in multis locis productionis fibularum a magna multitudine sulfidorum tenuium griseorum pallidorum causantur. Aspectus talium texturarum malarum continuitatem proprietatum metallicarum destruit et periculum curationis caloris auget. "Filum umbraticum" per normalisationem, etc., removeri non potest, et elementa impuritatum stricte moderanda sunt ab processu fusionis vel antequam materiae primae officinam ingrediantur.
Inclusiones non-metallicae secundum compositionem et deformabilitatem in alumina (typum A), silicatum (typum C) et oxydum sphaericum (typum D) dividuntur. Exsistentia earum continuitatem metalli interrompit, et post decorticationem foveae vel fissurae formantur. Facillimum est fontem fissurarum formare durante frigida perturbatione et concentrationem tensionis causare durante tractatione caloris, quae fissuras per extinctionem efficit. Ideo inclusiones non-metallicae stricte moderandae sunt. Normae hodiernae de chalybe GB/T700-2006 "Chalybs Structuralis Carbonis" et GB/T699-2016 "Chalybs Structuralis Carbonis Altae Qualitatis" requisita clara pro inclusionibus non-metallicis non statuunt. Pro partibus magni momenti, lineae crassae et tenues A, B, et C plerumque non plus quam 1.5 sunt, et lineae crassae et tenues D et D non plus quam 2 sunt.
Tempus publicationis: Oct-XXI-MMXXI
