కార్బన్ స్ట్రక్చరల్ స్టీల్లో ఫాస్ఫరస్ సెగ్రిగేషన్ ఏర్పడటం మరియు పగుళ్లు ఏర్పడటం యొక్క విశ్లేషణ
ప్రస్తుతం, దేశీయ ఉక్కు కర్మాగారాలు అందించే కార్బన్ స్ట్రక్చరల్ స్టీల్ వైర్ రాడ్లు మరియు బార్ల సాధారణ స్పెసిఫికేషన్లు φ5.5-φ45 కాగా, మరింత పరిణతి చెందిన శ్రేణి φ6.5-φ30గా ఉంది. చిన్న పరిమాణంలోని వైర్ రాడ్ మరియు బార్ ముడి పదార్థాలలో ఫాస్ఫరస్ వేరుపడటం వలన అనేక నాణ్యతా ప్రమాదాలు సంభవిస్తున్నాయి. మీ సూచన కోసం, ఫాస్ఫరస్ వేరుపడటం యొక్క ప్రభావం మరియు పగుళ్లు ఏర్పడటంపై చేసే విశ్లేషణ గురించి చర్చిద్దాం.
ఇనుముకు ఫాస్ఫరస్ను జోడించడం వల్ల, ఐరన్-కార్బన్ ఫేజ్ డయాగ్రమ్లోని ఆస్టెనైట్ ఫేజ్ ప్రాంతం తదనుగుణంగా మూసుకుపోతుంది. అందువల్ల, సాలిడస్ మరియు లిక్విడస్ మధ్య దూరం తప్పనిసరిగా పెరగాలి. ఫాస్ఫరస్ కలిగిన ఉక్కును ద్రవ స్థితి నుండి ఘన స్థితికి చల్లబరిచేటప్పుడు, అది విస్తృత ఉష్ణోగ్రతా పరిధి గుండా వెళ్ళవలసి ఉంటుంది. ఉక్కులో ఫాస్ఫరస్ వ్యాపన రేటు నెమ్మదిగా ఉంటుంది. ఈ సమయంలో, అధిక ఫాస్ఫరస్ గాఢత (తక్కువ ద్రవీభవన స్థానం) కలిగిన కరిగిన ఇనుము, మొదట ఘనీభవించిన డెండ్రైట్ల మధ్య ఉన్న ఖాళీలలో నిండిపోతుంది, తద్వారా ఫాస్ఫరస్ సెగ్రిగేషన్ ఏర్పడుతుంది.
కోల్డ్ హెడింగ్ లేదా కోల్డ్ ఎక్స్ట్రూషన్ ప్రక్రియలో, పగిలిన ఉత్పత్తులు తరచుగా కనిపిస్తాయి. పగిలిన ఉత్పత్తుల మెటలోగ్రాఫిక్ తనిఖీ మరియు విశ్లేషణలో, ఫెర్రైట్ మరియు పెర్లైట్ పట్టీల రూపంలో విస్తరించి ఉన్నాయని, మరియు మాతృకలో తెల్లటి ఇనుము యొక్క ఒక పట్టీ స్పష్టంగా కనిపిస్తుందని తెలుస్తుంది. ఈ పట్టీల ఆకారపు ఫెర్రైట్ మాతృకపై, ఫెర్రైట్లో అడపాదడపా పట్టీల ఆకారంలో ఉండే లేత బూడిద రంగు సల్ఫైడ్ చేరికలు ఉంటాయి. సల్ఫర్ ఫాస్ఫైడ్ వేరుపడటం వలన ఏర్పడిన ఈ పట్టీల ఆకారపు నిర్మాణాన్ని "ఘోస్ట్ లైన్" అని పిలుస్తారు. ఎందుకంటే, తీవ్రమైన ఫాస్ఫరస్ వేరుపడటం ఉన్న ప్రాంతంలోని ఫాస్ఫరస్ అధికంగా ఉన్న మండలం తెల్లగా మరియు ప్రకాశవంతంగా కనిపిస్తుంది. ఈ తెల్లగా మరియు ప్రకాశవంతంగా ఉండే పట్టీలో ఫాస్ఫరస్ అధికంగా ఉండటం వలన, ఆ పట్టీలో కార్బన్ శాతం తగ్గుతుంది లేదా చాలా తక్కువగా ఉంటుంది. ఈ విధంగా, ఫాస్ఫరస్ అధికంగా ఉన్న పట్టీలో నిరంతర కాస్టింగ్ జరుగుతున్నప్పుడు, నిరంతర కాస్టింగ్ స్లాబ్ యొక్క స్తంభాకార స్ఫటికాలు కేంద్రం వైపు అభివృద్ధి చెందుతాయి. బిల్లెట్ ఘనీభవించినప్పుడు, కరిగిన ఉక్కు నుండి మొదట ఆస్టెనైట్ డెండ్రైట్లు అవక్షేపించబడతాయి. ఈ డెండ్రైట్లలో ఉండే ఫాస్ఫరస్ మరియు సల్ఫర్ క్షయకరణం చెందుతాయి, కానీ అంతిమంగా ఘనీభవించిన కరిగిన ఉక్కులో ఫాస్ఫరస్ మరియు సల్ఫర్ మలిన మూలకాలు అధికంగా ఉంటాయి. ఇవి డెండ్రైట్ అక్షం మధ్యలో ఘనీభవిస్తాయి. ఫాస్ఫరస్ మరియు సల్ఫర్ అధిక పరిమాణంలో ఉండటం వలన, సల్ఫర్ సల్ఫైడ్ను ఏర్పరుస్తుంది, మరియు ఫాస్ఫరస్ మాతృకలో కరిగిపోతుంది. ఇది సులభంగా వ్యాపించదు మరియు కార్బన్ను విడుదల చేసే ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది. కార్బన్ కరగలేదు, కాబట్టి ఫాస్ఫరస్ ఘన ద్రావణం చుట్టూ (ఫెర్రైట్ తెల్లని పట్టీకి ఇరువైపులా) కార్బన్ పరిమాణం ఎక్కువగా ఉంటుంది. ఫెర్రైట్ పట్టీకి ఇరువైపులా, అంటే ఫాస్ఫరస్ అధికంగా ఉన్న ప్రాంతానికి ఇరువైపులా ఉన్న కార్బన్ మూలకం, వరుసగా ఫెర్రైట్ తెల్లని పట్టీకి సమాంతరంగా ఒక ఇరుకైన, అంతరాయం కలిగిన పెర్లైట్ పట్టీని ఏర్పరుస్తుంది మరియు ప్రక్కనే ఉన్న సాధారణ కణజాలం నుండి వేరుపడుతుంది. బిల్లెట్ను వేడి చేసి నొక్కినప్పుడు, షాఫ్ట్లు రోలింగ్ ప్రాసెసింగ్ దిశలో విస్తరిస్తాయి. ఫెర్రైట్ బ్యాండ్లో అధిక ఫాస్ఫరస్ ఉండటం వలన, అంటే తీవ్రమైన ఫాస్ఫరస్ విభజన వలన, ఒక విశాలమైన మరియు ప్రకాశవంతమైన ఫెర్రైట్ బ్యాండ్ నిర్మాణం ఏర్పడుతుంది. ఈ విశాలమైన మరియు ప్రకాశవంతమైన బ్యాండ్లో స్పష్టమైన ఇనుముతో కూడిన లేత బూడిద రంగు సల్ఫైడ్ పట్టీలు ఉంటాయి. పొడవైన సల్ఫైడ్ పట్టీలతో కూడిన ఈ ఫాస్ఫరస్-సమృద్ధిగల ఫెర్రైట్ బ్యాండ్నే మనం సాధారణంగా "ఘోస్ట్ లైన్" నిర్మాణం అని పిలుస్తాము (పటం 1-2 చూడండి).
చిత్రం 1 కార్బన్ స్టీల్లో ఘోస్ట్ వైర్ SWRCH35K 200X
చిత్రం 2 సాదా కార్బన్ స్టీల్ Q235 500Xలో ఘోస్ట్ వైర్
స్టీల్ను హాట్ రోలింగ్ చేసేటప్పుడు, బిల్లెట్లో ఫాస్ఫరస్ సెగ్రిగేషన్ ఉన్నంత వరకు, ఏకరీతి మైక్రోస్ట్రక్చర్ను పొందడం అసాధ్యం. అంతేకాకుండా, తీవ్రమైన ఫాస్ఫరస్ సెగ్రిగేషన్ కారణంగా, "ఘోస్ట్ వైర్" అనే నిర్మాణం ఏర్పడుతుంది, ఇది అనివార్యంగా ఆ మెటీరియల్ యొక్క యాంత్రిక లక్షణాలను తగ్గిస్తుంది.
కార్బన్ స్టీల్లో ఫాస్ఫరస్ వేరుపడటం సర్వసాధారణం, కానీ దాని తీవ్రత భిన్నంగా ఉంటుంది. ఫాస్ఫరస్ తీవ్రంగా వేరుపడినప్పుడు ("ఘోస్ట్ లైన్" నిర్మాణం కనిపిస్తుంది), అది స్టీల్పై అత్యంత ప్రతికూల ప్రభావాలను చూపుతుంది. స్పష్టంగా, కోల్డ్ హెడింగ్ ప్రక్రియలో పదార్థం పగలడానికి ఫాస్ఫరస్ తీవ్రంగా వేరుపడటమే ప్రధాన కారణం. స్టీల్లోని వేర్వేరు గ్రెయిన్లలో వేర్వేరు ఫాస్ఫరస్ పరిమాణం ఉండటం వల్ల, ఆ పదార్థానికి వేర్వేరు బలం మరియు కాఠిన్యం ఉంటాయి; మరోవైపు, ఇది పదార్థంలో అంతర్గత ఒత్తిడిని కూడా కలిగిస్తుంది, ఇది పదార్థం అంతర్గత పగుళ్లకు గురయ్యేలా చేస్తుంది. "ఘోస్ట్ వైర్" నిర్మాణం ఉన్న పదార్థంలో, కచ్చితంగా కాఠిన్యం, బలం, విరిగిన తర్వాత సాగే గుణం మరియు వైశాల్యం తగ్గడం, ముఖ్యంగా ఇంపాక్ట్ టఫ్నెస్ తగ్గడం వంటివి పదార్థం యొక్క కోల్డ్ బ్రిటిల్నెస్కు దారితీస్తాయి, కాబట్టి ఫాస్ఫరస్ పరిమాణానికి మరియు స్టీల్ యొక్క నిర్మాణ లక్షణాలకు చాలా దగ్గరి సంబంధం ఉంది.
మెటలోగ్రాఫిక్ డిటెక్షన్ ప్రకారం, వీక్షణ క్షేత్రం మధ్యలో ఉన్న "ఘోస్ట్ లైన్" కణజాలంలో, పెద్ద సంఖ్యలో లేత బూడిద రంగు పొడవైన సల్ఫైడ్లు ఉన్నాయి. స్ట్రక్చరల్ స్టీల్లోని అలోహ మలినాలు ప్రధానంగా ఆక్సైడ్లు మరియు సల్ఫైడ్ల రూపంలో ఉంటాయి. GB/T10561-2005 "స్టీల్లోని అలోహ మలినాల కంటెంట్ కోసం ప్రామాణిక గ్రేడింగ్ చార్ట్ మైక్రోస్కోపిక్ తనిఖీ పద్ధతి" ప్రకారం, ఈ సమయంలో వల్కనైజ్ చేయబడిన టైప్ B మలినాల మెటీరియల్ స్థాయి 2.5 మరియు అంతకంటే ఎక్కువకు చేరుకుంటుంది. మనందరికీ తెలిసినట్లుగా, అలోహ మలినాలు పగుళ్లకు సంభావ్య మూలాలు. వాటి ఉనికి స్టీల్ మైక్రోస్ట్రక్చర్ యొక్క నిరంతరత మరియు సాంద్రతను తీవ్రంగా దెబ్బతీస్తుంది, మరియు స్టీల్ యొక్క ఇంటర్గ్రాన్యులర్ బలాన్ని బాగా తగ్గిస్తుంది. దీని నుండి, స్టీల్ యొక్క అంతర్గత నిర్మాణంలోని "ఘోస్ట్ లైన్"లో సల్ఫైడ్ల ఉనికి పగుళ్లు ఏర్పడటానికి అత్యంత సంభావ్య ప్రదేశం అని ఊహించవచ్చు. అందువల్ల, అనేక ఫాస్టెనర్ ఉత్పత్తి కేంద్రాలలో కోల్డ్ ఫోర్జింగ్ పగుళ్లు మరియు హీట్ ట్రీట్మెంట్ క్వెంచింగ్ పగుళ్లు అధిక సంఖ్యలో ఉండే లేత బూడిద రంగు సన్నని సల్ఫైడ్ల వల్ల ఏర్పడతాయి. ఇటువంటి చెడు అల్లికల ఆవిర్భావం లోహ లక్షణాల నిరంతరతను దెబ్బతీస్తుంది మరియు హీట్ ట్రీట్మెంట్ ప్రమాదాన్ని పెంచుతుంది. ఈ "ఘోస్ట్ థ్రెడ్"ను నార్మలైజింగ్ మొదలైన వాటి ద్వారా తొలగించలేము, మరియు మలిన మూలకాలను స్మెల్టింగ్ ప్రక్రియ నుండి లేదా ముడి పదార్థాలు ఫ్యాక్టరీలోకి ప్రవేశించడానికి ముందే ఖచ్చితంగా నియంత్రించాలి.
లోహేతర మలినాలను వాటి కూర్పు మరియు విరూపణ చెందే స్వభావాన్ని బట్టి అల్యూమినా (రకం A), సిలికేట్ (రకం C) మరియు గోళాకార ఆక్సైడ్ (రకం D) గా విభజిస్తారు. వాటి ఉనికి లోహం యొక్క అవిచ్ఛిన్నతను విచ్ఛిన్నం చేస్తుంది, మరియు పొరను తొలగించిన తర్వాత గుంటలు లేదా పగుళ్లు ఏర్పడతాయి. కోల్డ్ అప్సెటింగ్ సమయంలో పగుళ్లకు మూలంగా ఏర్పడటం మరియు హీట్ ట్రీట్మెంట్ సమయంలో ఒత్తిడి కేంద్రీకరణకు కారణమై, క్వెంచింగ్ పగుళ్లకు దారితీయడం చాలా సులభం. అందువల్ల, లోహేతర మలినాలను ఖచ్చితంగా నియంత్రించాలి. ప్రస్తుత స్టీల్ ప్రమాణాలు GB/T700-2006 "కార్బన్ స్ట్రక్చరల్ స్టీల్" మరియు GB/T699-2016 "అధిక-నాణ్యత కార్బన్ స్ట్రక్చరల్ స్టీల్" లోహేతర మలినాల కోసం స్పష్టమైన అవసరాలను నిర్దేశించలేదు. ముఖ్యమైన భాగాల కోసం, A, B, మరియు C రకాల స్థూల మరియు సూక్ష్మ రేఖలు సాధారణంగా 1.5 కంటే ఎక్కువ ఉండవు, మరియు D మరియు Ds రకాల స్థూల మరియు సూక్ష్మ రేఖలు 2 కంటే ఎక్కువ ఉండవు.
పోస్ట్ చేసిన సమయం: అక్టోబర్-21-2021
