การวิเคราะห์การก่อตัวและการแตกร้าวของการแยกตัวของฟอสฟอรัสในเหล็กโครงสร้างคาร์บอน

เมื่อเหล็กถูกรีดร้อน ตราบใดที่ยังมีการแยกฟอสฟอรัสในแท่งเหล็ก ก็เป็นไปไม่ได้ที่จะได้โครงสร้างจุลภาคที่สม่ำเสมอ นอกจากนี้ เนื่องมาจากการแยกฟอสฟอรัสอย่างรุนแรง จึงได้เกิดโครงสร้าง "ลวดผี" ขึ้น ซึ่งจะทำให้คุณสมบัติเชิงกลของวัสดุลดลงอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้

การแยกตัวของฟอสฟอรัสในเหล็กกล้าคาร์บอนนั้นเป็นเรื่องปกติ แต่ระดับจะแตกต่างกัน เมื่อฟอสฟอรัสถูกแยกตัวอย่างรุนแรง (โครงสร้าง "เส้นโกสต์ไลน์" ปรากฏขึ้น) จะส่งผลเสียต่อเหล็กอย่างมาก เห็นได้ชัดว่าการแยกตัวอย่างรุนแรงของฟอสฟอรัสเป็นสาเหตุของการแตกร้าวของวัสดุในระหว่างกระบวนการขึ้นรูปเย็น เนื่องจากเกรนต่างๆ ในเหล็กมีปริมาณฟอสฟอรัสต่างกัน วัสดุจึงมีความแข็งแรงและความแข็งต่างกัน ในทางกลับกัน มันยังทำให้วัสดุเกิดความเครียดภายใน ซึ่งจะส่งเสริมให้วัสดุมีแนวโน้มที่จะแตกร้าวภายใน ในวัสดุที่มีโครงสร้าง "ลวดโกสต์ไลน์" นั้นเป็นการลดความแข็ง ความแข็งแรง การยืดตัวหลังการแตก และการลดพื้นที่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการลดความเหนียวต่อแรงกระแทก ซึ่งจะนำไปสู่ความเปราะบางจากความเย็นของวัสดุ ดังนั้น ปริมาณฟอสฟอรัสและคุณสมบัติโครงสร้างของเหล็กจึงมีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิด

การตรวจจับโลหะวิทยา ในเนื้อเยื่อ "เส้นเงา" ตรงกลางของระยะการมองเห็น มีซัลไฟด์สีเทาอ่อนจำนวนมากที่มีลักษณะยาว สิ่งเจือปนที่ไม่ใช่โลหะในเหล็กโครงสร้างส่วนใหญ่มีอยู่ในรูปของออกไซด์และซัลไฟด์ ตาม GB/T10561-2005 "วิธีการตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบมาตรฐานสำหรับเนื้อหาของสิ่งเจือปนที่ไม่ใช่โลหะในเหล็ก" สิ่งเจือปนประเภท B จะถูกวัลคาไนซ์ในเวลานี้ ระดับของวัสดุจะถึง 2.5 ขึ้นไป อย่างที่เราทราบกันดี สิ่งเจือปนที่ไม่ใช่โลหะเป็นแหล่งที่มาของรอยแตกร้าวที่อาจเกิดขึ้นได้ การมีอยู่ของสิ่งเจือปนที่ไม่ใช่โลหะจะส่งผลเสียร้ายแรงต่อความต่อเนื่องและความแน่นของโครงสร้างจุลภาคของเหล็ก และลดความแข็งแรงระหว่างเม็ดเกรนของเหล็กลงอย่างมาก จากนี้ อนุมานได้ว่าการมีซัลไฟด์ใน "เส้นเงา" ของโครงสร้างภายในของเหล็กเป็นตำแหน่งที่มีแนวโน้มสูงสุดที่จะเกิดรอยแตกร้าว ดังนั้น รอยแตกร้าวจากการตีขึ้นรูปเย็นและรอยแตกร้าวจากการอบชุบด้วยความร้อนในสถานที่ผลิตตัวยึดจำนวนมากจึงเกิดจากซัลไฟด์สีเทาอ่อนจำนวนมาก การปรากฏของรอยทอที่ไม่ดีดังกล่าวทำลายความต่อเนื่องของคุณสมบัติของโลหะและเพิ่มความเสี่ยงในการอบชุบด้วยความร้อน "ด้ายเงา" ไม่สามารถขจัดออกได้โดยการทำให้เป็นปกติ ฯลฯ และควรควบคุมองค์ประกอบของสิ่งเจือปนอย่างเคร่งครัดตั้งแต่ขั้นตอนการหลอมหรือก่อนที่วัตถุดิบจะเข้าสู่โรงงาน

การรวมตัวที่ไม่ใช่โลหะแบ่งออกเป็นอะลูมินา (ประเภท A) ซิลิเกต (ประเภท C) และออกไซด์ทรงกลม (ประเภท D) ตามองค์ประกอบและความสามารถในการเปลี่ยนรูป การมีอยู่ของสิ่งเหล่านี้ตัดขาดความต่อเนื่องของโลหะ และเกิดหลุมหรือรอยแตกหลังจากการลอกออก การเกิดแหล่งที่มาของรอยแตกร้าวระหว่างการขึ้นรูปเย็นนั้นง่ายมาก และทำให้เกิดการรวมตัวของความเค้นระหว่างการอบด้วยความร้อน ส่งผลให้เกิดรอยแตกร้าวจากการดับ ดังนั้น การรวมตัวที่ไม่ใช่โลหะจะต้องได้รับการควบคุมอย่างเคร่งครัด มาตรฐานเหล็กกล้าโครงสร้างคาร์บอน GB/T700-2006 และ GB/T699-2016 ในปัจจุบันไม่ได้กำหนดข้อกำหนดที่ชัดเจนสำหรับการรวมตัวที่ไม่ใช่โลหะ สำหรับชิ้นส่วนที่สำคัญ เส้นหยาบและเส้นละเอียดของ A, B และ C โดยทั่วไปจะไม่เกิน 1.5 และเส้นหยาบและเส้นละเอียดของ D และ D จะไม่เกิน 2