Pagsusuri ng Pagkabuo at Pagbibitak ng Paghihiwalay ng Phosphorus sa Carbon Structural Steel
Sa kasalukuyan, ang karaniwang mga ispesipikasyon ng mga carbon structural steel wire rod at bar na ibinibigay ng mga domestic steel mill ay φ5.5-φ45, at ang mas mature na saklaw ay φ6.5-φ30. Maraming aksidente sa kalidad na dulot ng phosphorus segregation sa maliliit na wire rod at bar raw materials. Pag-usapan natin ang impluwensya ng phosphorus segregation at ang pagsusuri ng pagbuo ng mga bitak para sa inyong sanggunian.
Ang pagdaragdag ng phosphorus sa iron ay maaaring magsara nang naaayon sa rehiyon ng austenite phase sa iron-carbon phase diagram. Samakatuwid, ang distansya sa pagitan ng solidus at liquidus ay dapat palakihin. Kapag ang bakal na naglalaman ng phosphorus ay pinalamig mula sa likido patungo sa solid, kailangan itong dumaan sa isang malawak na saklaw ng temperatura. Ang rate ng diffusion ng phosphorus sa bakal ay mabagal. Sa oras na ito, ang tinunaw na bakal na may mataas na konsentrasyon ng phosphorus (mababang melting point) ay napupunan sa mga puwang sa pagitan ng mga unang solidified dendrites, sa gayon ay bumubuo ng phosphorus segregation.
Sa proseso ng cold heading o cold extrusion, madalas na nakikita ang mga basag na produkto. Ang metallographic inspection at analysis ng mga basag na produkto ay nagpapakita na ang ferrite at pearlite ay nakakalat sa mga banda, at isang strip ng puting bakal ang malinaw na makikita sa matrix. Sa ferrite, may mga paulit-ulit na hugis-band na light gray sulfide inclusions sa hugis-band na ferrite matrix na ito. Ang istrukturang hugis-band na ito na dulot ng segregasyon ng sulfur phosphide ay tinatawag na "ghost line". Ito ay dahil ang phosphorus-rich zone sa lugar na may matinding segregasyon ng phosphorus ay lumilitaw na puti at maliwanag. Dahil sa mataas na nilalaman ng phosphorus ng puti at maliwanag na sinturon, ang nilalaman ng carbon sa phosphorus-enriched white at bright belt ay nababawasan o ang nilalaman ng carbon ay napakaliit. Sa ganitong paraan, ang mga columnar crystals ng continuous casting slab ay nabubuo patungo sa gitna habang patuloy na ginagawa ang phosphorus-enriched belt. Kapag ang billet ay tumigas, ang mga austenite dendrite ay unang namumuo mula sa tinunaw na bakal. Ang phosphorus at sulfur na nakapaloob sa mga dendrite na ito ay nabawasan, ngunit ang huling solidified molten steel ay mayaman sa phosphorus at sulfur impurity elements, na tumitibay sa pagitan ng dendrite axis, dahil sa mataas na nilalaman ng phosphorus at sulfur, ang sulfur ay bubuo ng sulfide, at ang phosphorus ay matutunaw sa matrix. Hindi ito madaling kumalat at may epekto ng paglabas ng carbon. Hindi matutunaw ang carbon, kaya ang phosphorus solid solution sa paligid (mga gilid ng ferrite white band) ay may mas mataas na nilalaman ng carbon. Ang carbon element sa magkabilang gilid ng ferrite belt, ibig sabihin, sa magkabilang gilid ng phosphorus-enriched area, ay bumubuo ng isang makitid, paulit-ulit na pearlite belt na parallel sa ferrite white belt, at ang katabing normal tissue ay naghihiwalay. Kapag ang billet ay pinainit at pinindot, ang mga shaft ay lalawak sa direksyon ng rolling processing. Ito ay dahil ang ferrite band ay naglalaman ng mataas na phosphorus, ibig sabihin, ang seryosong phosphorus segregation ay humahantong sa pagbuo ng isang seryosong malawak at maliwanag na istruktura ng ferrite band, na may halatang bakal. Mayroong mapusyaw na kulay abong mga guhit ng sulfide sa malawak at maliwanag na banda ng katawan ng elemento. Ang ferrite band na ito na mayaman sa phosphorus na may mahahabang piraso ng sulfide ang karaniwang tinatawag nating organisasyong "ghost line" (tingnan ang Figure 1-2).
Pigura 1 Ghost wire na gawa sa carbon steel SWRCH35K 200X
Pigura 2 Ghost wire na gawa sa simpleng carbon steel Q235 500X
Kapag ang bakal ay ini-hot roll, hangga't mayroong phosphorus segregation sa billet, imposibleng makakuha ng pare-parehong microstructure. Bukod dito, dahil sa matinding phosphorus segregation, isang "ghost wire" na istraktura ang nabuo, na tiyak na magbabawas sa mga mekanikal na katangian ng materyal.
Karaniwan ang paghihiwalay ng phosphorus sa carbon steel, ngunit iba ang antas nito. Kapag ang phosphorus ay mahigpit na pinaghihiwalay (lumilitaw ang istrukturang "ghost line"), magdudulot ito ng matinding masamang epekto sa bakal. Malinaw na ang matinding paghihiwalay ng phosphorus ang salarin ng pagbibitak ng materyal sa panahon ng proseso ng cold heading. Dahil ang iba't ibang butil ng bakal ay may iba't ibang nilalaman ng phosphorus, ang materyal ay may iba't ibang lakas at katigasan; sa kabilang banda, nagdudulot din ito ng panloob na stress sa materyal, na magtutulak sa materyal na maging madaling kapitan ng panloob na pagbibitak. Sa materyal na may istrukturang "ghost wire", ang pagbawas ng katigasan, lakas, pagpahaba pagkatapos ng bali at pagbawas ng lawak, lalo na ang pagbawas ng impact toughness, na hahantong sa pagkalutong ng materyal sa malamig na panahon, kaya ang nilalaman ng phosphorus at ang mga katangiang istruktural ng bakal ay may malapit na kaugnayan.
Pagtukoy ng metalograpiya Sa tisyung "ghost line" sa gitna ng larangan ng pagtingin, mayroong malaking bilang ng mapusyaw na kulay abong pahabang sulfide. Ang mga hindi metal na inklusyon sa bakal na istruktura ay pangunahing umiiral sa anyo ng mga oksido at sulfide. Ayon sa GB/T10561-2005 "Standard Grading Chart Microscopic Inspection Method for the Content of Non-metallic Inclusions in Steel", ang mga Type B inclusions ay na-vulcanize sa panahong ito. Ang antas ng materyal ay umaabot sa 2.5 pataas. Gaya ng alam nating lahat, ang mga hindi metal na inklusyon ay mga potensyal na pinagmumulan ng mga bitak. Ang kanilang pagkakaroon ay seryosong makakasira sa continuity at compactness ng microstructure ng bakal, at lubos na makakabawas sa intergranular strength ng bakal. Mula rito, mahihinuha na ang presensya ng mga sulfide sa "ghost line" ng panloob na istraktura ng bakal ang pinaka-malamang na lokasyon ng pagbitak. Samakatuwid, ang mga bitak na cold forging at heat treatment quenching cracks sa maraming lugar ng produksyon ng fastener ay sanhi ng maraming mapusyaw na kulay abong manipis na sulfide. Ang paglitaw ng ganitong mga hindi magandang habi ay sumisira sa pagpapatuloy ng mga katangian ng metal at nagpapataas ng panganib ng paggamot sa init. Ang "ghost thread" ay hindi maaaring alisin sa pamamagitan ng normalizing, atbp., at ang mga elemento ng dumi ay dapat na mahigpit na kontrolin mula sa proseso ng pagtunaw o bago pumasok ang mga hilaw na materyales sa pabrika.
Ang mga inklusyong hindi metaliko ay nahahati sa alumina (uri A) silicate (uri C) at spherical oxide (uri D) ayon sa kanilang komposisyon at kakayahang magbago ng anyo. Ang kanilang presensya ay pumuputol sa tuluy-tuloy na paggana ng metal, at nabubuo ang mga hukay o bitak pagkatapos ng pagbabalat. Napakadaling mabuo ang pinagmumulan ng mga bitak sa panahon ng cold upsetting at magdulot ng stress concentration sa panahon ng heat treatment, na nagreresulta sa quenching cracking. Samakatuwid, ang mga inklusyong hindi metaliko ay dapat na mahigpit na kontrolin. Ang kasalukuyang pamantayan ng bakal na GB/T700-2006 "Carbon Structural Steel" at GB/T699-2016 "High-quality Carbon Structural Steel" ay hindi nagbibigay ng malinaw na mga kinakailangan para sa mga inklusyong hindi metaliko. Para sa mahahalagang bahagi, ang magaspang at pinong linya ng A, B, at C ay karaniwang hindi hihigit sa 1.5, at ang magaspang at pinong linya ng D at D ay hindi hihigit sa 2.
Oras ng pag-post: Oktubre-21-2021
