Karbon Yapısal Çelikte Fosfor Ayrışmasının Oluşumu ve Çatlamasının Analizi
Şu anda, yerli çelik fabrikaları tarafından sağlanan karbon yapısal çelik tel çubukların ve çubukların ortak özellikleri φ5,5-φ45'tir ve daha olgun aralık φ6,5-φ30'dur. Küçük boyutlu tel çubuk ve çubuk hammaddelerinde fosfor ayrışmasından kaynaklanan birçok kalite kazası vardır. Fosfor ayrışmasının etkisi ve sizin için referans olması açısından çatlak oluşumunun analizi hakkında konuşalım.
Demire fosfor eklenmesi, demir-karbon faz diyagramındaki ostenit faz bölgesini buna uygun şekilde kapatabilir. Bu nedenle, solidus ile liquidus arasındaki mesafe genişletilmelidir. Fosfor içeren çelik sıvıdan katıya soğutulduğunda, geniş bir sıcaklık aralığından geçmesi gerekir. Çelikteki fosforun difüzyon hızı yavaştır. Bu sırada, yüksek fosfor konsantrasyonuna (düşük erime noktası) sahip erimiş demir, ilk katılaşan dendritler arasındaki boşlukları doldurur ve böylece fosfor ayrışması oluşur.
Soğuk başlık veya soğuk ekstrüzyon işleminde, genellikle çatlak ürünler görülür. Çatlak ürünlerin metalografik muayenesi ve analizi, ferrit ve perlitin bantlar halinde dağıldığını ve matriste beyaz demir şeridinin açıkça görülebildiğini gösterir. Ferritte, bu bant şeklindeki ferrit matrisinde aralıklı bant şeklinde açık gri sülfür kapanımları vardır. Kükürt fosfitin ayrışmasıyla oluşan bu bant şeklindeki yapıya "hayalet çizgi" denir. Bunun nedeni, şiddetli fosfor ayrışmasının olduğu bölgedeki fosfor açısından zengin bölgenin beyaz ve parlak görünmesidir. Beyaz ve parlak bandın yüksek fosfor içeriği nedeniyle, fosfor açısından zengin beyaz ve parlak bandın karbon içeriği azalır veya karbon içeriği çok küçüktür. Bu şekilde, sürekli döküm levhasının sütunlu kristalleri, fosfor açısından zengin bandın sürekli dökümü sırasında merkeze doğru gelişir. Kütük katılaştığında, erimiş çelikten önce ostenit dendritleri çökelir. Bu dendritlerde bulunan fosfor ve kükürt indirgenir, ancak son katılaşmış erimiş çelik, fosfor ve kükürt safsızlık elementleri açısından zengindir ve bunlar Dendrit ekseni arasında, yüksek fosfor ve kükürt içeriği nedeniyle, kükürt sülfür oluşturacak ve fosfor matriste çözülecektir. Dağıtılması kolay değildir ve karbonu boşaltma etkisine sahiptir. Karbon eritilemez, bu nedenle fosfor katı çözeltisinin etrafında (Ferrit beyaz bandının kenarları) daha yüksek bir karbon içeriği vardır. Ferrit kayışının her iki tarafındaki karbon elementi, yani fosforla zenginleştirilmiş alanın her iki tarafında, sırasıyla ferrit beyaz kayışına paralel dar, aralıklı bir perlit kayışı ve bitişik normal dokuyu ayırır. Kütük ısıtılıp preslendiğinde, şaftlar haddeleme işleme yönü boyunca uzanacaktır. Tam da ferrit bandının yüksek fosfor içermesi nedeniyle, yani ciddi fosfor ayrımı belirgin demir içeren ciddi geniş ve parlak bir ferrit bant yapısının oluşumuna yol açar. Element gövdesinin geniş ve parlak bandında açık gri sülfür şeritleri vardır. Uzun sülfür şeritlerine sahip bu fosfor açısından zengin ferrit bant, genellikle "hayalet çizgi" organizasyonu olarak adlandırdığımız şeydir (bkz. Şekil 1-2).
Şekil 1 Karbon çeliğindeki hayalet tel SWRCH35K 200X
Şekil 2 Düz karbon çeliğinden yapılmış hayalet tel Q235 500X
Çelik sıcak haddelendiğinde, kütükte fosfor ayrışması olduğu sürece, tekdüze bir mikro yapı elde etmek imkansızdır. Ayrıca, şiddetli fosfor ayrışması nedeniyle, kaçınılmaz olarak malzemenin mekanik özelliklerini azaltacak bir "hayalet tel" yapısı oluşmuştur.
Karbon çeliğinde fosforun ayrışması yaygındır, ancak derecesi farklıdır. Fosfor ciddi şekilde ayrıştığında ("hayalet çizgi" yapısı ortaya çıkar), çeliğe son derece olumsuz etkiler getirecektir. Açıkçası, fosforun ciddi şekilde ayrışması, soğuk başlık işlemi sırasında malzemenin çatlamasının suçlusudur. Çelikteki farklı taneler farklı fosfor içeriğine sahip olduğundan, malzeme farklı mukavemet ve sertliğe sahiptir; öte yandan, aynı zamanda Malzemenin iç gerilim üretmesini sağlar, malzemenin iç çatlamaya eğilimli olmasını teşvik eder. "Hayalet tel" yapısına sahip malzemede, özellikle darbe tokluğunun azalması olmak üzere sertliğin, mukavemetin, kırılmadan sonra uzamanın azalması ve alanın azalması, malzemenin soğuk kırılganlığına yol açacaktır, bu nedenle fosfor içeriği ve çeliğin yapısal özellikleri arasında çok yakın bir ilişki vardır.
Metalografik algılama Görüş alanının merkezindeki "hayalet çizgi" dokusunda çok sayıda açık gri uzun sülfür vardır. Yapısal çelikteki metalik olmayan kapanımlar çoğunlukla oksit ve sülfür formunda bulunur. GB/T10561-2005 "Çelikteki Metalik Olmayan Kapanımların İçeriği İçin Standart Derecelendirme Tablosu Mikroskobik Muayene Yöntemi"ne göre, B Tipi kapanımlar bu zamanda vulkanize olur Malzeme seviyesi 2,5 ve üstüne ulaşır. Hepimizin bildiği gibi, metalik olmayan kapanımlar potansiyel çatlak kaynaklarıdır. Bunların varlığı çeliğin mikro yapısının sürekliliğini ve sıkılığını ciddi şekilde bozar ve çeliğin taneler arası mukavemetini büyük ölçüde azaltır. Bundan, çeliğin iç yapısının "hayalet çizgisinde" sülfürlerin varlığının çatlama için en olası yer olduğu sonucu çıkarılmaktadır. Bu nedenle, çok sayıda bağlantı elemanı üretim tesisinde soğuk dövme çatlakları ve ısıl işlem söndürme çatlakları, çok sayıda açık gri ince sülfürden kaynaklanır. Bu tür kötü dokumaların ortaya çıkması, metal özelliklerinin sürekliliğini bozar ve ısıl işlem riskini artırır. "Hayalet iplik" normalleştirme vb. ile giderilemez ve safsızlık unsurları eritme işleminden veya hammaddeler fabrikaya girmeden önce sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir.
Metalik olmayan inklüzyonlar, bileşimlerine ve deforme edilebilirliklerine göre alümina (tip A), silikat (tip C) ve küresel oksit (tip D) olarak ayrılır. Bunların varlığı metalin sürekliliğini keser ve soyulmadan sonra çukurlar veya çatlaklar oluşur. Soğukta parçalama sırasında çatlak kaynağı oluşturmak ve ısıl işlem sırasında gerilim yoğunlaşmasına neden olmak çok kolaydır ve bu da söndürme çatlağına neden olur. Bu nedenle, metalik olmayan inklüzyonlar sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir. Mevcut çelik GB/T700-2006 "Karbon Yapısal Çelik" ve GB/T699-2016 "Yüksek Kaliteli Karbon Yapısal Çelik" standartları, metalik olmayan inklüzyonlar için net gereklilikler ortaya koymaz. Önemli parçalar için, A, B ve C'nin kaba ve ince çizgileri genellikle 1,5'ten fazla değildir ve D ve Ds kaba ve ince çizgileri 2'den fazla değildir.
Gönderi zamanı: 21-Eki-2021
