Analýza tvorby a praskania segregácie fosforu v uhlíkovej konštrukčnej oceli

Vysoko kvalitné suroviny sú základom pre výrobu vysoko kvalitných spojovacích materiálov. Mnohé výrobky výrobcov spojovacích materiálov však budú mať praskliny. Prečo sa to deje?

V súčasnosti sú bežné špecifikácie valcovaných tyčí z uhlíkovej konštrukčnej ocele, ktoré poskytujú domáce oceliarne, φ 5,5 – φ 45, zrelší rozsah je φ 6,5 – φ 30。 Existuje veľa nehôd s kvalitou spôsobených segregáciou fosforu, ako je segregácia fosforu malý drôtený drôt a tyč. Vplyv segregácie fosforu a analýza tvorby trhlín sú uvedené nižšie ako referencia. Pridanie fosforu do fázového diagramu železa a uhlíka zodpovedajúcim spôsobom uzavrie oblasť austenitickej fázy a nevyhnutne zvýši vzdialenosť medzi solidom a likvidom. Keď sa oceľ s obsahom fosforu ochladí z kvapaliny na pevnú látku, musí prejsť veľkým teplotným rozsahom.

10B21 Uhlíková oceľ
Rýchlosť difúzie fosforu v oceli je pomalá a roztavené železo s vysokou koncentráciou fosforu (nízka teplota topenia) je plné prvých stuhnutých dendritov, čo vedie k segregácii fosforu. Pri výrobkoch, ktoré majú často trhliny pri kovaní za studena alebo vytláčaní za studena, metalografická skúška a analýza ukazujú, že ferit a perlit sú rozložené v pásoch a v matrici je biely pásikovaný ferit. Na pásikovej feritovej matrici sú prerušované svetlosivé inklúzne zóny sulfidu. Pásiková štruktúra sulfidu sa nazýva „čara duchov“ kvôli segregácii sulfidu.
Dôvodom je, že oblasť s vážnou segregáciou fosforu predstavuje bielu jasnú zónu v oblasti obohatenej fosforom. V doske kontinuálneho odlievania sa vďaka vysokému obsahu fosforu v bielej oblasti koncentrujú stĺpcové kryštály bohaté na fosfor, čím sa znižuje obsah fosforu. Keď predvalok stuhne, austenitové dendrity sa najskôr oddelia od roztavenej ocele. Fosfor a síra v týchto dendritoch sú redukované, ale nakoniec stuhnutá roztavená oceľ obsahuje prvky fosforu a síry. Tuhne medzi osami dendritov, pretože obsah fosforu a síry je vysoký. V tomto čase sa tvorí sulfid a v matrici sa rozpustí fosfor. Pretože obsah fosforu a síry je vysoký, vzniká tu sulfid a fosfor je rozpustený v matrici. Preto je v dôsledku vysokého obsahu fosforu a síry obsah uhlíka v pevnom roztoku fosforu vysoký. Na oboch stranách uhlíkového pásu, to znamená na oboch stranách oblasti obohatenej fosforom, sa vytvorí dlhý a úzky prerušovaný perlitový pás rovnobežný s feritovým bielym pásom a priľahlé normálne tkanivá sa oddelia. Pri zahrievacom tlaku sa predvalok rozšíri do smeru spracovania medzi hriadeľmi, pretože feritový pás obsahuje vysoký obsah fosforu, to znamená, že segregácia fosforu povedie k vytvoreniu ťažkej štruktúry širokého svetlého feritového pásu so širokou jasnou štruktúrou feritového pásu. . Je možné vidieť, že v širokom svetlom feritovom páse sú tiež svetlosivé sulfidové pásy, ktoré sú rozdelené dlhým pásom fosforového feritového pásu bohatého na sulfidy, ktorý zvyčajne nazývame „čiara duchov“. (Pozri obrázok 1-2)

Prírubová skrutka

Prírubová skrutka

V procese valcovania za tepla, pokiaľ dochádza k segregácii fosforu, nie je možné získať jednotnú mikroštruktúru. A čo je dôležitejšie, pretože segregácia fosforu vytvorila štruktúru „ghost line“, nevyhnutne zníži mechanické vlastnosti materiálu. Segregácia fosforu v uhlíkovo viazanej oceli je bežná, ale jej stupeň je odlišný. Silná segregácia fosforu (štruktúra „ghost line“) spôsobí mimoriadne nepriaznivé účinky na oceľ. Je zrejmé, že vinníkom praskania za studena je silná segregácia fosforu. Pretože obsah fosforu v rôznych zrnách ocele je odlišný, materiály majú rôznu pevnosť a tvrdosť. Na druhej strane spôsobuje, že materiál vytvára vnútorné napätie, vďaka čomu sa materiál ľahko popraská. V materiáloch so štruktúrou „ghost line“ má obsah fosforu v materiáloch veľkú súvislosť so štruktúrou a to práve z dôvodu poklesu tvrdosti, pevnosti, predĺženia po lomu a zmenšenia plochy, najmä poklesu rázovej húževnatosti. vlastnosti ocele.
V tkanive „ghost line“ v strede zorného poľa bolo metalografiou detegované veľké množstvo tenkého, svetlosivého sulfidu. Nekovové inklúzie v konštrukčnej oceli existujú hlavne vo forme oxidov a sulfidov. Podľa štandardného klasifikačného diagramu GB/T10561-2005 pre obsah nekovových inklúzií v oceli je obsah sulfidov v inklúziách triedy B 2,5 alebo vyšší. Nekovové inklúzie sú potenciálnym zdrojom trhlín. Jeho existencia vážne poškodí kontinuitu a kompaktnosť oceľovej konštrukcie, čím sa výrazne zníži medzikryštalická pevnosť.
Špekuluje sa, že sulfid vo vnútornej štruktúre „čiary duchov“ ocele je najľahšie praskajúca časť. Preto veľké množstvo spojovacích prvkov praskalo pri česaní za studena a kalení pri tepelnom spracovaní na mieste výroby, čo bolo spôsobené veľkým množstvom svetlosivých dlhých sulfidov. Táto netkaná textília zničila kontinuitu vlastností kovu a zvýšila riziko tepelného spracovania. „Ghost line“ sa nedá odstrániť normalizáciou a inými metódami a prvky nečistôt sa musia prísne kontrolovať pred tavením alebo vstupom surovín do závodu. Podľa zloženia a deformovateľnosti sa nekovové inklúzie delia na oxid hlinitý (typ A), kremičitan (typ C) a sférický oxid (typ D). Jeho vzhľad preruší kontinuitu kovu a po odlúpnutí sa stanú jamkami alebo prasklinami, ktoré ľahko vytvárajú trhliny pri česaní za studena a spôsobujú koncentráciu napätia počas tepelného spracovania, čím spôsobujú praskliny pri kalení. Preto by mali byť nekovové inklúzie prísne kontrolované. Súčasné konštrukčné uhlíkové konštrukčné ocele GB/T700-2006 a GB T699-2016 vysokokvalitné uhlíkové ocele predkladajú požiadavky na nekovové inklúzie. Pre dôležité časti sú to vo všeobecnosti hrubé série typu A, B, C, jemné série nie sú väčšie ako 1,5, hrubý systém typu D, Ds a úroveň 2 nie sú väčšie ako úroveň 2.

Hebei Chengyi Engineering Materials Co., Ltd. je spoločnosť s 21-ročnými skúsenosťami v oblasti výroby a predaja spojovacích materiálov. Naše spojovacie prvky používajú vysokokvalitné suroviny, pokročilé výrobné a výrobné technológie a dokonalý systém riadenia na zabezpečenie kvality produktov. Ak máte záujem o kúpu spojovacieho materiálu, kontaktujte nás.

 


Čas odoslania: 28. októbra 2022