Vysokokvalitné suroviny sú základom pre výrobu vysokokvalitných spojovacích prvkov. Výrobky mnohých výrobcov spojovacích prvkov však majú praskliny. Prečo sa to stáva?

V súčasnosti sú bežné špecifikácie valcovaných drôtov z uhlíkovej konštrukčnej ocele dodávaných domácimi oceliarňami φ 5,5 – φ 45, pričom pokročilejší rozsah je φ 6,5 – φ 30. Existuje mnoho nehôd spôsobených segregáciou fosforu, ako napríklad segregácia fosforu v malých valcovaných drôtoch a tyčiach. 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 zväčší vzdialenosť medzi solidusom a likvidom. Keď sa oceľ obsahujúca fosfor ochladí z kvapalného do tuhého stavu, musí prejsť širokým teplotným rozsahom.

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 sa počas kovania za studena alebo extrúzie za studena často praskajú, metalografické vyšetrenie a analýza ukazujú, že ferit a perlit sú rozložené v pásoch a v matrici je biely pásik feritu. Na pásikovej feritovej matrici sa prerušovane nachádzajú svetlosivé zóny inklúzie sulfidov. Pásiková štruktúra sulfidu sa kvôli segregácii sulfidov nazýva „čiara duchov“.
Dôvodom je, že oblasť so silnou segregáciou fosforu predstavuje bielu svetlú zónu v oblasti obohatenia fosforom. V kontinuálne liatej brame sa v dôsledku vysokého obsahu fosforu v bielej oblasti koncentrujú stĺpcovité kryštály bohaté na fosfor, čím sa znižuje obsah fosforu. Keď predvalok tuhne, austenitové dendrity sa najprv oddelia od roztavenej ocele. Fosfor a síra v týchto dendritoch sa redukujú, ale nakoniec stuhnutá roztavená oceľ obsahuje prvky fosforu a síry. Tuhne medzi osami dendritov, pretože fosfor a síra sú vysoké. V tomto čase sa tvorí sulfid a fosfor sa rozpúšťa v matrici. Pretože je vysoký obsah fosforu a síry, tvorí sa tu sulfid a fosfor sa rozpúšťa v matrici. Preto je v dôsledku vysokého obsahu fosforu a síry obsah uhlíka v tuhom roztoku fosforu vysoký. Na oboch stranách uhlíkového pásu, teda na oboch stranách oblasti obohatenia fosforom, sa vytvára dlhý a úzky prerušovaný perlitový pás rovnobežný s bielym feritovým pásom a susediace normálne tkanivá sa oddeľujú. Pod tlakom ohrevu sa polotovar roztiahne v smere spracovania medzi hriadeľmi, pretože feritový pás obsahuje vysoký obsah fosforu, to znamená, že segregácia fosforu povedie k vytvoreniu ťažkej širokej svetlej feritovej štruktúry so širokým svetlým feritovým pásom. Je vidieť, že v širokom svetlom feritovom páse sú tiež svetlosivé sulfidové pásy, ktoré sú rozložené s dlhým pásom feritového pásu bohatého na sulfidy a fosfor, ktorý sa zvyčajne nazýva „duchová čiara“. (Pozri obrázok 1-2)

Prírubová skrutka

V procese valcovania za tepla, pokiaľ dochádza k segregácii fosforu, nie je možné dosiahnuť jednotnú mikroštruktúru. A čo je dôležitejšie, pretože segregácia fosforu vytvorila štruktúru „duchovej čiary“, nevyhnutne zníži mechanické vlastnosti materiálu. Segregácia fosforu v uhlíkovo spájanej oceli je bežná, ale jej stupeň je rôzny. Silná segregácia fosforu („štruktúra duchovej čiary“) bude mať extrémne nepriaznivé účinky na oceľ. Silná segregácia fosforu je zrejmé, že príčinou praskania za studena. Pretože obsah fosforu v rôznych zrnách ocele je odlišný, materiály majú rôzne pevnosti a tvrdosti. Na druhej strane to spôsobuje, že materiál vytvára vnútorné napätie, ktoré uľahčuje praskanie materiálu. V materiáloch so štruktúrou „duchovej čiary“ je to práve kvôli zníženiu tvrdosti, pevnosti, predĺženia po lome a zmenšeniu plochy, najmä zníženiu rázovej húževnatosti, že obsah fosforu v materiáloch má veľký vzťah so štruktúrou a vlastnosťami ocele.
V „priehľadnej čiare“ v strede zorného poľa bolo metalograficky zistené veľké množstvo tenkého, svetlosivého sulfidu. Nekovové inklúzie v konštrukčnej oceli existujú prevažne 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. Ich prítomnosť vážne poškodí kontinuitu a kompaktnosť oceľovej štruktúry, čím výrazne zníži medzikryštalickú pevnosť.
Predpokladá sa, že sulfid vo vnútornej štruktúre ocele, tzv. „fantómová línia“, je najľahšie praskajúcou časťou. Preto veľké množstvo spojovacích prvkov prasklo pri valcovaní za studena a tepelnom spracovaní a kalení na mieste výroby, čo bolo spôsobené veľkým množstvom svetlosivých dlhých sulfidov. Táto netkaná textília narušila kontinuitu vlastností kovu a zvýšila riziko tepelného spracovania. „Fantómovú líniu“ nemožno odstrániť normalizáciou ani inými metódami a nečistoty musia byť prísne kontrolované 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). Ich výskyt preruší kontinuitu kovu a po odlupovaní sa z nich stanú jamky alebo praskliny, ktoré sa počas valcovania za studena ľahko tvoria a počas tepelného spracovania spôsobujú koncentráciu napätia, čo spôsobuje praskliny pri kalení. Preto by sa mali nekovové inklúzie prísne kontrolovať. Súčasné normy GB/T700-2006 a GB T699-2016 pre vysokokvalitné uhlíkové ocele kladú požiadavky na nekovové prímesi. Pre dôležité časti sa zvyčajne používa hrubozrnná séria typu A, B a C, jemná séria nie je väčšia ako 1,5, hrubozrnná séria typu D a Ds nie je väčšia ako úroveň 2 a úroveň 2 nie je väčšia ako úroveň 2.

Spoločnosť Hebei Chengyi Engineering Materials Co., Ltd. je spoločnosť s 21-ročnými skúsenosťami s výrobou a predajom spojovacích prvkov. Naše spojovacie prvky používajú vysoko kvalitné suroviny, pokročilé výrobné a výrobné technológie a dokonalý systém riadenia na zabezpečenie kvality výrobkov. Ak máte záujem o kúpu spojovacích prvkov, kontaktujte nás.