Pagsusuri ng Formation at Cracking ng Phosphorus Segregation sa Carbon Structural Steel
Sa kasalukuyan, ang karaniwang mga pagtutukoy ng carbon structural steel wire rods at bar na ibinibigay ng domestic steel mill ay φ5.5-φ45, at ang mas mature na hanay ay φ6.5-φ30.Maraming de-kalidad na aksidente na dulot ng phosphorus segregation sa maliliit na wire rod at bar raw na materyales.Pag-usapan natin ang impluwensya ng phosphorus segregation at ang pagsusuri ng pagbuo ng mga bitak para sa iyong sanggunian.
Ang pagdaragdag ng phosphorus sa iron ay maaaring katumbas na isara ang rehiyon ng austenite phase sa diagram ng iron-carbon phase.Samakatuwid, ang distansya sa pagitan ng solidus at liquidus ay dapat na pinalaki.Kapag ang bakal na naglalaman ng phosphorus ay pinalamig mula sa likido hanggang sa solid, kailangan itong dumaan sa isang malawak na hanay ng temperatura.Ang diffusion rate ng phosphorus sa bakal ay mabagal.Sa oras na ito, ang tinunaw na bakal na may mataas na konsentrasyon ng posporus (mababang punto ng pagkatunaw) ay napupuno sa mga puwang sa pagitan ng mga unang solidified dendrites, sa gayon ay bumubuo ng phosphorus segregation.
Sa malamig na heading o proseso ng cold extrusion, madalas na nakikita ang mga basag na produkto.Ang metallographic inspeksyon at pagsusuri ng mga basag na produkto ay nagpapakita na ang ferrite at pearlite ay ipinamamahagi sa mga banda, at ang isang strip ng puting bakal ay malinaw na makikita sa matrix.Sa ferrite, may mga pasulput-sulpot na hugis-banda na mapusyaw na kulay abong sulfide na mga inklusyon sa hugis-band na ferrite matrix na ito.Ang istrukturang ito na hugis-band na sanhi ng paghihiwalay ng sulfur phosphide ay tinatawag na "ghost line".Ito ay dahil ang phosphorus-rich zone sa lugar na may matinding phosphorus segregation ay lumilitaw na puti at maliwanag.Dahil sa mataas na nilalaman ng phosphorus ng puti at maliwanag na sinturon, ang nilalaman ng carbon sa puti at maliwanag na sinturong pinayaman ng posporus ay nabawasan o ang nilalaman ng carbon ay napakaliit.Sa ganitong paraan, ang mga columnar na kristal ng tuluy-tuloy na casting slab ay bubuo patungo sa gitna sa panahon ng tuluy-tuloy na paghahagis ng phosphorus-enriched belt..Kapag ang billet ay solidified, austenite dendrites ay unang precipitated mula sa tinunaw na bakal.Ang posporus at asupre na nakapaloob sa mga dendrite na ito ay nabawasan, ngunit ang pangwakas na solidified molten steel ay mayaman sa posporus at sulfur na mga elemento ng karumihan, na nagpapatigas sa Sa pagitan ng dendrite axis, dahil sa mataas na nilalaman ng phosphorus at sulfur, ang sulfur ay bubuo ng sulfide, at ang posporus ay matutunaw sa matris.Ito ay hindi madaling magkalat at may epekto ng paglabas ng carbon.Hindi matunaw ang carbon, kaya sa paligid ng phosphorus solid solution (Ang mga gilid ng ferrite white band) ay may mas mataas na carbon content.Carbon elemento sa magkabilang panig ng ferrite belt, iyon ay, sa magkabilang panig ng phosphorus-enriched na lugar, ayon sa pagkakabanggit ay bumubuo ng isang makitid, pasulput-sulpot na pearlite belt parallel sa ferrite white belt, at ang katabing normal na tissue Paghiwalayin.Kapag ang billet ay pinainit at pinindot, ang mga shaft ay aabot sa direksyon ng pag-rolling processing.Ito ay tiyak dahil ang ferrite band ay naglalaman ng mataas na phosphorus, iyon ay, ang seryosong phosphorus segregation ay humahantong sa pagbuo ng isang seryosong malawak at maliwanag na ferrite band na istraktura, na may halatang bakal May mga light gray na strip ng sulfide sa malawak at maliwanag na banda ng katawan ng elemento.Ang phosphorus-rich ferrite band na ito na may mahabang strips ng sulfide ay ang karaniwang tinatawag nating "ghost line" na organisasyon (tingnan ang Figure 1-2).
Larawan 1 Ghost wire sa carbon steel SWRCH35K 200X
Figure 2 Ghost wire sa plain carbon steel Q235 500X
Kapag ang bakal ay mainit na pinagsama, hangga't mayroong phosphorus segregation sa billet, imposibleng makakuha ng unipormeng microstructure.Bukod dito, dahil sa matinding phosphorus segregation, nabuo ang isang "ghost wire" na istraktura, na hindi maiiwasang mabawasan ang mga mekanikal na katangian ng materyal..
Ang paghihiwalay ng phosphorus sa carbon steel ay karaniwan, ngunit ang antas ay naiiba.Kapag ang phosphorus ay mahigpit na nahiwalay (lumalabas ang "ghost line" na istraktura), ito ay magdadala ng labis na masamang epekto sa bakal.Malinaw, ang matinding paghihiwalay ng phosphorus ay ang salarin ng pag-crack ng materyal sa panahon ng malamig na proseso ng heading.Dahil ang iba't ibang mga butil sa bakal ay may iba't ibang nilalaman ng posporus, ang materyal ay may iba't ibang lakas at tigas;sa kabilang banda, ito rin ay Gawin ang materyal na gumawa ng panloob na diin, ito ay magsusulong ng materyal na madaling kapitan ng panloob na pag-crack.Sa materyal na may "ghost wire" na istraktura, ito ay tiyak ang pagbawas ng katigasan, lakas, pagpahaba pagkatapos ng bali at pagbabawas ng lugar, lalo na ang pagbawas ng katigasan ng epekto, na hahantong sa malamig na brittleness ng materyal, kaya ang nilalaman ng posporus at ang mga katangian ng istruktura ng bakal Magkaroon ng napakalapit na ugnayan.
Metallographic detection Sa "ghost line" na tissue sa gitna ng field of view, mayroong isang malaking bilang ng mga light grey na pinahabang sulfide.Ang mga non-metallic inclusions sa structural steel ay pangunahing umiiral sa anyo ng mga oxide at sulfide.Ayon sa GB/T10561-2005 "Standard Grading Chart Microscopic Inspection Method para sa Nilalaman ng Non-metallic Inclusions in Steel", ang Type B inclusions ay vulcanized sa oras na ito Ang antas ng materyal ay umabot sa 2.5 at pataas.Tulad ng alam nating lahat, ang mga non-metallic inclusions ay mga potensyal na pinagmumulan ng mga bitak.Ang kanilang pag-iral ay sineseryoso na makapinsala sa pagpapatuloy at compactness ng microstructure ng bakal, at lubos na mabawasan ang intergranular na lakas ng bakal.Ito ay hinuha mula dito na ang pagkakaroon ng mga sulfide sa "ghost line" ng panloob na istraktura ng bakal ay ang pinaka-malamang na lokasyon para sa pag-crack.Samakatuwid, ang mga cold forging crack at heat treatment na pagsusubo ng mga bitak sa isang malaking bilang ng mga site ng produksyon ng fastener ay sanhi ng isang malaking bilang ng mga light grey slender sulfides.Ang hitsura ng gayong masamang weaves ay sumisira sa pagpapatuloy ng mga katangian ng metal at pinatataas ang panganib ng paggamot sa init.Ang "ghost thread" ay hindi maaaring alisin sa pamamagitan ng normalizing, atbp., at ang mga elemento ng karumihan ay dapat na mahigpit na kontrolin mula sa proseso ng smelting o bago ang mga hilaw na materyales ay pumasok sa pabrika.
Ang mga non-metallic inclusions ay nahahati sa alumina (type A) silicate (type C) at spherical oxide (type D) ayon sa kanilang komposisyon at deformability.Pinutol ng kanilang pag-iral ang pagpapatuloy ng metal, at ang mga hukay o mga bitak ay nabuo pagkatapos ng pagbabalat.Napakadaling bumuo ng isang pinagmumulan ng mga bitak sa panahon ng malamig na pagkasira at maging sanhi ng konsentrasyon ng stress sa panahon ng paggamot sa init, na nagreresulta sa pagsusubo ng pag-crack.Samakatuwid, ang mga non-metallic inclusions ay dapat na mahigpit na kontrolin.Ang kasalukuyang steel GB/T700-2006 "Carbon Structural Steel" at GB/T699-2016 "High-quality Carbon Structural Steel" na mga pamantayan ay hindi gumagawa ng malinaw na mga kinakailangan para sa non-metallic inclusions..Para sa mahahalagang bahagi, ang mga magaspang at pinong linya ng A, B, at C ay karaniwang hindi hihigit sa 1.5, at ang D at Ds na mga magaspang at pinong linya ay hindi hihigit sa 2.
Oras ng post: Okt-21-2021
