Fosfora segregācijas veidošanās un plaisāšanas analīze oglekļa konstrukciju tēraudā

Augstas kvalitātes izejvielas ir pamats augstas kvalitātes stiprinājumu ražošanai. Tomēr daudziem stiprinājumu ražotāju produktiem būs plaisas. Kāpēc tas notiek?

Pašlaik vietējās tērauda rūpnīcās nodrošināto oglekļa strukturālo tērauda stiepļu stieņu kopējās specifikācijas ir φ 5,5–φ 45, nobriedušākais diapazons ir φ 6,5–φ 30. Ir daudz kvalitatīvu negadījumu, ko izraisa fosfora segregācija, piemēram, fosfora segregācija mazs stiepļu stienis un stienis. Fosfora segregācijas ietekme un plaisu veidošanās analīze ir sniegta tālāk atsaucei. Fosfora pievienošana dzelzs oglekļa fāzes diagrammā attiecīgi aizvērs austenīta fāzes reģionu un neizbēgami palielinās attālumu starp solidus un liquidus. Kad fosforu saturošs tērauds tiek atdzesēts no šķidruma uz cietu, tam ir jāiziet liels temperatūras diapazons.

10B21 oglekļa tērauds
Fosfora difūzijas ātrums tēraudā ir lēns, un kausētais dzelzs ar augstu fosfora koncentrāciju (zemu kušanas temperatūru) ir pilns ar pirmajiem sacietējušajiem dendritiem, kas izraisa fosfora segregāciju. Izstrādājumiem, kuriem aukstās kalšanas vai aukstās ekstrūzijas laikā bieži ir plaisas, metalogrāfiskā izmeklēšana un analīze liecina, ka ferīts un perlīts ir sadalīti sloksnēs un matricā ir balts joslu ferīts. Uz joslas ferīta matricas ir intermitējošas gaiši pelēkas sulfīda iekļaušanas zonas. Sulfīda joslu struktūru sauc par "spoku līniju" sulfīdu segregācijas dēļ.
Iemesls ir tas, ka apgabalā ar nopietnu fosfora segregāciju fosfora bagātināšanas zonā ir balta gaiša zona. Nepārtrauktās liešanas plātnē, pateicoties augstajam fosfora saturam baltajā zonā, kolonnu kristāli ir bagāti ar fosfora koncentrātu, samazinot fosfora saturu. Kad sagatave sacietē, austenīta dendrīti vispirms tiek atdalīti no izkausētā tērauda. Fosfors un sērs šajos dendritos ir reducēti, bet galīgi sacietējušais kausētais tērauds satur fosfora un sēra elementus. Tas sacietē starp dendrīta asīm, jo ​​fosfora un sēra elementi ir augsti. Šajā laikā veidojas sulfīds, un matricā izšķīst fosfors. Tā kā fosfora un sēra elementi ir daudz, šeit veidojas sulfīds, un matricā izšķīst fosfors. Tāpēc lielā fosfora un sēra elementu satura dēļ oglekļa saturs cietā fosfora šķīdumā ir augsts. Abās ogļskābās jostas pusēs, tas ir, abās pusēs fosfora bagātināšanas zonai, veidojas gara un šaura intermitējoša perlīta josta, kas ir paralēla ferīta baltajai jostai, un tiek atdalīti blakus esošie normālie audi. Zem sildīšanas spiediena sagatave izstiepsies apstrādes virzienā starp vārpstām, jo ​​ferīta lente satur augstu fosfora saturu, tas ir, fosfora segregācija novedīs pie smagas platas spilgtas ferīta jostas struktūras veidošanās ar platu, spilgti ferīta lentes struktūru. . Redzams, ka platajā spožajā ferīta joslā ir arī gaiši pelēkas sulfīda sloksnes, kas sadalītas ar garu sulfīdiem bagātas fosfora ferīta jostas joslu, ko parasti saucam par “spoku līniju”. (Skatīt 1-2. attēlu)

Atloka skrūve

Atloka skrūve

Karstās velmēšanas procesā, kamēr notiek fosfora segregācija, nav iespējams iegūt vienmērīgu mikrostruktūru. Vēl svarīgāk ir tas, ka fosfora segregācija ir izveidojusi "spoku līnijas" struktūru, tāpēc tā neizbēgami samazinās materiāla mehāniskās īpašības. Fosfora segregācija tēraudā ar oglekļa savienojumu ir izplatīta, taču tās pakāpe ir atšķirīga. Spēcīga fosfora segregācija (“spoku līnijas” struktūra) radīs ārkārtīgi nelabvēlīgu ietekmi uz tēraudu. Acīmredzot nopietnā fosfora segregācija ir aukstā virziena plaisāšanas vaininieks. Tā kā fosfora saturs dažādos tērauda graudos ir atšķirīgs, materiāliem ir atšķirīga stiprība un cietība. No otras puses, tas liek materiālam radīt iekšējo spriegumu, kas atvieglos materiāla plaisāšanu. Materiālos ar “spoku līniju” struktūru tieši cietības, stiprības, pagarinājuma samazināšanās pēc lūzuma un laukuma samazināšanās, īpaši triecienizturības samazināšanās dēļ, fosfora saturam materiālos ir liela saistība ar struktūru un tērauda īpašības.
“Spoku līnijas” audos redzes lauka vidū ar metalogrāfiju tika konstatēts liels daudzums plāna, gaiši pelēka sulfīda. Nemetāliskie ieslēgumi strukturālajā tēraudā galvenokārt pastāv oksīdu un sulfīdu veidā. Saskaņā ar GB/T10561-2005 standarta klasifikācijas diagrammu nemetālu ieslēgumu saturam tēraudā, sulfīdu saturs B klases ieslēgumos ir 2,5 vai vairāk. Nemetāliski ieslēgumi ir potenciāls plaisu avots. Tā esamība nopietni sabojās tērauda konstrukcijas nepārtrauktību un kompaktumu, tādējādi ievērojami samazinot starpkristālu izturību.
Tiek uzskatīts, ka tērauda iekšējās struktūras "spoku līnijā" esošais sulfīds ir visvieglāk saplaisājamā daļa. Tāpēc liela daļa stiprinājumu plaisa aukstuma apgriešanas un termiskās apstrādes rūdīšanas laikā ražošanas vietā, ko izraisīja liels skaits gaiši pelēko garo sulfīdu. Šis neaustais audums iznīcināja metāla īpašību nepārtrauktību un palielināja termiskās apstrādes risku. “Spoku līniju” nevar noņemt ar normalizēšanas un citām metodēm, un piemaisījumu elementi ir stingri jākontrolē pirms kausēšanas vai izejvielu nonākšanas rūpnīcā. Pēc sastāva un deformējamības nemetāliskos ieslēgumus iedala alumīnija oksīda (A tips) silikātā (C tips) un sfēriskā oksīda (D tips). Tā izskats nogriezīs metāla kontinuitāti un pēc lobīšanas kļūs par bedrēm vai plaisām, kas viegli veido plaisas aukstā apgriešanas laikā un rada sprieguma koncentrāciju termiskās apstrādes laikā, tādējādi radot dzesējošas plaisas. Tāpēc nemetāliskie ieslēgumi ir stingri jākontrolē. Pašreizējie Structural Carbon Structural Steels GB/T700-2006 un GB T699-2016 augstas kvalitātes oglekļa tēraudi nosaka prasības nemetāliskiem ieslēgumiem. Svarīgām daļām tā parasti ir A, B, C tipa rupjā sērija, smalkā sērija nav lielāka par 1,5, D, Ds tipa rupjā sistēma un 2. līmenis nav augstāks par 2. līmeni.

Hebei Chengyi Engineering Materials Co., Ltd. ir uzņēmums ar 21 gada stiprinājumu ražošanas un pārdošanas pieredzi. Mūsu stiprinājumi izmanto augstas kvalitātes izejvielas, progresīvu ražošanas un ražošanas tehnoloģiju un perfektu vadības sistēmu, lai nodrošinātu produktu kvalitāti. Ja jūs interesē stiprinājumu iegāde, lūdzu sazinieties ar mums.


Izsūtīšanas laiks: 2022. gada 28. oktobris