Analiza stvaranja i pucanja segregacije fosfora u ugljičnom konstrukcijskom čeliku

Visokokvalitetne sirovine osnova su za proizvodnju visokokvalitetnih spojnica. Međutim, proizvodi mnogih proizvođača zatvarača imat će pukotine. Zašto se to događa?

Trenutačno su uobičajene specifikacije žičane šipke od ugljičnog konstrukcijskog čelika koje isporučuju domaće čeličane φ 5,5- φ 45, zreliji raspon je φ 6,5- φ 30。 Postoje mnoge nesreće s kvalitetom uzrokovane segregacijom fosfora, kao što je segregacija fosfora mala žica i poluga. Utjecaj segregacije fosfora i analiza stvaranja pukotina uvedeni su u nastavku za referencu. Dodavanje fosfora u fazni dijagram željeznog ugljika će odgovarajuće zatvoriti područje austenitne faze i neizbježno povećati udaljenost između solidusa i likvidusa. Kada se čelik koji sadrži fosfor hladi iz tekućeg u kruto stanje, mora proći kroz veliki temperaturni raspon.

10B21 ugljični čelik
Brzina difuzije fosfora u čeliku je spora, a rastaljeno željezo s visokom koncentracijom fosfora (nisko talište) puno je prvih skrutnutih dendrita, što dovodi do segregacije fosfora. Za proizvode koji često imaju pukotine tijekom hladnog kovanja ili hladnog istiskivanja, metalografsko ispitivanje i analiza pokazuju da su ferit i perlit raspoređeni u trakama, au matrici se nalazi bijeli trakasti ferit. Na trakastoj feritnoj matrici postoje povremene svijetlosive inkluzijske zone sulfida. Trakasta struktura sulfida naziva se "duhovna linija" zbog segregacije sulfida.
Razlog je taj što područje s ozbiljnom segregacijom fosfora predstavlja bijelu svijetlu zonu u području obogaćivanja fosforom. U ploči za kontinuirano lijevanje, zbog visokog sadržaja fosfora u bijelom području, koncentriraju se stupčasti kristali bogati fosforom, smanjujući sadržaj fosfora. Kada se trupac skrutne, austenitni dendriti se prvo odvajaju od rastaljenog čelika. Fosfor i sumpor u tim dendritima su reducirani, ali konačno skrutnuti rastaljeni čelik sadrži elemente fosfora i sumpora. Stvrdnjava se između osi dendrita jer su elementi fosfora i sumpora visoki. U to vrijeme nastaje sulfid, a fosfor se otapa u matrici. Budući da su elementi fosfora i sumpora visoki, ovdje nastaje sulfid, a fosfor se otapa u matrici. Stoga, zbog visokog sadržaja fosfora i sumpora, sadržaj ugljika u čvrstoj otopini fosfora je visok. S obje strane ugljičnog pojasa, odnosno s obje strane područja obogaćivanja fosforom, formira se dugačak i uzak isprekidani perlitni pojas paralelan s feritnim bijelim pojasom, a susjedna normalna tkiva su odvojena. Pod pritiskom zagrijavanja, gredica će se proširiti u smjeru obrade između osovina, jer feritni remen sadrži visok sadržaj fosfora, odnosno, segregacija fosfora će dovesti do stvaranja teške široke svijetle strukture feritnog remena sa širokom svijetlom strukturom feritnog remena . Može se vidjeti da postoje i svijetlosive sulfidne trake u širokom svijetlom feritnom pojasu, koji je raspoređen s dugom trakom fosfornog feritnog pojasa bogatog sulfidom, koji obično nazivamo "duhovnom linijom". (Pogledajte sliku 1-2)

Vijak prirubnice

Vijak prirubnice

U procesu vrućeg valjanja, sve dok postoji segregacija fosfora, nemoguće je dobiti jednoliku mikrostrukturu. Što je još važnije, budući da je odvajanje fosfora stvorilo strukturu "linije duhova", to će neizbježno smanjiti mehanička svojstva materijala. Odvajanje fosfora u čeliku vezanom ugljikom je uobičajeno, ali je njegov stupanj različit. Jaka segregacija fosfora (struktura "linije duha") uzrokovat će izuzetno štetne učinke na čelik. Očito je ozbiljno izdvajanje fosfora krivac za pucanje hladnog kolektora. Budući da je sadržaj fosfora u različitim zrnima čelika različit, materijali imaju različitu čvrstoću i tvrdoću. S druge strane, čini da materijal proizvodi unutarnje naprezanje, što će učiniti materijal lakim za pucanje. U materijalima sa strukturom “linija duha”, upravo zbog smanjenja tvrdoće, čvrstoće, istezanja nakon loma i smanjenja površine, posebice smanjenja udarne žilavosti, sadržaj fosfora u materijalima ima veliki odnos sa strukturom i svojstva čelika.
U tkivu "linije duhova" u sredini vidnog polja metalografski je otkrivena velika količina tankog, svijetlosivog sulfida. Nemetalni uključci u konstrukcijskom čeliku uglavnom postoje u obliku oksida i sulfida. Prema GB/T10561-2005 Standardnom klasifikacijskom dijagramu za sadržaj nemetalnih inkluzija u čeliku, sadržaj sulfida u inkluzijama klase B je 2,5 ili više. Nemetalni uključci potencijalni su izvor pukotina. Njegovo postojanje ozbiljno će oštetiti kontinuitet i kompaktnost čelične konstrukcije, čime će se uvelike smanjiti međukristalna čvrstoća.
Nagađa se da je sulfid u unutarnjoj strukturi "linije duhova" čelika dio koji se najlakše puca. Zbog toga je velik broj spojnih elemenata popucao u hladnom obradi i kaljenju toplinskom obradom na mjestu proizvodnje, što je uzrokovano velikom količinom svijetlosivih dugih sulfida. Ova netkana tkanina uništila je kontinuitet svojstava metala i povećala rizik toplinske obrade. "Gost line" se ne može ukloniti normalizacijom i drugim metodama, a elementi nečistoće moraju se strogo kontrolirati prije taljenja ili sirovina koje ulaze u postrojenje. Prema sastavu i deformabilnosti nemetalni uključci se dijele na aluminijeve (tip A), silikatne (tip C) i kuglaste okside (tip D). Njegov će izgled prekinuti kontinuitet metala i postati udubine ili pukotine nakon ljuštenja, što je lako stvoriti pukotine tijekom hladnog presvlačenja i uzrokovati koncentraciju naprezanja tijekom toplinske obrade, uzrokujući tako pukotine pri gašenju. Stoga treba strogo kontrolirati nemetalne uključke. Trenutačni strukturni ugljični konstrukcijski čelici GB/T700-2006 i GB T699-2016 visokokvalitetni ugljični čelici postavljaju zahtjeve za nemetalne inkluzije. Za važne dijelove, općenito je A, B, C vrsta grube serije, fina serija nije veća od 1,5, D, Ds vrsta grubog sustava i razine 2 nisu više od razine 2.

Hebei Chengyi Engineering Materials Co., Ltd. tvrtka je s 21 godinom iskustva u proizvodnji i prodaji zatvarača. Naši pričvršćivači koriste visokokvalitetne sirovine, naprednu tehnologiju proizvodnje i proizvodnje i savršen sustav upravljanja kako bi se osigurala kvaliteta proizvoda. Ukoliko ste zainteresirani za kupnju spojnica, slobodno nas kontaktirajte.

 


Vrijeme objave: 28. listopada 2022