Fosfori segregatsiooni moodustumise ja pragunemise analüüs süsinikkonstruktsiooniteras
Praegu on kodumaiste terasetehaste pakutavate süsinikkonstruktsiooniterasest valtstraadide ja -varraste üldised spetsifikatsioonid φ5,5–φ45 ja küpsem vahemik on φ6,5–φ30.Väikeste valtstraadi ja varda toormaterjalides on fosfori segregatsioonist tingitud palju kvaliteediõnnetusi.Räägime teile teabe saamiseks fosfori segregatsiooni mõjust ja pragude tekke analüüsist.
Fosfori lisamine rauale võib vastavalt sulgeda austeniidi faasi piirkonna raud-süsinik faasidiagrammis.Seetõttu tuleb kaugust soliduse ja liquiduse vahel suurendada.Kui fosforit sisaldav teras jahutatakse vedelast tahkeks, peab see läbima laia temperatuurivahemiku.Fosfori difusioonikiirus terases on aeglane.Sel ajal täidetakse esimeste tahkunud dendriitide vahedesse kõrge fosforikontsentratsiooniga (madal sulamistemperatuur) sularaud, moodustades seeläbi fosfori segregatsiooni.
Külmsuunamise või külmpressimise protsessis on sageli näha pragunenud tooteid.Pragunenud toodete metallograafiline kontroll ja analüüs näitab, et ferriit ja perliit on jaotunud ribadena ning maatriksis on selgelt näha valge raua riba.Ferriidis on sellel ribakujulisel ferriitmaatriksil katkendlikud ribakujulised helehallid sulfiidi lisandid.Seda väävelfosfiidi eraldumisest põhjustatud ribakujulist struktuuri nimetatakse "kummitusjooneks".Selle põhjuseks on asjaolu, et fosforirikas tsoon tugeva fosforieraldusega piirkonnas tundub valge ja särav.Valge ja heleda vöö kõrge fosforisisalduse tõttu on fosforiga rikastatud valges ja säravas vöös süsinikusisaldus vähenenud või süsinikusisaldus väga väike.Sel viisil arenevad pidevvaluplaadi sammaskristallid fosforiga rikastatud lindi pideva valamise ajal keskpunkti suunas..Kui toorik tahkub, sadestatakse esmalt sulaterasest austeniididendriidid.Nendes dendriitides sisalduv fosfor ja väävel on redutseeritud, kuid lõplikult tahkunud sulateras on rikas fosfori- ja väävlilisandite elementide poolest, mis tahkuvad. maatriksis lahustub fosfor.Seda ei ole lihtne hajutada ja sellel on süsiniku väljaheide.Süsinikku ei saa sisse sulatada, seetõttu on fosfori tahke lahuse ümber (Ferriitvalge riba külgedel) suurem süsinikusisaldus.Süsinikelement ferriitvöö mõlemal küljel, st mõlemal pool fosforiga rikastatud ala, moodustab vastavalt kitsa, katkendliku perliitvöö paralleelselt ferriitvalge vööga ja sellega külgnev normaalne kude Eraldi.Kui toorik on kuumutatud ja pressitud, ulatuvad võllid piki valtsimistöötlussuunda.Just seetõttu, et ferriidiriba sisaldab palju fosforit, st tõsine fosfori segregatsioon põhjustab tõsise laia ja ereda ferriitriba struktuuri moodustumist, millel on ilmselge rauda. elemendi keha.Seda fosforirikast pikkade sulfiidiribadega ferriidiriba kutsume tavaliselt "kummitusliini" organisatsiooniks (vt joonis 1-2).
Joonis 1 Süsinikterasest kummitraat SWRCH35K 200X
Joonis 2 Kummitustraat tavalisest süsinikterasest Q235 500X
Terase kuumvaltsimisel ei ole võimalik ühtlast mikrostruktuuri saavutada seni, kuni tooriku sees on fosfori segregatsioon.Veelgi enam, tugeva fosfori segregatsiooni tõttu on tekkinud "kummitusjuhtme" struktuur, mis paratamatult vähendab materjali mehaanilisi omadusi..
Fosfori eraldamine süsinikterasest on tavaline, kuid aste on erinev.Kui fosfor on tugevalt eraldatud (ilmub "kummitusjoone" struktuur), avaldab see terasele äärmiselt kahjulikke mõjusid.Ilmselgelt on külma suunamise protsessi käigus materjali pragunemise süüdlane fosfori tugev eraldamine.Kuna terase erinevatel teradel on erinev fosforisisaldus, on materjalil erinev tugevus ja kõvadus;teisest küljest on see ka Pane materjal tekitama sisemist pinget, see soodustab materjali sisemist pragunemist."Kummitustraadi" struktuuriga materjalis põhjustab just kõvaduse, tugevuse, purunemisjärgse pikenemise ja pindala vähendamine, eriti löögitugevuse vähenemine, mis põhjustab materjali külma rabeduse, seega fosforisisalduse. ja terase struktuursed omadused Omavad väga tihedat seost.
Metallograafiline tuvastamine Vaatevälja keskel asuvas "kummitusjoone" koes on suur hulk helehalli pikliku kujuga sulfiide.Konstruktsiooniterase mittemetallilised lisandid esinevad peamiselt oksiidide ja sulfiidide kujul.Vastavalt GB/T10561-2005 "Standard Grading Chart Microscopic Inspection Method of the Content of the Content of Non-metallic Inclusion in Steel" on B-tüüpi kandmised sel ajal vulkaniseeritud. Materjali tase ulatub 2,5 ja kõrgemale.Nagu me kõik teame, on mittemetallilised kandmised potentsiaalsed pragude allikad.Nende olemasolu kahjustab tõsiselt terase mikrostruktuuri järjepidevust ja kompaktsust ning vähendab oluliselt terase teradevahelist tugevust.Sellest järeldatakse, et sulfiidide olemasolu terase sisestruktuuri "kummitusjoones" on kõige tõenäolisem pragunemise koht.Seetõttu on paljudes kinnitusdetailide tootmiskohtades külmsepistamise ja kuumtöötlemise kustutamise praod põhjustatud suurest hulgast helehallidest sihvakatest sulfiididest.Selliste halbade kudede ilmnemine hävitab metalli omaduste järjepidevuse ja suurendab kuumtöötlemise ohtu."Kummitusniiti" ei saa eemaldada normaliseerimisega jne ning lisandite elemente tuleks sulatusprotsessist või enne tooraine tehasesse jõudmist rangelt kontrollida.
Mittemetallilised kandmised jagunevad koostise ja deformeeritavuse järgi alumiiniumoksiidi (tüüp A), silikaadiks (tüüp C) ja sfääriliseks oksiidiks (tüüp D).Nende olemasolu katkestab metalli järjepidevuse ja pärast koorimist tekivad lohud või praod.Väga lihtne on tekitada külmakahjustuse ajal pragusid ja tekitada kuumtöötlemisel pingete kontsentratsiooni, mille tulemuseks on pragunemise summutamine.Seetõttu tuleb mittemetallilisi lisandeid rangelt kontrollida.Praegused terase standardid GB/T700-2006 "Carbon Structural Steel" ja GB/T699-2016 "High quality Carbon Structural Steel" ei esita selgeid nõudeid mittemetallilistele kandmistele..Oluliste osade puhul ei ole A, B ja C jämedad ja peened jooned tavaliselt suuremad kui 1,5 ning D ja D jämedad ja peened jooned ei ületa 2.
Postitusaeg: 21. oktoober 2021
