Analiza formiranja i pucanja segregacije fosfora u ugljičnim konstrukcijskim čelicima

Visokokvalitetne sirovine su osnova za proizvodnju visokokvalitetnih zatvarača. Međutim, mnogi proizvodi proizvođača zatvarača će imati pukotine. Zašto se to dešava?

Trenutno, uobičajene specifikacije čeličnih šipki od ugljičnog konstrukcijskog čelika koje pružaju domaće čeličane su φ 5,5- φ 45, zreliji raspon je φ 6,5- φ 30。 Postoje mnoge nesreće u kvaliteti uzrokovane segregacijom fosfora, kao što je segregacija fosfora mala žičana šipka i šipka. Utjecaj segregacije fosfora i analiza formiranja pukotina predstavljeni su u nastavku za referencu. Dodatak fosfora u dijagramu faze gvožđa ugljenik će na odgovarajući način zatvoriti oblast austenitne faze i neizbežno povećati rastojanje između solidusa i likvidusa. Kada se čelik koji sadrži fosfor ohladi iz tekućeg u kruto, mora proći kroz veliki temperaturni raspon.

10B21 Ugljični čelik
Brzina difuzije fosfora u čeliku je spora, a rastaljeno željezo s visokom koncentracijom fosfora (niska tačka topljenja) puno je prvih očvrsnutih dendrita, što dovodi do segregacije fosfora. Za proizvode koji prilikom hladnog kovanja ili hladnog istiskivanja često imaju pukotine, metalografski pregled i analiza pokazuju da su ferit i perlit raspoređeni u trakama, a u matrici se nalazi belo trakasti ferit. Na trakastoj feritnoj matrici postoje isprekidane svetlosive sulfidne inkluzivne zone. Trakasta struktura sulfida naziva se "linija duhova" zbog segregacije sulfida.
Razlog je to što područje sa ozbiljnom segregacijom fosfora predstavlja bijelu svijetlu zonu u području obogaćivanja fosforom. U pločama za kontinuirano lijevanje, zbog visokog sadržaja fosfora u bijeloj zoni, stupasti kristali bogati fosforom se koncentrišu, smanjujući sadržaj fosfora. Kada se gredica stvrdne, austenitni dendriti se prvo odvajaju od rastaljenog čelika. Fosfor i sumpor u ovim dendritima su smanjeni, ali konačno očvrsnuti rastopljeni čelik sadrži fosfor i sumporne elemente. Stvrdnjava se između osi dendrita jer su elementi fosfora i sumpora visoki. U tom trenutku nastaje sulfid, a fosfor se rastvara u matriksu. Budući da su elementi fosfora i sumpora visoki, ovdje nastaje sulfid, a fosfor se rastvara u matriksu. Dakle, zbog visokog sadržaja fosfora i sumpornih elemenata, sadržaj ugljika u čvrstoj otopini fosfora je visok. Na obje strane karbonatnog pojasa, odnosno s obje strane područja obogaćivanja fosforom, formira se dugačak i uski isprekidani perlitni pojas paralelan s feritnim bijelim pojasom, a susjedna normalna tkiva su odvojena. Pod pritiskom grijanja, gredica će se protezati do smjera obrade između osovina, jer feritni pojas sadrži visok fosfor, odnosno segregacija fosfora će dovesti do formiranja teške široke svijetle feritne strukture pojasa sa širokom svijetlom feritnom pojasnom strukturom . Vidi se da se u širokom svijetlom feritnom pojasu nalaze i svijetlosive sulfidne trake, koje je raspoređeno dugačkom trakom feritnog pojasa bogatog sulfidom fosforom, koji obično nazivamo „linija duhova“. (Pogledajte sliku 1-2)

Flange Bolt

Flange Bolt

U procesu vrućeg valjanja, sve dok postoji segregacija fosfora, nemoguće je dobiti ujednačenu mikrostrukturu. Što je još važnije, budući da je segregacija fosfora formirala strukturu „linije duhova“, neizbježno će smanjiti mehanička svojstva materijala. Segregacija fosfora u čeliku vezanom za ugljik je uobičajena, ali je njen stepen različit. Ozbiljna segregacija fosfora (struktura „linije duhova“) će izazvati izuzetno štetne efekte na čelik. Očigledno, jaka segregacija fosfora je krivac pucanja u hladnom smjeru. Budući da je sadržaj fosfora u različitim zrnima čelika različit, materijali imaju različite čvrstoće i tvrdoće. S druge strane, materijal stvara unutrašnje naprezanje, što će učiniti materijal lakim za pucanje. U materijalima sa „ghost line“ strukturom, upravo zbog smanjenja tvrdoće, čvrstoće, izduženja nakon loma i smanjenja površine, posebno smanjenja udarne žilavosti, sadržaj fosfora u materijalima ima veliku vezu sa strukturom i svojstva čelika.
U tkivu "linije duhova" u sredini vidnog polja metalografijom je otkrivena velika količina tankog, svijetlo sivog sulfida. Nemetalne inkluzije u konstrukcijskom čeliku uglavnom postoje u obliku oksida i sulfida. Prema standardnom klasifikacionom dijagramu GB/T10561-2005 za sadržaj nemetalnih inkluzija u čeliku, sadržaj sulfida u inkluzijama klase B je 2,5 ili više. Nemetalne inkluzije su potencijalni izvor pukotina. Njegovo postojanje će ozbiljno narušiti kontinuitet i kompaktnost čelične konstrukcije, čime će značajno smanjiti međugranularnu čvrstoću.
Nagađa se da je sulfid u unutrašnjoj strukturi „duh linija“ čelika dio koji se najlakše puca. Zbog toga je došlo do pucanja velikog broja spojnih elemenata u hladnom kaljenju i termičkoj obradi na proizvodnom mjestu, što je uzrokovano velikim brojem svijetlosivih dugih sulfida. Ova netkana tkanina uništila je kontinuitet svojstava metala i povećala rizik od termičke obrade. „Linija duhova“ se ne može ukloniti normalizujućim i drugim metodama, a elementi nečistoće moraju se strogo kontrolisati prije topljenja ili ulaska sirovina u postrojenje. Prema sastavu i deformabilnosti, nemetalne inkluzije se dijele na aluminijev oksid (tip A), silikat (tip C) i sferni oksid (tip D). Njegov izgled će prekinuti kontinuitet metala i nakon ljuštenja postati rupice ili pukotine, koje lako stvaraju pukotine tokom hladnog opadanja i izazivaju koncentraciju naprezanja tokom termičke obrade, uzrokujući tako pukotine pri gašenju. Stoga, nemetalne inkluzije treba strogo kontrolisati. Trenutni visokokvalitetni ugljični čelici GB/T700-2006 i GB T699-2016 postavljaju zahtjeve za nemetalne inkluzije. Za važne dijelove, to su uglavnom grube serije tipa A, B, C, fine serije nisu veće od 1,5, D, tip Ds grubi sistem i nivo 2 nisu veći od nivoa 2.

Hebei Chengyi Engineering Materials Co., Ltd. je kompanija sa 21 godinom iskustva u proizvodnji i prodaji zatvarača. Naši pričvršćivači koriste visokokvalitetne sirovine, naprednu tehnologiju proizvodnje i proizvodnje i savršen sistem upravljanja kako bi se osigurao kvalitet proizvoda. Ukoliko ste zainteresovani za kupovinu pričvršćivača, kontaktirajte nas.

 


Vrijeme objave: 28.10.2022