Analyse af dannelse og revnedannelse af fosforsegregation i kulstofstrukturstål
På nuværende tidspunkt er de fælles specifikationer for kulstofstrukturelt ståltrådstænger og -stænger leveret af indenlandske stålværker φ5,5-φ45, og det mere modne område er φ6,5-φ30.Der er mange kvalitetsulykker forårsaget af fosforudskillelse i små valsetråd og stangråmaterialer.Lad os tale om indflydelsen af fosforsegregering og analysen af dannelsen af revner til din reference.
Tilsætning af fosfor til jern kan tilsvarende lukke austenitfaseområdet i jern-kulstof fasediagrammet.Derfor skal afstanden mellem solidus og liquidus forstørres.Når fosforholdigt stål afkøles fra flydende til fast, skal det passere gennem et bredt temperaturområde.Diffusionshastigheden af fosfor i stål er langsom.På dette tidspunkt fyldes smeltet jern med en høj fosforkoncentration (lavt smeltepunkt) i hullerne mellem de første størknede dendritter, hvorved der dannes fosforsegregering.
I den kolde overskrifts- eller koldekstruderingsproces ses ofte revnede produkter.Den metallografiske inspektion og analyse af de revnede produkter viser, at ferrit og perlit er fordelt i bånd, og en stribe hvidt jern kan tydeligt ses i matrixen.I ferriten er der intermitterende båndformede lysegrå sulfidindeslutninger på denne båndformede ferritmatrix.Denne båndformede struktur forårsaget af udskillelsen af svovlphosphid kaldes "spøgelseslinje".Det skyldes, at den fosforrige zone i området med kraftig fosforsegregering fremstår hvid og lys.På grund af det høje fosforindhold i det hvide og lyse bælte reduceres kulstofindholdet i det fosforberigede hvide og lyse bælte, eller kulstofindholdet er meget lille.På denne måde udvikles de søjleformede krystaller af den kontinuerlige støbeplade mod midten under den kontinuerlige støbning af det fosforberigede bånd..Når barren er størknet, udfældes austenit-dendritter først fra det smeltede stål.Fosfor og svovl indeholdt i disse dendritter reduceres, men det endelige størknede smeltede stål er rigt på fosfor og svovlurenhedselementer, som størkner i Mellem dendritaksen vil svovl på grund af det høje indhold af fosfor og svovl danne sulfid, og fosfor vil blive opløst i matrixen.Det er ikke let at sprede og har den effekt, at det udleder kulstof.Kulstof kan ikke smeltes ind, så omkring den fosforfaste opløsning (Siderne af det hvide ferritbånd) har et højere kulstofindhold.Kulstofelement på begge sider af ferritbåndet, det vil sige på begge sider af det fosforberigede område, danner henholdsvis et smalt, intermitterende perlitbånd parallelt med det hvide ferritbælte, og det tilstødende normale væv Separat.Når barren opvarmes og presses, vil akslerne strække sig langs rulleretningen.Det er netop fordi ferritbåndet indeholder højt fosfor, det vil sige, at den alvorlige fosforsegregering fører til dannelsen af en seriøs bred og lys ferritbåndstruktur, med tydeligt jern. Der er lysegrå strimler af sulfid i det brede og lyse bånd af elementets krop.Dette fosforrige ferritbånd med lange strimler af sulfid er, hvad vi almindeligvis kalder "spøgelseslinjen"-organisationen (se figur 1-2).
Figur 1 Spøgelsestråd i kulstofstål SWRCH35K 200X
Figur 2 Spøgelsestråd i almindeligt kulstofstål Q235 500X
Når stål varmvalses, er det umuligt at opnå en ensartet mikrostruktur, så længe der er fosforsegregering i barren.Desuden er der på grund af alvorlig fosforsegregering blevet dannet en "spøgelsestråd"-struktur, som uundgåeligt vil reducere materialets mekaniske egenskaber..
Adskillelsen af fosfor i kulstofstål er almindelig, men graden er anderledes.Når fosforet er alvorligt adskilt (”spøgelseslinjen”-strukturen vises), vil det medføre ekstremt negative virkninger på stålet.Det er klart, at den alvorlige adskillelse af fosfor er skyld i, at materiale revner under den kolde overskriftsproces.Fordi forskellige korn i stål har forskelligt fosforindhold, har materialet forskellig styrke og hårdhed;på den anden side er det også Få materialet til at producere indre spændinger, det vil fremme materialet til at være tilbøjeligt til indre revner.I materialet med "spøgelsestråd"-struktur er det netop reduktionen af hårdhed, styrke, forlængelse efter brud og reduktion af areal, især reduktion af slagfasthed, som vil føre til materialets kolde skørhed, så fosforindholdet og stålets strukturelle egenskaber Har et meget tæt forhold.
Metallografisk detektion I "spøgelseslinjen"-vævet i midten af synsfeltet er der et stort antal lysegrå aflange sulfider.De ikke-metalliske indeslutninger i konstruktionsstål findes hovedsageligt i form af oxider og sulfider.I henhold til GB/T10561-2005 "Standard Grading Chart Microscopic Inspection Method for indholdet af ikke-metalliske indeslutninger i stål", er Type B-indeslutningerne vulkaniseret på dette tidspunkt. Materialeniveauet når 2,5 og derover.Som vi alle ved, er ikke-metalliske indeslutninger potentielle kilder til revner.Deres eksistens vil alvorligt skade kontinuiteten og kompaktheden af stålmikrostrukturen og i høj grad reducere stålets intergranulære styrke.Det udledes heraf, at tilstedeværelsen af sulfider i "spøgelseslinjen" af stålets indre struktur er det mest sandsynlige sted for revner.Derfor er koldsmedningsrevner og varmebehandlingshærdende revner på et stort antal produktionssteder for fastgørelseselementer forårsaget af et stort antal lysegrå slanke sulfider.Udseendet af sådanne dårlige vævninger ødelægger kontinuiteten af metalegenskaber og øger risikoen for varmebehandling."Spøgelsestråden" kan ikke fjernes ved normalisering osv., og urenhedselementer bør kontrolleres strengt fra smelteprocessen eller før råvarerne kommer ind på fabrikken.
Ikke-metalliske indeslutninger er opdelt i aluminiumoxid (type A) silikat (type C) og sfærisk oxid (type D) i henhold til deres sammensætning og deformerbarhed.Deres eksistens afskærer metallets kontinuitet, og gruber eller revner dannes efter afskalning.Det er meget let at danne en kilde til revner under kuldeforstyrrelser og forårsage stresskoncentration under varmebehandling, hvilket resulterer i slukningsrevner.Derfor skal ikke-metalliske indeslutninger kontrolleres strengt.De nuværende GB/T700-2006 "Carbon Structural Steel" og GB/T699-2016 "Carbon Structural Steel"-standarder af høj kvalitet stiller ikke klare krav til ikke-metalliske indeslutninger..For vigtige dele er de grove og fine linjer i A, B og C generelt ikke mere end 1,5, og D og Ds grove og fine linjer er ikke mere end 2.
Indlægstid: 21. oktober 2021
