Analyse av dannelse og oppsprekking av fosforsegregering i karbonkonstruksjonsstål
For tiden er de vanlige spesifikasjonene for karbonstrukturelt ståltrådstenger og -stenger levert av innenlandske stålverk φ5,5-φ45, og det mer modne området er φ6,5-φ30.Det er mange kvalitetsulykker forårsaket av fosforsegregering i små valsetråd og stangråmaterialer.La oss snakke om påvirkningen av fosforsegregering og analysen av dannelsen av sprekker for din referanse.
Tilsetning av fosfor til jern kan tilsvarende lukke austenittfaseområdet i jern-karbon fasediagrammet.Derfor må avstanden mellom solidus og liquidus forstørres.Når fosforholdig stål avkjøles fra flytende til fast stoff, må det passere gjennom et bredt temperaturområde.Diffusjonshastigheten av fosfor i stål er langsom.På dette tidspunktet fylles smeltet jern med høy fosforkonsentrasjon (lavt smeltepunkt) i hullene mellom de første størknede dendrittene, og danner derved fosforsegregering.
I den kalde overskriften eller den kalde ekstruderingsprosessen ses ofte sprukne produkter.Den metallografiske inspeksjonen og analysen av de sprukne produktene viser at ferritten og perlitten er fordelt i bånd, og en stripe av hvitt jern kan tydelig sees i matrisen.I ferritten er det intermitterende båndformede lysegrå sulfidinneslutninger på denne båndformede ferrittmatrisen.Denne båndformede strukturen forårsaket av segregering av svovelfosfid kalles "spøkelseslinje".Dette fordi den fosforrike sonen i området med sterk fosforsegregering fremstår hvit og lys.På grunn av det høye fosforinnholdet i det hvite og lyse beltet, reduseres karboninnholdet i det fosforanrikede hvite og lyse beltet eller karboninnholdet er svært lite.På denne måten utvikles de søyleformede krystallene til den kontinuerlige støpeplaten mot midten under kontinuerlig støping av det fosforanrikede båndet..Når emnet er størknet, blir austenittdendritter først utfelt fra det smeltede stålet.Fosfor og svovel som finnes i disse dendrittene reduseres, men det endelige størknede smeltede stålet er rikt på fosfor og svovelforurensningselementer, som størkner i Mellom dendrittaksen, på grunn av det høye innholdet av fosfor og svovel, vil svovel danne sulfid, og fosfor vil bli oppløst i matrisen.Det er ikke lett å diffundere og har effekten av å slippe ut karbon.Karbon kan ikke smeltes inn, så rundt den fosforfaste løsningen (Sidene av det hvite ferrittbåndet) har et høyere karboninnhold.Karbonelement på begge sider av ferrittbeltet, det vil si på begge sider av det fosforanrikede området, danner henholdsvis et smalt, intermitterende perlittbelte parallelt med ferritthvitbeltet, og det tilstøtende normalvevet Separat.Når emnet er oppvarmet og presset, vil akslene strekke seg langs rullende prosessretning.Det er nettopp fordi ferrittbåndet inneholder høyt fosfor, det vil si at den alvorlige fosforsegregeringen fører til dannelsen av en alvorlig bred og lys ferrittbåndstruktur, med tydelig jern. Det er lysegrå striper av sulfid i det brede og lyse båndet av elementkropp.Dette fosforrike ferrittbåndet med lange strimler av sulfid er det vi vanligvis kaller «spøkelseslinjen»-organisasjonen (se figur 1-2).
Figur 1 Spøkelsestråd i karbonstål SWRCH35K 200X
Figur 2 Spøkelsestråd i vanlig karbonstål Q235 500X
Når stål er varmvalset, så lenge det er fosforsegregering i emnet, er det umulig å oppnå en jevn mikrostruktur.På grunn av alvorlig fosforsegregering har det dessuten blitt dannet en "spøkelsestråd"-struktur, som uunngåelig vil redusere materialets mekaniske egenskaper..
Segregeringen av fosfor i karbonstål er vanlig, men graden er forskjellig.Når fosforet er sterkt segregert (strukturen "spøkelseslinje" vises), vil det gi ekstremt negative effekter på stålet.Det er åpenbart at den alvorlige segregeringen av fosfor er årsaken til at materiale sprekker under den kalde overskriftsprosessen.Fordi ulike korn i stål har ulikt fosforinnhold, har materialet ulik styrke og hardhet;på den annen side er det også Få materialet til å produsere indre spenninger, det vil fremme materialet til å være utsatt for indre sprekker.I materialet med "ghost wire" struktur er det nettopp reduksjon av hardhet, styrke, forlengelse etter brudd og reduksjon av areal, spesielt reduksjon av slagfasthet, som vil føre til materialets kalde sprøhet, slik at fosforinnholdet og de strukturelle egenskapene til stål Har et veldig nært forhold.
Metallografisk deteksjon I "ghost line"-vevet i sentrum av synsfeltet er det et stort antall lysegrå langstrakte sulfider.De ikke-metalliske inneslutningene i konstruksjonsstål eksisterer hovedsakelig i form av oksider og sulfider.I henhold til GB/T10561-2005 "Standard Grading Chart Mikroskopisk inspeksjonsmetode for innholdet av ikke-metalliske inneslutninger i stål", er Type B inneslutningene vulkanisert på dette tidspunktet Materialnivået når 2,5 og over.Som vi alle vet, er ikke-metalliske inneslutninger potensielle kilder til sprekker.Deres eksistens vil alvorlig skade kontinuiteten og kompaktheten til stålmikrostrukturen, og i stor grad redusere den intergranulære styrken til stål.Det utledes fra dette at tilstedeværelsen av sulfider i "spøkelseslinjen" til stålets indre struktur er det mest sannsynlige stedet for sprekkdannelse.Derfor er kaldsmiingssprekker og varmebehandlingsslukkingssprekker i et stort antall festeproduksjonssteder forårsaket av et stort antall lysegrå slanke sulfider.Utseendet til slike dårlige vev ødelegger kontinuiteten til metallegenskaper og øker risikoen for varmebehandling."Spøkelsestråden" kan ikke fjernes ved normalisering osv., og urenhetselementer bør kontrolleres strengt fra smelteprosessen eller før råvarene kommer inn i fabrikken.
Ikke-metalliske inneslutninger er delt inn i alumina (type A) silikat (type C) og sfærisk oksid (type D) i henhold til deres sammensetning og deformerbarhet.Deres eksistens avskjærer kontinuiteten til metallet, og groper eller sprekker dannes etter peeling.Det er veldig lett å danne en kilde til sprekker under kald opprøring og forårsake spenningskonsentrasjon under varmebehandling, noe som resulterer i quenching cracking.Derfor må ikke-metalliske inneslutninger kontrolleres strengt.De gjeldende stålstandardene GB/T700-2006 "Carbon Structural Steel" og GB/T699-2016 "High-quality Carbon Structural Steel" stiller ikke klare krav til ikke-metalliske inneslutninger..For viktige deler er de grove og fine linjene til A, B og C vanligvis ikke mer enn 1,5, og D og Ds grove og fine linjer er ikke mer enn 2.
Innleggstid: 21. oktober 2021
