Fosfora segregācijas veidošanās un plaisāšanas analīze oglekļa konstrukciju tēraudā

Fosfora segregācijas veidošanās un plaisāšanas analīze oglekļa konstrukciju tēraudā

Pašlaik vietējās tērauda rūpnīcu piedāvātās oglekļa strukturālā tērauda stiepļu stieņu un stieņu kopējās specifikācijas ir φ5,5–φ45, un nobriedušākais diapazons ir φ6,5–φ30.Ir daudz kvalitatīvu negadījumu, ko izraisa fosfora segregācija maza izmēra stiepļu stieņu un stieņu izejmateriālos.Parunāsim par fosfora segregācijas ietekmi un plaisu veidošanās analīzi jūsu uzziņai.

Fosfora pievienošana dzelzs var attiecīgi aizvērt austenīta fāzes reģionu dzelzs-oglekļa fāzes diagrammā.Tāpēc attālums starp solidus un likvidus ir jāpalielina.Kad fosforu saturošs tērauds tiek atdzesēts no šķidruma uz cietu, tam ir jāiziet cauri plašam temperatūras diapazonam.Fosfora difūzijas ātrums tēraudā ir lēns.Šajā laikā spraugās starp pirmajiem sacietējušajiem dendritiem tiek aizpildīta izkausēta dzelzs ar augstu fosfora koncentrāciju (zemu kušanas temperatūru), tādējādi veidojot fosfora segregāciju.

Aukstās apstrādes vai aukstās ekstrūzijas procesā bieži tiek novēroti plaisājuši produkti.Krekinga izstrādājumu metalogrāfiskā pārbaude un analīze liecina, ka ferīts un perlīts ir sadalīti joslās, un matricā ir skaidri redzama balta dzelzs sloksne.Ferītā uz šīs joslas formas ferīta matricas ir periodiski joslas formas gaiši pelēki sulfīdu ieslēgumi.Šo joslas formas struktūru, ko izraisa sēra fosfīda segregācija, sauc par "spoku līniju".Tas ir tāpēc, ka ar fosforu bagātā zona apgabalā ar smagu fosfora segregāciju izskatās balta un gaiša.Baltās un spilgtās jostas augstā fosfora satura dēļ oglekļa saturs ar fosforu bagātinātajā baltajā un gaišajā joslā ir samazināts vai oglekļa saturs ir ļoti mazs.Tādā veidā ar fosforu bagātinātās lentes nepārtrauktas liešanas laikā nepārtrauktās liešanas plātnes kolonnu kristāli attīstās virzienā uz centru..Kad sagatave ir sacietējusi, no izkausētā tērauda vispirms tiek nogulsnēti austenīta dendriti.Šajos dendritos esošais fosfors un sērs ir reducēti, bet galīgi sacietējušais kausētais tērauds ir bagāts ar fosfora un sēra piemaisījumu elementiem, kas sacietē. Starp dendrīta asi augstā fosfora un sēra satura dēļ sērs veidos sulfīdus un matricā tiks izšķīdināts fosfors.To nav viegli izkliedēt, un tam ir oglekļa izvadīšanas efekts.Ogleklis nevar iekausēt, tāpēc ap fosfora cieto šķīdumu (ferīta baltās joslas malām) ir lielāks oglekļa saturs.Oglekļa elements abās ferīta jostas pusēs, tas ir, abās ar fosforu bagātinātās zonas pusēs, attiecīgi veido šauru, intermitējošu perlīta jostu paralēli ferīta baltajai jostai, un blakus esošie normālie audi Atdalīti.Kad sagatave tiek uzkarsēta un nospiesta, vārpstas stiepjas gar velmēšanas apstrādes virzienu.Tas ir tieši tāpēc, ka ferīta joslā ir augsts fosfora daudzums, tas ir, nopietna fosfora segregācija noved pie nopietnas plašas un spilgtas ferīta joslas struktūras veidošanās ar acīmredzamu dzelzi Plašajā un spilgtajā joslā ir gaiši pelēkas sulfīda joslas. elementa ķermenis.Šī ar fosforu bagātā ferīta josla ar garām sulfīda sloksnēm ir tā, ko mēs parasti saucam par "spoku līnijas" organizāciju (sk. 1-2. attēlu).

Fosfora segregācijas veidošanās un plaisāšanas analīze oglekļa konstrukciju tēraudā02
1. attēls Spoku stieple no oglekļa tērauda SWRCH35K 200X

Fosfora segregācijas veidošanās un plaisāšanas analīze oglekļa konstrukciju tēraudā01
2. attēls Ghost stieple no vienkārša oglekļa tērauda Q235 500X

Karsti velmējot tēraudu, kamēr sagatavē notiek fosfora segregācija, nav iespējams iegūt vienmērīgu mikrostruktūru.Turklāt spēcīgas fosfora segregācijas dēļ ir izveidojusies "spoku stieples" struktūra, kas neizbēgami samazinās materiāla mehāniskās īpašības..

Fosfora segregācija oglekļa tēraudā ir izplatīta, taču pakāpe ir atšķirīga.Ja fosfors ir stipri nošķirts (parādās "spoku līnijas" struktūra), tas radīs ārkārtīgi nelabvēlīgu ietekmi uz tēraudu.Acīmredzot spēcīgā fosfora segregācija ir vaininieks materiāla plaisāšanai aukstā virziena procesā.Tā kā dažādiem tērauda graudiem ir atšķirīgs fosfora saturs, materiālam ir atšķirīga izturība un cietība;no otras puses, tas arī liek materiālam radīt iekšējo spriegumu, tas veicinās materiāla noslieci uz iekšēju plaisāšanu.Materiālā ar "spoku stieples" struktūru tieši cietības, stiprības, pagarinājuma samazināšanās pēc lūzuma un laukuma samazināšana, īpaši triecienizturības samazināšanās, novedīs pie materiāla aukstā trausluma, tāpēc fosfora saturs. un tērauda strukturālajām īpašībām ir ļoti ciešas attiecības.

Metalogrāfiskā noteikšana "Spoku līnijas" audos redzes lauka centrā ir liels skaits gaiši pelēku iegarenu sulfīdu.Nemetāliskie ieslēgumi strukturālajā tēraudā galvenokārt pastāv oksīdu un sulfīdu veidā.Saskaņā ar GB/T10561-2005 "Standarta klasifikācijas diagrammas mikroskopiskās pārbaudes metode nemetālisku ieslēgumu saturam tēraudā", B tipa ieslēgumi šajā laikā tiek vulkanizēti. Materiāla līmenis sasniedz 2,5 un vairāk.Kā mēs visi zinām, nemetāliski ieslēgumi ir iespējamie plaisu avoti.To pastāvēšana nopietni sabojās tērauda mikrostruktūras nepārtrauktību un kompaktumu, kā arī ievērojami samazinās tērauda starpkristālu izturību.No tā var secināt, ka sulfīdu klātbūtne tērauda iekšējās struktūras "spoku līnijā" ir visticamākā plaisāšanas vieta.Tāpēc aukstās kalšanas plaisas un termiskās apstrādes dzēšanas plaisas daudzās stiprinājumu ražošanas vietās izraisa liels skaits gaiši pelēko slaido sulfīdu.Šādu sliktu pinumu parādīšanās iznīcina metāla īpašību nepārtrauktību un palielina termiskās apstrādes risku."Spoku pavedienu" nevar noņemt, normalizējot utt., un piemaisījumu elementi ir stingri jākontrolē no kausēšanas procesa vai pirms izejvielu nonākšanas rūpnīcā.

Nemetāliskos ieslēgumus pēc sastāva un deformējamības iedala alumīnija oksīda (A tips), silikātā (C tips) un sfēriskā oksīdā (D tips).To esamība pārtrauc metāla nepārtrauktību, un pēc lobīšanās veidojas bedres vai plaisas.Ir ļoti viegli izveidot plaisu avotu aukstuma sajaukšanas laikā un izraisīt spriedzes koncentrāciju termiskās apstrādes laikā, kā rezultātā tiek dzēsta plaisāšana.Tāpēc ir stingri jākontrolē nemetāliskie ieslēgumi.Pašreizējie tērauda GB/T700-2006 "Oglekļa konstrukcijas tērauds" un GB/T699-2016 "Augstas kvalitātes oglekļa konstrukcijas tērauda" standarti nenosaka skaidras prasības attiecībā uz nemetāliskiem ieslēgumiem..Svarīgām daļām A, B un C rupjās un smalkās līnijas parasti nepārsniedz 1,5, un D un Ds rupjās un smalkās līnijas nav lielākas par 2.


Publicēšanas laiks: 21. oktobris 2021