Analys av bildning och sprickbildning av fosforsegregering i kolkonstruktionsstål
För närvarande är de vanliga specifikationerna för valstråd och stänger av kolkonstruktionsstål som tillhandahålls av inhemska stålverk φ5,5-φ45, och det mer mogna intervallet är φ6,5-φ30.Det finns många kvalitetsolyckor orsakade av fosforsegregering i små valstråds- och stångråvaror.Låt oss prata om påverkan av fosforsegregering och analysen av bildandet av sprickor för din referens.
Tillsatsen av fosfor till järn kan på motsvarande sätt stänga austenitfasområdet i järn-kol-fasdiagrammet.Därför måste avståndet mellan solidus och liquidus förstoras.När fosforhaltigt stål kyls från flytande till fast stål behöver det passera ett brett temperaturområde.Diffusionshastigheten för fosfor i stål är långsam.Vid denna tidpunkt fylls smält järn med en hög fosforkoncentration (låg smältpunkt) i mellanrummen mellan de första stelnade dendriterna och bildar därigenom fosforsegregering.
I den kalla rubriken eller kall extruderingsprocessen ses ofta spruckna produkter.Den metallografiska inspektionen och analysen av de spruckna produkterna visar att ferriten och perliten är fördelade i band, och en remsa av vitt järn kan tydligt ses i matrisen.I ferriten finns det intermittenta bandformade ljusgrå sulfidinneslutningar på denna bandformade ferritmatris.Denna bandformade struktur som orsakas av segregeringen av svavelfosfid kallas "spöklinje".Det beror på att den fosforrika zonen i området med kraftig fosforsegregation framstår som vit och ljus.På grund av den höga fosforhalten i det vita och ljusa bältet minskar kolhalten i det fosforberikade vita och ljusa bältet eller så är kolhalten mycket liten.På detta sätt utvecklas de kolumnformade kristallerna i stränggjutningsplattan mot mitten under stränggjutningen av det fosforberikade bandet..När ämnet stelnat fälls först austenitdendriter ut från det smälta stålet.Fosfor och svavel som finns i dessa dendriter reduceras, men det slutgiltiga stelnade smälta stålet är rikt på fosfor och svavelföroreningselement, som stelnar i Mellan dendritaxeln, på grund av det höga innehållet av fosfor och svavel, kommer svavel att bilda sulfid, och fosfor kommer att lösas i matrisen.Det är inte lätt att diffundera och har effekten att släppa ut kol.Kol kan inte smältas in, så runt den fosforfasta lösningen (Sidorna på det vita ferritbandet) har en högre kolhalt.Kolelement på båda sidor av ferritbältet, det vill säga på båda sidor av det fosforberikade området, bildar respektive ett smalt, intermittent perlitbälte parallellt med det vita ferritbältet, och den intilliggande normalvävnaden Separera.När ämnet värms upp och pressas, kommer axlarna att sträcka sig längs rullningsriktningen.Det är just för att ferritbandet innehåller hög fosfor, det vill säga den allvarliga fosforsegregeringen leder till bildandet av en allvarlig bred och ljus ferritbandstruktur, med uppenbart järn. Det finns ljusgrå remsor av sulfid i det breda och ljusa bandet av elementkropp.Detta fosforrika ferritband med långa remsor av sulfid är vad vi vanligtvis kallar "spöklinjen"-organisationen (se figur 1-2).
Figur 1 Spöktråd i kolstål SWRCH35K 200X
Figur 2 Spöktråd i vanligt kolstål Q235 500X
När stål varmvalsas, så länge det finns fosforsegregering i ämnet, är det omöjligt att få en enhetlig mikrostruktur.På grund av kraftig fosforsegregering har dessutom en "spöktråd"-struktur bildats, vilket oundvikligen kommer att minska materialets mekaniska egenskaper..
Segregeringen av fosfor i kolstål är vanlig, men graden är annorlunda.När fosforn är kraftigt segregerad (strukturen "spöklinje" uppträder), kommer det att medföra extremt negativa effekter på stålet.Uppenbarligen är den allvarliga segregeringen av fosfor orsaken till att material spricker under den kalla rubriksprocessen.Eftersom olika korn i stål har olika fosforhalt har materialet olika styrka och hårdhet;å andra sidan är det också Få materialet att producera inre spänningar, det kommer att främja materialet att vara benäget att inre sprickbildning.I materialet med "spöktråd"-struktur är det just minskningen av hårdhet, styrka, förlängning efter brott och minskning av arean, särskilt minskningen av slagtålighet, som kommer att leda till materialets kalla sprödhet, så fosforhalten och stålets strukturella egenskaper Har en mycket nära relation.
Metallografisk detektering I "spöklinjen"-vävnaden i mitten av synfältet finns ett stort antal ljusgrå långsträckta sulfider.De icke-metalliska inneslutningarna i konstruktionsstål finns huvudsakligen i form av oxider och sulfider.Enligt GB/T10561-2005 "Standard Grading Chart Microscopic Inspection Method for the Content of Non-metallic Inclusions in Steel", är typ B-inneslutningarna vulkaniserade vid denna tidpunkt. Materialnivån når 2,5 och högre.Som vi alla vet är icke-metalliska inneslutningar potentiella källor till sprickor.Deras existens kommer att allvarligt skada kontinuiteten och kompaktheten hos stålmikrostrukturen och kraftigt minska stålets intergranulära hållfasthet.Av detta dras slutsatsen att närvaron av sulfider i "spöklinjen" i stålets inre struktur är den mest sannolika platsen för sprickbildning.Därför orsakas kallsmidessprickor och värmebehandlingshärdande sprickor på ett stort antal fästelementproduktionsplatser av ett stort antal ljusgrå slanka sulfider.Utseendet på sådana dåliga vävar förstör kontinuiteten i metallegenskaper och ökar risken för värmebehandling."Spöktråden" kan inte avlägsnas genom normalisering etc., och föroreningselement bör strikt kontrolleras från smältningsprocessen eller innan råvarorna kommer in i fabriken.
Icke-metalliska inneslutningar delas in i aluminiumoxid (typ A), silikat (typ C) och sfärisk oxid (typ D) enligt deras sammansättning och deformerbarhet.Deras existens skär av metallens kontinuitet, och gropar eller sprickor bildas efter skalning.Det är mycket lätt att bilda en källa till sprickor under kallstörning och orsaka spänningskoncentration under värmebehandling, vilket resulterar i släckande sprickor.Därför måste icke-metalliska inneslutningar kontrolleras strikt.De nuvarande stålstandarderna GB/T700-2006 "Carbon Structural Steel" och GB/T699-2016 "High-quality Carbon Structural Steel" ställer inga tydliga krav på icke-metalliska inneslutningar..För viktiga delar är de grova och fina linjerna i A, B och C i allmänhet inte mer än 1,5, och D och Ds grova och fina linjer är inte mer än 2.
Posttid: 21 oktober 2021
