Analyse van vorming en kraken van fosforafscheiding in koolstofconstructiestaal
Momenteel zijn de algemene specificaties van walsdraad en staven van koolstofstaal die door binnenlandse staalfabrieken worden geleverd, φ5,5-φ45, en het meer volwassen bereik is φ6,5-φ30.Er zijn veel kwaliteitsongevallen die worden veroorzaakt door fosforafscheiding in kleine walsdraad- en staafgrondstoffen.Laten we het hebben over de invloed van fosforsegregatie en de analyse van de vorming van scheuren voor uw referentie.
De toevoeging van fosfor aan ijzer kan dienovereenkomstig het austenietfasegebied in het ijzer-koolstoffasediagram sluiten.Daarom moet de afstand tussen de solidus en de liquidus worden vergroot.Wanneer fosforhoudend staal wordt afgekoeld van vloeibaar naar vast, moet het door een breed temperatuurbereik gaan.De diffusiesnelheid van fosfor in staal is traag.Op dit moment wordt gesmolten ijzer met een hoge fosforconcentratie (laag smeltpunt) opgevuld in de openingen tussen de eerste gestolde dendrieten, waardoor fosforsegregatie wordt gevormd.
In het cold-heading- of koude extrusieproces worden vaak gebarsten producten gezien.De metallografische inspectie en analyse van de gebarsten producten laat zien dat het ferriet en perliet in banden zijn verdeeld en dat een strook wit ijzer duidelijk in de matrix te zien is.In het ferriet zijn er intermitterende bandvormige lichtgrijze sulfide-insluitingen op deze bandvormige ferrietmatrix.Deze bandvormige structuur die wordt veroorzaakt door de segregatie van zwavelfosfide wordt "spooklijn" genoemd.Dit komt omdat de fosforrijke zone in het gebied met sterke fosforsegregatie wit en helder lijkt.Door het hoge fosforgehalte van de witte en lichte band wordt het koolstofgehalte in de met fosfor verrijkte witte en lichte band verminderd of is het koolstofgehalte zeer laag.Op deze manier ontwikkelen de kolomvormige kristallen van de continugietplak zich naar het midden toe tijdens het continugieten van de met fosfor verrijkte band..Wanneer de knuppel gestold is, worden eerst austeniet dendrieten neergeslagen uit het gesmolten staal.De fosfor en zwavel in deze dendrieten zijn verminderd, maar het uiteindelijke gestolde gesmolten staal is rijk aan fosfor- en zwavelonzuiverheidselementen, die stollen tussen de dendrietas, vanwege het hoge gehalte aan fosfor en zwavel, zal zwavel sulfide vormen, en fosfor zal worden opgelost in de matrix.Het is niet gemakkelijk te verspreiden en heeft als effect dat koolstof wordt afgevoerd.Koolstof kan niet worden ingesmolten, dus rond de fosfor vaste oplossing (de zijkanten van de ferriet witte band) hebben een hoger koolstofgehalte.Koolstofelement aan beide zijden van de ferrietband, dat wil zeggen aan beide zijden van het fosforverrijkte gebied, vormen respectievelijk een smalle, intermitterende perlietband evenwijdig aan de ferrietwitte band, en het aangrenzende normale weefsel Afzonderen.Wanneer de knuppel wordt verwarmd en geperst, zullen de assen zich uitstrekken langs de walsverwerkingsrichting.Het is juist omdat de ferrietband veel fosfor bevat, dat wil zeggen dat de ernstige fosforsegregatie leidt tot de vorming van een ernstige brede en heldere ferrietbandstructuur, met duidelijk ijzer. Er zijn lichtgrijze stroken sulfide in de brede en heldere band van de element lichaam.Deze fosforrijke ferrietband met lange stroken sulfide is wat we gewoonlijk de 'spooklijn'-organisatie noemen (zie figuur 1-2).
Figuur 1 Spookdraad in koolstofstaal SWRCH35K 200X
Figuur 2 Spookdraad in gewoon koolstofstaal Q235 500X
Bij warmgewalst staal is het onmogelijk om een uniforme microstructuur te verkrijgen zolang er fosforafscheiding in de knuppel is.Bovendien is er door de sterke segregatie van fosfor een "spookdraad"-structuur gevormd, die onvermijdelijk de mechanische eigenschappen van het materiaal zal verminderen..
De segregatie van fosfor in koolstofstaal is gebruikelijk, maar de mate is anders.Wanneer het fosfor ernstig wordt gescheiden (de "spooklijn"-structuur verschijnt), zal dit zeer nadelige effecten op het staal hebben.Het is duidelijk dat de ernstige segregatie van fosfor de boosdoener is van het barsten van materiaal tijdens het koude kopproces.Omdat verschillende korrels in staal een verschillend fosforgehalte hebben, heeft het materiaal verschillende sterkte en hardheid;aan de andere kant zorgt het er ook voor dat het materiaal interne spanning produceert, het zal ervoor zorgen dat het materiaal vatbaar is voor interne scheuren.In het materiaal met "spookdraad" -structuur is het precies de vermindering van hardheid, sterkte, rek na breuk en vermindering van het gebied, met name de vermindering van slagvastheid, die zal leiden tot de koude broosheid van het materiaal, dus het fosforgehalte en de structurele eigenschappen van staal Hebben een zeer nauwe relatie.
Metallografische detectie In het "spooklijn"-weefsel in het midden van het gezichtsveld bevindt zich een groot aantal lichtgrijze langwerpige sulfiden.De niet-metalen insluitsels in constructiestaal bestaan voornamelijk in de vorm van oxiden en sulfiden.Volgens GB/T10561-2005 "Standard Grading Chart Microscopic Inspection Method for the Content of Non-metallic Inclusions in Steel", worden de Type B-insluitsels op dit moment gevulkaniseerd. Het materiaalniveau bereikt 2,5 en hoger.Zoals we allemaal weten, zijn niet-metalen insluitsels potentiële bronnen van scheuren.Hun bestaan zal de continuïteit en compactheid van de stalen microstructuur ernstig schaden en de intergranulaire sterkte van staal aanzienlijk verminderen.Hieruit wordt afgeleid dat de aanwezigheid van sulfiden in de "spooklijn" van de interne structuur van het staal de meest waarschijnlijke locatie voor scheuren is.Daarom worden scheuren in koud smeedwerk en scheuren door warmtebehandeling in een groot aantal productielocaties voor bevestigingsmiddelen veroorzaakt door een groot aantal lichtgrijze slanke sulfiden.Het verschijnen van dergelijke slechte weefsels vernietigt de continuïteit van metaaleigenschappen en verhoogt het risico op warmtebehandeling.De "spookdraad" kan niet worden verwijderd door normalisatie, enz., en onzuiverheden moeten strikt worden gecontroleerd vanaf het smeltproces of voordat de grondstoffen de fabriek binnenkomen.
Niet-metalen insluitsels worden onderverdeeld in aluminiumoxide (type A) silicaat (type C) en bolvormig oxide (type D) volgens hun samenstelling en vervormbaarheid.Hun bestaan snijdt de continuïteit van het metaal af en na het afpellen worden putten of scheuren gevormd.Het is heel gemakkelijk om een bron van scheuren te vormen tijdens koude verstuiking en spanningsconcentratie te veroorzaken tijdens warmtebehandeling, wat resulteert in afschrikkende barsten.Daarom moeten niet-metalen insluitsels strikt worden gecontroleerd.De huidige staalnormen GB/T700-2006 "Carbon Structural Steel" en GB/T699-2016 "High-quality Carbon Structural Steel" stellen geen duidelijke eisen aan niet-metalen insluitsels..Voor belangrijke onderdelen zijn de grove en fijne lijnen van A, B en C over het algemeen niet meer dan 1,5, en de grove en fijne lijnen van D en Ds niet meer dan 2.
Posttijd: 21 oktober 2021
