Analyse af dannelse og revnedannelse af fosforseparation i kulstofkonstruktionsstål

Råmaterialer af høj kvalitet er grundlaget for produktion af fastgørelseselementer af høj kvalitet. Imidlertid vil mange fastgørelseselementproducenters produkter have revner. Hvorfor sker dette?

I øjeblikket er de almindelige specifikationer for kulstofkonstruktionsståltråd, der leveres af indenlandske stålværker, φ 5,5-φ 45, og det mere modne område er φ 6,5-φ 30. Der er mange kvalitetsulykker forårsaget af fosforseparation, såsom fosforseparation af små valsetråde og -stange. Indflydelsen af ​​fosforseparation og analysen af ​​revnedannelse introduceres nedenfor som reference. Tilføjelsen af ​​fosfor i jern-kulstof-fasediagrammet vil tilsvarende lukke austenitfaseområdet og uundgåeligt øge afstanden mellem solidus og liquidus. Når fosforholdigt stål afkøles fra flydende til fast, skal det gennemgå et stort temperaturområde.

10B21 Kulstofstål
Fosfors diffusionshastighed i stål er langsom, og det smeltede jern med høj fosforkoncentration (lavt smeltepunkt) er fyldt med de først størknede dendritter, hvilket fører til fosforseparation. For de produkter, der ofte har revner under koldsmedning eller koldekstrudering, viser den metallografiske undersøgelse og analyse, at ferrit og perlit er fordelt i strimler, og der er hvidbåndet ferrit i matrixen. Der er intermitterende lysegrå sulfidinklusionszoner på den båndede ferritmatrix. Sulfids båndede struktur kaldes "spøgelseslinje" på grund af sulfidsegregation.
Årsagen er, at området med alvorlig fosforseparation har en hvid, lys zone i fosforberigelsesområdet. I den kontinuerlige støbeplade koncentreres de søjleformede krystaller, der er rige på fosfor, på grund af det høje fosforindhold i det hvide område, hvilket reducerer fosforindholdet. Når barren størkner, separeres austenitdendritterne først fra det smeltede stål. Fosfor og svovl i disse dendritter reduceres, men det endeligt størknede smeltede stål indeholder fosfor- og svovlelementer. Det størkner mellem dendritakserne, fordi fosfor- og svovlelementerne er høje. På dette tidspunkt dannes sulfid, og fosfor opløses i matricen. Fordi fosfor- og svovlelementerne er høje, dannes sulfid her, og fosfor opløses i matricen. På grund af det høje indhold af fosfor- og svovlelementer er kulstofindholdet i den faste fosforopløsning derfor højt. På begge sider af det kulstofholdige bælte, dvs. på begge sider af fosforberigelsesområdet, dannes et langt og smalt intermitterende perlitbælte parallelt med det hvide ferritbælte, og tilstødende normale væv adskilles. Under opvarmningstrykket vil barren strække sig til bearbejdningsretningen mellem akslerne, fordi ferritbæltet indeholder et højt fosforindhold, dvs. fosforseparation vil føre til dannelsen af ​​en tung, bred, lys ferritbæltestruktur med en bred, lys ferritbæltestruktur. Det kan ses, at der også er lysegrå sulfidstrimler i det brede, lys ferritbælte, som er fordelt med en lang strimmel af sulfidrigt fosforferritbælte, som vi normalt kalder "spøgelseslinje". (Se figur 1-2)

Flangebolt

Flangebolt

I varmvalsningsprocessen er det umuligt at opnå en ensartet mikrostruktur, så længe der er fosforseparation. Endnu vigtigere er det, at fordi fosforseparationen har dannet en "spøgelseslinje"-struktur, vil det uundgåeligt reducere materialets mekaniske egenskaber. Fosforseparation i kulstofbundet stål er almindelig, men graden er forskellig. Alvorlig fosforseparation ("spøgelseslinje"-struktur) vil forårsage ekstremt negative virkninger på stål. Det er klart, at den alvorlige fosforseparation er årsagen til koldsprækkede dannelser. Fordi fosforindholdet i forskellige stålkorn er forskelligt, har materialerne forskellige styrker og hårdheder. På den anden side får det materialet til at producere indre spændinger, hvilket vil gøre materialet let at revne. I materialer med "spøgelseslinje"-struktur er det netop på grund af faldet i hårdhed, styrke, brudforlængelse og reduktion af areal, især faldet i slagfasthed, at fosforindholdet i materialer har en god sammenhæng med stålets struktur og egenskaber.
I "spøgelseslinjen"-vævet midt i synsfeltet blev en stor mængde tynd, lysegrå sulfid detekteret ved metallografi. De ikke-metalliske indeslutninger i konstruktionsstål findes hovedsageligt i form af oxider og sulfider. Ifølge GB/T10561-2005 Standard Classification Diagram for the Content of Non-metallic Inclusions in Steel er sulfidindholdet i klasse B-indeslutninger 2,5 eller derover. Ikke-metalliske indeslutninger er en potentiel revnekilde. Deres tilstedeværelse vil alvorligt skade stålkonstruktionens kontinuitet og kompakthed og dermed reducere den intergranulære styrke betydeligt.
Det spekuleres i, at sulfidet i stålets indre struktur, "spøgelseslinjen", er den del, der lettest revner. Derfor revner et stort antal fastgørelseselementer under koldbehandling og varmebehandling på produktionsstedet, hvilket skyldes et stort antal lysegrå lange sulfider. Dette non-woven stof ødelagde kontinuiteten af ​​metalegenskaberne og øgede risikoen for varmebehandling. "Spøgelseslinjen" kan ikke fjernes ved normalisering og andre metoder, og urenheder skal kontrolleres strengt, før smeltning eller råmaterialer kommer ind i anlægget. I henhold til sammensætning og deformerbarhed er ikke-metalliske indeslutninger opdelt i aluminiumoxid (type A), silikat (type C) og sfærisk oxid (type D). Deres udseende vil afskære metallets kontinuitet og blive til huller eller revner efter afskalning, hvilket gør det let at danne revner under koldbehandling og forårsage spændingskoncentration under varmebehandling, hvilket fører til revner i kølning. Derfor bør ikke-metalliske indeslutninger kontrolleres strengt. De nuværende standarder GB/T700-2006 og GB T699-2016 for strukturelle kulstofkonstruktionsstål af høj kvalitet stiller krav til ikke-metalliske indeslutninger. For vigtige dele er det generelt A-, B- og C-type grove serier, fin serier ikke mere end 1,5, D- og Ds-type grove system og niveau 2 er ikke mere end niveau 2.

Hebei Chengyi Engineering Materials Co., Ltd. er en virksomhed med 21 års erfaring inden for produktion og salg af fastgørelseselementer. Vores fastgørelseselementer bruger råmaterialer af høj kvalitet, avanceret produktions- og fremstillingsteknologi og et perfekt styringssystem for at sikre produktkvaliteten. Hvis du er interesseret i at købe fastgørelseselementer, bedes du kontakte os.


Opslagstidspunkt: 28. oktober 2022