Analiză privind formarea și fisurarea segregării fosforului în oțelul de structură cu carbon

Materiile prime de înaltă calitate sunt baza pentru producerea elementelor de fixare de înaltă calitate. Cu toate acestea, multe produse ale producătorilor de elemente de fixare vor avea crăpături. De ce se întâmplă asta?

În prezent, specificațiile comune ale tijelor de sârmă din oțel structural cu carbon furnizate de fabricile de oțel intern sunt φ 5,5- φ 45, intervalul mai matur este φ 6,5- φ 30。 Există multe accidente de calitate cauzate de segregarea fosforului, cum ar fi segregarea fosforului sârmă mică și bară. Influența segregării fosforului și analiza formării fisurilor sunt introduse mai jos pentru referință. Adăugarea de fosfor în diagrama de fază de fier carbon va închide în mod corespunzător regiunea de fază austenită și va crește inevitabil distanța dintre solidus și liquidus. Când oțelul care conține fosfor este răcit de la lichid la solid, acesta trebuie să treacă printr-un interval mare de temperatură.

10B21 Oțel carbon
Viteza de difuzie a fosforului în oțel este lentă, iar fierul topit cu concentrație mare de fosfor (punct de topire scăzut) este plin de primele dendrite solidificate, ceea ce duce la segregarea fosforului. Pentru produsele care prezintă adesea crăpături în timpul forjarii la rece sau extrudării la rece, examinarea și analiza metalografică arată că ferita și perlita sunt distribuite în benzi, iar în matrice există ferită cu benzi albe. Există zone intermitente de incluziune de sulfură gri deschis pe matricea de ferită cu bandă. Structura cu benzi a sulfurei este numită „linie fantomă” din cauza segregării sulfurilor.
Motivul este că zona cu segregare serioasă a fosforului prezintă zonă albă luminoasă în zona de îmbogățire a fosforului. În placa de turnare continuă, datorită conținutului ridicat de fosfor din zona albă, cristalele columnare bogate în fosfor se concentrează, reducând conținutul de fosfor. Când țagla se solidifică, dendritele austenite sunt mai întâi separate de oțelul topit. Fosforul și sulful din aceste dendrite sunt reduse, dar oțelul topit în cele din urmă solidificat conține elemente de fosfor și sulf. Se solidifică între axele dendrite deoarece elementele de fosfor și sulf sunt ridicate. În acest moment, se formează sulfură, iar fosforul este dizolvat în matrice. Deoarece elementele de fosfor și sulf sunt mari, aici se formează sulfură, iar fosforul este dizolvat în matrice. Prin urmare, datorită conținutului ridicat de fosfor și elemente de sulf, conținutul de carbon din soluția solidă de fosfor este ridicat. Pe ambele părți ale centurii carbonice, adică pe ambele părți ale zonei de îmbogățire cu fosfor, se formează o centură de perlită intermitentă lungă și îngustă paralelă cu centura albă de ferită și țesuturile normale adiacente sunt separate. Sub presiunea de încălzire, țagla se va extinde pe direcția de prelucrare dintre arbori, deoarece centura de ferită conține fosfor ridicat, adică segregarea fosforului va duce la formarea unei structuri de centură de ferită luminoasă și mare, cu o structură largă de centură de ferită. . Se poate observa că există și benzi de sulfură gri deschis în centura largă de ferită strălucitoare, care este distribuită cu o bandă lungă de centură de ferită fosforoasă bogată în sulfuri, pe care o numim de obicei „linie fantomă”. (Vezi Figura 1-2)

Șurub de flanșă

Șurub de flanșă

În procesul de laminare la cald, atâta timp cât există segregare a fosforului, este imposibil să se obțină o microstructură uniformă. Mai important, deoarece segregarea fosforului a format o structură de „linie fantomă”, aceasta va reduce inevitabil proprietățile mecanice ale materialului. Segregarea fosforului în oțelul carbon legat este comună, dar gradul său este diferit. Segregarea severă a fosforului (structură „linie fantomă”) va provoca efecte extrem de adverse asupra oțelului. Evident, segregarea severă a fosforului este vinovată de crăparea la rece. Deoarece conținutul de fosfor în diferite granule de oțel este diferit, materialele au rezistențe și durități diferite. Pe de altă parte, face ca materialul să producă stres intern, ceea ce va face ca materialul să fie ușor de spart. În materialele cu structură „linie fantomă”, tocmai din cauza scăderii durității, rezistenței, alungirii după rupere și reducerii suprafeței, în special scăderea tenacității la impact, conținutul de fosfor din materiale are o relație mare cu structura și proprietățile oțelului.
În țesutul „linia fantomă” din mijlocul câmpului vizual, a fost detectată prin metalografie o cantitate mare de sulfură subțire, gri deschis. Incluziunile nemetalice din oțelul structural există în principal sub formă de oxizi și sulfuri. Conform diagramei standard de clasificare GB/T10561-2005 pentru conținutul de incluziuni nemetalice din oțel, conținutul de sulfuri al incluziunilor din clasa B este de 2,5 sau mai mult. Incluziunile nemetalice sunt o posibilă sursă de fisuri. Existența sa va deteriora grav continuitatea și compactitatea structurii de oțel, reducând astfel foarte mult rezistența intergranulară.
Se speculează că sulfura din structura internă „linia fantomă” a oțelului este cea mai ușor crăpată. Prin urmare, un număr mare de elemente de fixare s-au fisurat la rece și la stingerea tratamentului termic la locul de producție, care au fost cauzate de un număr mare de sulfuri lungi de culoare gri deschis. Acest material nețesut a distrus continuitatea proprietăților metalului și a crescut riscul tratamentului termic. „Linia fantomă” nu poate fi îndepărtată prin normalizare și alte metode, iar elementele de impurități trebuie controlate strict înainte de topire sau de intrarea materiilor prime în fabrică. În funcție de compoziție și deformabilitate, incluziunile nemetalice sunt împărțite în alumină (tip A), silicat (tip C) și oxid sferic (tip D). Aspectul său va întrerupe continuitatea metalului și va deveni gropi sau crăpături după decojire, ceea ce este ușor de a forma fisuri în timpul înclinării la rece și de a provoca concentrarea tensiunilor în timpul tratamentului termic, provocând astfel stingerea fisurilor. Prin urmare, incluziunile nemetalice ar trebui să fie strict controlate. Actualele oțeluri structurale cu carbon GB/T700-2006 și GB T699-2016 Oțelurile carbon de înaltă calitate propun cerințe pentru incluziuni nemetalice. Pentru piesele importante, este în general seria grosieră de tip A, B, C, seria fină nu este mai mare de 1,5, sistemul grosier de tip D, Ds și nivelul 2 nu depășește nivelul 2.

Hebei Chengyi Engineering Materials Co., Ltd. este o companie cu 21 de ani de experiență în producția și vânzarea de elemente de fixare. Elementele noastre de fixare folosesc materii prime de înaltă calitate, tehnologie avansată de producție și fabricație și un sistem de management perfect pentru a asigura calitatea produsului. Dacă sunteți interesat să achiziționați elemente de fixare, vă rugăm să ne contactați.


Ora postării: Oct-28-2022