Анализа формирања и пуцања сегрегације фосфора у угљеничним конструкцијским челицима
Тренутно, уобичајене спецификације челичних шипки и шипки од угљеничног конструкцијског челика које пружају домаће челичане су φ5,5-φ45, а зрелији распон је φ6,5-φ30.Много је квалитетних незгода узрокованих сегрегацијом фосфора у сировим материјалима од жичане шипке и шипки малих димензија.Хајде да причамо о утицају сегрегације фосфора и анализи формирања пукотина за вашу референцу.
Додавање фосфора гвожђу може сходно томе да затвори регион аустенитне фазе у фазном дијаграму гвожђе-угљеник.Због тога се растојање између солидуса и ликвидуса мора повећати.Када се челик који садржи фосфор охлади из течног у чврст, мора да прође кроз широк температурни опсег.Брзина дифузије фосфора у челику је спора.У овом тренутку, растопљено гвожђе са високом концентрацијом фосфора (ниска тачка топљења) попуњава се у празнинама између првих очврснутих дендрита, чиме се формира сегрегација фосфора.
У процесу хладног састављања или хладног екструдирања, често се виде напукли производи.Металографски преглед и анализа напуклих производа показује да су ферит и перлит распоређени у тракама, а у матрици се јасно види трака од белог гвожђа.У фериту, на овој феритној матрици у облику траке постоје испрекидане светлосиве сулфидне инклузије у облику траке.Ова структура у облику траке узрокована сегрегацијом сумпор-фосфида назива се "линија духова".То је зато што зона богата фосфором у области са озбиљном сегрегацијом фосфора изгледа бело и светло.Због високог садржаја фосфора у белом и светлом појасу, садржај угљеника у белом и светлом појасу обогаћеном фосфором је смањен или је садржај угљеника веома мали.На овај начин, стубасти кристали плоче за континуирано ливење развијају се према центру током континуираног ливења траке обогаћене фосфором..Када се гредица очврсне, аустенитни дендрити се прво таложе из растопљеног челика.Фосфор и сумпор садржани у овим дендритима су смањени, али је коначни очврснути растопљени челик богат елементима нечистоћа фосфора и сумпора, који се учвршћују. Између осе дендрита, због високог садржаја фосфора и сумпора, сумпор ће формирати сулфид и фосфор ће се растворити у матрици.Није лако распршити и има ефекат пражњења угљеника.Угљеник се не може растопити, тако да око чврстог раствора фосфора (стране феритне беле траке) има већи садржај угљеника.Угљенични елементи са обе стране феритног појаса, односно са обе стране области обогаћене фосфором, формирају уски, испрекидани перлитни појас паралелан са феритним белим појасом, а суседно нормално ткиво се одваја.Када се гредица загреје и притисне, осовине ће се протезати дуж правца обраде ваљања.Управо зато што феритна трака садржи високу количину фосфора, односно озбиљна сегрегација фосфора доводи до формирања озбиљне широке и светле феритне тракасте структуре, са очигледним гвожђем. У широкој и светлој траци се налазе светлосиве траке сулфида. тело елемента.Ова феритна трака богата фосфором са дугим тракама сулфида је оно што обично називамо организацијом „линије духова“ (види слику 1-2).
Слика 1 Гхост жица од угљеничног челика СВРЦХ35К 200Кс
Слика 2 Гхост жица од обичног угљеничног челика К235 500Кс
Када је челик топло ваљан, све док постоји сегрегација фосфора у гредици, немогуће је добити уједначену микроструктуру.Штавише, услед тешке сегрегације фосфора, формирана је структура "духове жице", која ће неизбежно смањити механичка својства материјала..
Сегрегација фосфора у угљеничном челику је уобичајена, али је степен различит.Када се фосфор озбиљно одвоји (појави се структура "линије духова"), то ће донети изузетно штетне ефекте на челик.Очигледно, јака сегрегација фосфора је кривац за пуцање материјала током процеса хладног састављања.Пошто различита зрна у челику имају различит садржај фосфора, материјал има различиту снагу и тврдоћу;с друге стране, то је такође учинити да материјал производи унутрашњи стрес, то ће промовисати материјал да буде склон унутрашњем пуцању.У материјалу са структуром „гхост вире“ управо се ради о смањењу тврдоће, чврстоће, издужењу након лома и смањењу површине, посебно о смањењу ударне жилавости, што ће довести до хладнокрхкости материјала, па ће садржај фосфора и структурна својства челика Имају веома блиску везу.
Металографска детекција У ткиву „линије духова“ у центру видног поља налази се велики број светлосивих издужених сулфида.Неметалне инклузије у конструкционом челику углавном постоје у облику оксида и сулфида.Према ГБ/Т10561-2005 "Стандард Градинг Цхарт Микроскопска метода инспекције за садржај неметалних инклузија у челику", инклузије типа Б су вулканизоване у овом тренутку. Ниво материјала достиже 2,5 и више.Као што сви знамо, неметалне инклузије су потенцијални извори пукотина.Њихово постојање озбиљно ће оштетити континуитет и компактност челичне микроструктуре, и у великој мери смањити међугрануларну чврстоћу челика.Из овога се закључује да је присуство сулфида у „линији духова“ унутрашње структуре челика највероватније место пуцања.Због тога су пукотине хладног ковања и пукотине при гашењу топлотном обрадом у великом броју локација за производњу причвршћивача узроковане великим бројем светлосивих витких сулфида.Појава таквих лоших ткања уништава континуитет својстава метала и повећава ризик од топлотне обраде.„Нит духова“ се не може уклонити нормализацијом итд., а елементе нечистоће треба строго контролисати из процеса топљења или пре него што сировине уђу у фабрику.
Неметалне инклузије се према свом саставу и деформабилности деле на глинице (тип А), силикат (тип Ц) и сферни оксид (тип Д).Њихово постојање прекида континуитет метала, а након љуштења настају јаме или пукотине.Веома је лако формирати извор пукотина током хладног узнемиравања и изазвати концентрацију напрезања током термичке обраде, што резултира гашењем пуцања.Због тога се неметалне инклузије морају строго контролисати.Тренутни стандарди за челик ГБ/Т700-2006 „угљенични конструкцијски челик” и ГБ/Т699-2016 „висококвалитетни угљенични конструкциони челик” не постављају јасне захтеве за неметалне инклузије..За важне делове, грубе и фине линије А, Б и Ц углавном нису веће од 1,5, а Д и Дс грубе и фине линије нису веће од 2.
Време поста: 21.10.2021
