Fosfori eraldumise ja pragunemise analüüs süsinikkonstruktsiooniteras

Kvaliteetsed toormaterjalid on kvaliteetsete kinnitusdetailide tootmise aluseks. Paljude kinnitusdetailide tootjate toodetel on aga pragusid. Miks see juhtub?

Praegu on kodumaiste terasetehaste pakutavate süsinikkonstruktsiooniterastest valtstraatvarraste üldised spetsifikatsioonid φ 5,5–φ 45, küpsem vahemik on φ 6,5–φ 30. Fosfori eraldumisest on põhjustatud palju kvaliteediõnnetusi, näiteks fosfori segregatsioon. väike valtstraat ja latt. Fosfori segregatsiooni mõju ja pragude moodustumise analüüs on toodud allpool. Fosfori lisamine rauasüsiniku faasidiagrammile sulgeb vastavalt austeniidi faasi piirkonna ja suurendab paratamatult kaugust soliduse ja liquiduse vahel. Kui fosforit sisaldav teras jahutatakse vedelast tahkeks, peab see läbima suure temperatuurivahemiku.

10B21 süsinikteras
Fosfori difusioonikiirus terases on aeglane ja kõrge fosforikontsentratsiooniga (madal sulamistemperatuur) sularaud on täis esimesi tahkunud dendriite, mis viib fosfori segregatsioonini. Toodete puhul, millel on külmsepistamise või külmekstrusiooni käigus sageli pragusid, näitavad metallograafiline uuring ja analüüs, et ferriit ja perliit on jaotunud ribadena ning maatriksis on valge ribaga ferriit. Ribalisel ferriitmaatriksil on vahelduvad helehallid sulfiidi inklusioonitsoonid. Sulfiidi triibulist struktuuri nimetatakse sulfiidide segregatsiooni tõttu "kummitusjooneks".
Põhjus on selles, et tugeva fosforisegregatsiooniga alal on fosforirikastusalal valge hele tsoon. Pideval valuplaadis on valge ala kõrge fosforisisalduse tõttu fosforirikkad sammaskristallid kontsentreeritud, vähendades fosforisisaldust. Kui toorik tahkub, eraldatakse esmalt sulaterasest austeniididendriidid. Nendes dendriitides sisalduv fosfor ja väävel on redutseeritud, kuid lõpuks tahkunud sulateras sisaldab fosforit ja väävlielemente. See tahkub dendriittelgede vahel, kuna fosfori ja väävli elemendid on kõrged. Sel ajal moodustub sulfiid ja maatriksis lahustub fosfor. Kuna fosfori ja väävli elemendid on kõrged, tekib siin sulfiid ja maatriksis lahustub fosfor. Seetõttu on fosfori ja väävli elementide suure sisalduse tõttu tahke fosfori lahuse süsinikusisaldus kõrge. Süsinikvöö mõlemal küljel, st mõlemal pool fosforirikastusala, moodustub ferriitvalge vööga paralleelne pikk ja kitsas katkendlik perliitvöö, mille kõrval eralduvad normaalsed koed. Kuumutusrõhu all ulatub toorik võllide vahelisele töötlemissuunale, kuna ferriitrihm sisaldab palju fosforit, see tähendab, et fosfori eraldumine toob kaasa raske laia heleda ferriitlindi struktuuri moodustumise koos laia heleda ferriitrihma struktuuriga. . Näha on, et laias heledas ferriitvöös on ka helehallid sulfiidribad, mis on jaotatud pika sulfiidirikka fosforiferriitvöö ribaga, mida me tavaliselt kutsume “kummitusjooneks”. (Vt joonist 1-2)

Ääriku polt

Ääriku polt

Kuumvaltsimise protsessis pole ühtset mikrostruktuuri võimalik saavutada seni, kuni toimub fosfori eraldamine. Veelgi olulisem on see, et kuna fosfori eraldamine on moodustanud "kummitusjoone" struktuuri, vähendab see paratamatult materjali mehaanilisi omadusi. Fosfori eraldumine süsinikusisaldusega terases on tavaline, kuid selle aste on erinev. Tugev fosfori segregatsioon ("kummitusjoone" struktuur) avaldab terasele äärmiselt kahjulikku mõju. Ilmselgelt on külmasuunalise pragunemise süüdlane fosfori tugev eraldamine. Kuna fosforisisaldus erinevates teraseterades on erinev, on materjalidel erinev tugevus ja kõvadus. Teisest küljest tekitab see materjali sisemise pinge, mis muudab materjali kergesti pragunevaks. "Ghost line" struktuuriga materjalides on fosforisisaldus materjalides just kõvaduse, tugevuse, purunemisjärgse pikenemise ja pindala vähenemise, eriti löögisitkuse vähenemise tõttu, materjalide fosforisisaldusel suur seos struktuuri ja struktuuriga. terase omadused.
Vaatevälja keskel asuvas "kummitusjoone" koes tuvastati metallograafia abil suur hulk õhukest helehalli sulfiidi. Konstruktsiooniterase mittemetallilised lisandid esinevad peamiselt oksiidide ja sulfiidide kujul. Vastavalt GB/T10561-2005 terase mittemetalliliste lisandite sisalduse standardsele klassifikatsiooniskeemile on B-klassi lisandite sulfiidisisaldus 2,5 või rohkem. Mittemetallilised kandmised on potentsiaalne pragude allikas. Selle olemasolu kahjustab tõsiselt teraskonstruktsiooni järjepidevust ja kompaktsust, vähendades seega oluliselt teradevahelist tugevust.
Spekuleeritakse, et terase sisestruktuuris olev sulfiid on kõige kergemini pragunev osa. Seetõttu mõranes tootmiskohas külm peatamise ja kuumtöötlemise karastamisel suur hulk kinnitusvahendeid, mille põhjustas suur hulk helehallisid pikki sulfiide. See lausriie hävitas metalli omaduste järjepidevuse ja suurendas kuumtöötlemise ohtu. "Kummitusjoont" ei saa normaliseerimise ja muude meetoditega eemaldada ning lisandite elemente tuleb enne sulatamist või tooraine sisenemist tehasesse rangelt kontrollida. Koostise ja deformeeritavuse järgi jagunevad mittemetallilised kandmised alumiiniumoksiidiks (tüüp A), silikaadiks (tüüp C) ja sfääriliseks oksiidiks (tüüp D). Selle välimus katkestab metalli järjepidevuse ja muutub pärast koorimist aukudeks või pragudeks, millest on kerge tekkida külma peatamise ajal pragusid ja tekitada kuumtöötlemisel pingete kontsentreerumist, põhjustades seeläbi kustuvaid pragusid. Seetõttu tuleks mittemetallilisi lisandeid rangelt kontrollida. Praegused konstruktsiooniterased GB/T700-2006 ja GB T699-2016 kõrgekvaliteedilised süsinikterased esitavad nõuded mittemetallilistele lisadele. Oluliste osade puhul on see üldiselt A, B, C tüüpi jämedaseeria, peened seeriad ei ületa 1,5, D, Ds tüüpi jämesüsteem ja tase 2 ei ületa 2. taset.

Hebei Chengyi Engineering Materials Co., Ltd. on 21-aastase kinnitusdetailide tootmise ja müügi kogemusega ettevõte. Meie kinnitusdetailid kasutavad kvaliteetseid tooraineid, täiustatud tootmis- ja tootmistehnoloogiat ning täiuslikku juhtimissüsteemi, et tagada toote kvaliteet. Kui olete huvitatud kinnitusdetailide ostmisest, võtke meiega ühendust.

 


Postitusaeg: 28.10.2022