Analyse av dannelse og sprekkdannelse av fosforseparasjon i karbonkonstruksjonsstål

Råvarer av høy kvalitet er grunnlaget for å produsere festemidler av høy kvalitet. Imidlertid vil mange festemiddelprodusenters produkter ha sprekker. Hvorfor skjer dette?

For tiden er de vanlige spesifikasjonene for karbonkonstruksjonsståltrådstenger levert av innenlandske stålverk φ 5,5-φ 45, det mer modne området er φ 6,5-φ 30. Det er mange kvalitetsulykker forårsaket av fosforsegring, for eksempel fosforsegring av liten tråd og stang. Innflytelsen av fosforsegring og analyse av sprekkdannelse presenteres nedenfor som referanse. Tilsetning av fosfor i jern-karbonfasediagrammet vil tilsvarende lukke austenittfaseområdet og uunngåelig øke avstanden mellom solidus og liquidus. Når fosforholdig stål avkjøles fra væske til fast stoff, må det gå gjennom et stort temperaturområde.

10B21 karbonstål
Diffusjonshastigheten til fosfor i stål er lav, og smeltet jern med høy fosforkonsentrasjon (lavt smeltepunkt) er fullt av de første størknede dendrittene, noe som fører til fosforsegregering. For produkter som ofte har sprekker under kaldsmiing eller kaldekstrudering, viser metallografisk undersøkelse og analyse at ferritt og perlitt er fordelt i strimler, og det er hvitbåndet ferritt i matrisen. Det er intermitterende lysegrå sulfidinneslutningssoner på den båndede ferrittmatrisen. Den båndede strukturen til sulfid kalles "spøkelseslinje" på grunn av sulfidsegregering.
Årsaken er at området med alvorlig fosforsegregering har en hvit, lys sone i fosforanrikingsområdet. I kontinuerlig støpeplater, på grunn av det høye fosforinnholdet i det hvite området, konsentreres de søyleformede krystallene som er rike på fosfor, noe som reduserer fosforinnholdet. Når emnet størkner, skilles austenittdendrittene først fra det smeltede stålet. Fosfor og svovel i disse dendrittene reduseres, men det endelig størknede smeltede stålet inneholder fosfor- og svovelelementer. Det størkner mellom dendrittaksene fordi fosfor- og svovelelementene er høye. På dette tidspunktet dannes sulfid, og fosfor løses opp i matrisen. Fordi fosfor- og svovelelementene er høye, dannes sulfid her, og fosfor løses opp i matrisen. Derfor, på grunn av det høye innholdet av fosfor- og svovelelementer, er karboninnholdet i fosforfast løsning høyt. På begge sider av karbonbeltet, det vil si på begge sider av fosforanrikingsområdet, dannes et langt og smalt, intermitterende perlittbelte parallelt med det hvite ferrittbeltet, og tilstøtende normale vev skilles. Under oppvarmingstrykket vil barren strekke seg til prosesseringsretningen mellom akslingene, fordi ferrittbeltet inneholder mye fosfor, det vil si at fosforsegregering vil føre til dannelse av en tung, bred, lys ferrittbeltestruktur med en bred, lys ferrittbeltestruktur. Det kan sees at det også er lysegrå sulfidstrimler i det brede, lys ferrittbeltet, som er fordelt med en lang stripe av sulfidrikt fosforferrittbelte, som vi vanligvis kaller en «spøkelseslinje». (Se figur 1-2)

Flensbolt

Flensbolt

I varmvalsingsprosessen er det umulig å oppnå en ensartet mikrostruktur så lenge det er fosforseparasjon. Enda viktigere er det at fordi fosforseparasjon har dannet en "spøkelseslinje"-struktur, vil det uunngåelig redusere materialets mekaniske egenskaper. Fosforseparasjon i karbonbundet stål er vanlig, men graden er forskjellig. Alvorlig fosforseparasjon ("spøkelseslinje"-struktur) vil forårsake ekstremt negative effekter på stål. Det er åpenbart at alvorlig fosforseparasjon er årsaken til kaldpressing. Fordi fosforinnholdet i forskjellige stålkorn er forskjellig, har materialene ulik styrke og hardhet. På den annen side fører det til at materialet produserer indre spenninger, noe som vil gjøre materialet lett å sprekke. I materialer med "spøkelseslinje"-struktur er det nettopp på grunn av reduksjonen i hardhet, styrke, forlengelse etter brudd og reduksjon av areal, spesielt reduksjonen i slagfasthet, at fosforinnholdet i materialer har et godt forhold til stålets struktur og egenskaper.
I «spøkelseslinjen»-vevet midt i synsfeltet ble en stor mengde tynt, lysegrått sulfid oppdaget ved hjelp av metallografi. De ikke-metalliske inneslutningene i konstruksjonsstål finnes hovedsakelig i form av oksider og sulfider. I henhold til GB/T10561-2005 Standard Classification Diagram for the Content of Non metallic inclusions in Steel, er sulfidinnholdet i klasse B-inneslutninger 2,5 eller høyere. Ikke-metalliske inneslutninger er en potensiell sprekkkilde. Deres tilstedeværelse vil skade stålkonstruksjonens kontinuitet og kompakthet alvorlig, og dermed redusere den intergranulære styrken betraktelig.
Det spekuleres i at sulfidet i den indre strukturen, «spøkelseslinjen», i stål, er den delen som lettest sprekker. Derfor sprekker et stort antall festemidler under kaldpressing og varmebehandling, bråkjøling på produksjonsstedet, forårsaket av et stort antall lysegrå lange sulfider. Dette ikke-vevde stoffet ødela kontinuiteten i metallegenskapene og økte risikoen for varmebehandling. «Spøkelseslinjen» kan ikke fjernes ved normalisering og andre metoder, og urenheter må kontrolleres strengt før smelting eller råmaterialer kommer inn i anlegget. I henhold til sammensetning og deformerbarhet er ikke-metalliske inneslutninger delt inn i alumina (type A), silikat (type C) og sfærisk oksid (type D). Utseendet vil kutte av metallets kontinuitet og bli til groper eller sprekker etter avskalling, noe som gjør det lett å danne sprekker under kaldpressing og forårsake spenningskonsentrasjon under varmebehandling, og dermed forårsake bråkjølingssprekker. Derfor bør ikke-metalliske inneslutninger kontrolleres strengt. De nåværende standardene GB/T700-2006 og GB T699-2016 for høykvalitets karbonstål for strukturelle konstruksjoner stiller krav til ikke-metalliske inneslutninger. For viktige deler er det vanligvis A-, B- og C-type grove serier, fin serier ikke mer enn 1,5, og D- og Ds-type grove system og nivå 2 er ikke mer enn nivå 2.

Hebei Chengyi Engineering Materials Co., Ltd. er et selskap med 21 års erfaring innen produksjon og salg av festemidler. Festemidlene våre bruker råvarer av høy kvalitet, avansert produksjons- og produksjonsteknologi og et perfekt styringssystem for å sikre produktkvalitet. Hvis du er interessert i å kjøpe festemidler, kan du kontakte oss.

 


Publisert: 28. oktober 2022