تجزیه و تحلیل تشکیل و ترک تفکیک فسفر در فولاد سازه کربنی
در حال حاضر، مشخصات رایج میله‌ها و میله‌های فولادی ساختاری کربنی ارائه شده توسط کارخانه‌های فولاد داخلی φ5.5-φ45 و محدوده بالغ‌تر φ6.5-φ30 است.تصادفات کیفی زیادی در اثر تفکیک فسفر در مواد اولیه میله سیم و میله سیمی با اندازه کوچک ایجاد می شود.بیایید در مورد تأثیر تفکیک فسفر و تجزیه و تحلیل تشکیل ترک ها برای مرجع شما صحبت کنیم.
افزودن فسفر به آهن می تواند منطقه فاز آستنیت را در نمودار فاز آهن-کربن ببندد.بنابراین، فاصله بین جامد و مایع باید بزرگتر شود.هنگامی که فولاد حاوی فسفر از مایع به جامد سرد می شود، باید از محدوده دمایی وسیعی عبور کند.سرعت انتشار فسفر در فولاد کند است.در این زمان، آهن مذاب با غلظت فسفر بالا (نقطه ذوب پایین) در شکاف بین اولین دندریت های جامد شده پر می شود و در نتیجه جداسازی فسفر ایجاد می شود.
در فرآیند هدینگ سرد یا اکستروژن سرد، محصولات ترک خورده اغلب دیده می شوند.بررسی متالوگرافی و آنالیز محصولات ترک خورده نشان می دهد که فریت و پرلیت به صورت نواری توزیع شده اند و نواری از آهن سفید به وضوح در ماتریس دیده می شود.در فریت، آخال های سولفید خاکستری روشن نواری شکل متناوب روی این ماتریس فریت نواری شکل وجود دارد.این ساختار نواری شکل که در اثر تفکیک فسفید گوگرد ایجاد می شود «خط ارواح» نامیده می شود.این به این دلیل است که منطقه غنی از فسفر در منطقه با تفکیک شدید فسفر سفید و روشن به نظر می رسد.به دلیل محتوای بالای فسفر کمربند سفید و روشن، محتوای کربن در کمربند سفید و روشن غنی شده با فسفر کاهش می یابد یا محتوای کربن بسیار کم است.به این ترتیب، بلورهای ستونی دال ریخته‌گری پیوسته در طول ریخته‌گری مداوم کمربند غنی‌شده با فسفر به سمت مرکز توسعه می‌یابند..هنگامی که بیلت جامد می شود، ابتدا دندریت های آستنیتی از فولاد مذاب رسوب می کنند.فسفر و گوگرد موجود در این دندریت ها کاهش می یابد، اما فولاد مذاب جامد نهایی غنی از فسفر و عناصر ناخالص گوگرد است که در بین محور دندریت جامد می شود، به دلیل محتوای بالای فسفر و گوگرد، گوگرد تشکیل سولفید می دهد. فسفر در ماتریکس حل خواهد شد.انتشار آن آسان نیست و اثر تخلیه کربن را دارد.کربن را نمی توان در آن ذوب کرد، بنابراین در اطراف محلول جامد فسفر (دو طرف نوار سفید فریت) محتوای کربن بالاتری دارد.عنصر کربن در دو طرف کمربند فریت، یعنی در دو طرف ناحیه غنی شده با فسفر، به ترتیب یک کمربند پرلیت باریک و متناوب را به موازات کمربند سفید فریت تشکیل می دهد و بافت نرمال مجاور را جدا می کند.هنگامی که بیلت گرم و فشرده می شود، شفت ها در امتداد جهت پردازش نورد گسترش می یابند.دقیقاً به این دلیل است که نوار فریت حاوی فسفر بالایی است، یعنی تفکیک جدی فسفر منجر به تشکیل یک ساختار نوار فریتی گسترده و روشن می شود، با آهن آشکار نوارهای خاکستری روشن سولفید در نوار پهن و روشن آن وجود دارد. بدن عنصراین نوار فریت غنی از فسفر با نوارهای بلند سولفید چیزی است که ما معمولاً سازمان "خط ارواح" می نامیم (شکل 1-2 را ببینید).
شکل 1 سیم شبح در فولاد کربنی SWRCH35K 200X
شکل 2 سیم شبح در فولاد کربن ساده Q235 500X
هنگامی که فولاد نورد گرم می شود، تا زمانی که جداسازی فسفر در بیلت وجود دارد، به دست آوردن یک ریزساختار یکنواخت غیرممکن است.علاوه بر این، به دلیل تفکیک شدید فسفر، یک ساختار "سیم شبح" تشکیل شده است که به ناچار خواص مکانیکی مواد را کاهش می دهد..
جداسازی فسفر در فولاد کربنی رایج است، اما درجه آن متفاوت است.هنگامی که فسفر به شدت جدا می شود (ساختار "خط شبح" ظاهر می شود)، اثرات بسیار نامطلوبی برای فولاد به همراه خواهد داشت.بدیهی است که جداسازی شدید فسفر عامل ترک خوردگی مواد در طی فرآیند سرد شدن است.از آنجا که دانه های مختلف در فولاد دارای محتوای فسفر متفاوتی هستند، مواد دارای استحکام و سختی متفاوتی هستند.از سوی دیگر، این ماده باعث ایجاد استرس داخلی نیز می شود، این باعث می شود که مواد مستعد ترک خوردگی داخلی شوند.در مواد با ساختار "سیم شبح" دقیقاً کاهش سختی، استحکام، ازدیاد طول پس از شکست و کاهش سطح، به ویژه کاهش چقرمگی ضربه است که منجر به شکنندگی سرد مواد می شود، بنابراین محتوای فسفر و خواص ساختاری فولاد رابطه بسیار نزدیکی دارند.
تشخیص متالوگرافی در بافت "خط ارواح" در مرکز میدان دید، تعداد زیادی سولفید کشیده خاکستری روشن وجود دارد.اجزاء غیرفلزی در فولاد سازه ای عمدتاً به صورت اکسیدها و سولفیدها وجود دارند.با توجه به GB/T10561-2005 "روش بازرسی میکروسکوپی نمودار درجه بندی استاندارد برای محتوای اجزای غیر فلزی در فولاد"، اجزای نوع B در این زمان ولکانیزه می شوند. سطح مواد به 2.5 و بالاتر می رسد.همانطور که همه ما می دانیم، آخال های غیر فلزی منابع بالقوه ترک هستند.وجود آنها به تداوم و فشردگی ریزساختار فولادی آسیب جدی وارد می کند و مقاومت بین دانه ای فولاد را بسیار کاهش می دهد.از اینجا استنباط می شود که وجود سولفیدها در "خط ارواح" ساختار داخلی فولاد محتمل ترین محل برای ترک است.بنابراین، ترک‌های آهنگری سرد و ترک‌های خاموش‌کننده عملیات حرارتی در تعداد زیادی از سایت‌های تولید بست، ناشی از تعداد زیادی سولفیدهای باریک خاکستری روشن است.ظهور چنین بافت های بدی تداوم خواص فلز را از بین می برد و خطر عملیات حرارتی را افزایش می دهد."نخ روح" را نمی توان با نرمال کردن و غیره حذف کرد و عناصر ناخالصی باید از فرآیند ذوب یا قبل از ورود مواد اولیه به کارخانه به شدت کنترل شوند.
اجزای غیر فلزی بر اساس ترکیب و تغییر شکل پذیری به آلومینا (نوع A) سیلیکات (نوع C) و اکسید کروی (نوع D) تقسیم می شوند.وجود آنها تداوم فلز را قطع می کند و پس از لایه برداری گودال ها یا ترک هایی ایجاد می شود.ایجاد یک منبع ترک در هنگام برهم زدن سرما و ایجاد تمرکز استرس در طی عملیات حرارتی و در نتیجه فرونشاندن ترک بسیار آسان است.بنابراین، آخال های غیر فلزی باید به شدت کنترل شوند.استانداردهای فعلی فولاد GB/T700-2006 "فولاد ساختاری کربنی" و GB/T699-2016 "فولاد ساختاری کربنی با کیفیت بالا" الزامات روشنی را برای اجزای غیرفلزی ایجاد نمی کنند..برای قطعات مهم، خطوط درشت و ریز A، B و C معمولاً بیشتر از 1.5 و خطوط درشت و ریز D و Ds از 2 بیشتر نیستند.
زمان ارسال: اکتبر-21-2021
