Analys av bildning och sprickbildning av fosforseparering i kolkonstruktionsstål

Högkvalitativa råvaror är grunden för att producera fästelement av hög kvalitet. Många fästelements tillverkares produkter kommer dock att ha sprickor. Varför händer detta?

För närvarande är de vanliga specifikationerna för valstrådar av kolkonstruktionsstål som tillhandahålls av inhemska stålverk φ 5,5- φ 45, det mer mogna intervallet är φ 6,5- φ 30。 Det finns många kvalitetsolyckor orsakade av fosforsegregering, såsom fosforsegregering av liten valstråd och stång. Inverkan av fosforsegregering och analys av sprickbildning introduceras nedan som referens. Tillsatsen av fosfor i järnkolfasdiagrammet kommer på motsvarande sätt att stänga austenitfasområdet och oundvikligen öka avståndet mellan solidus och liquidus. När fosforhaltigt stål kyls från flytande till fast stål behöver det gå igenom ett stort temperaturområde.

10B21 Kolstål
Diffusionshastigheten för fosfor i stål är långsam, och det smälta järnet med hög fosforkoncentration (låg smältpunkt) är fullt av de första stelnade dendriterna, vilket leder till fosforsegregering. För de produkter som ofta har sprickor vid kallsmidning eller kallextrudering visar den metallografiska undersökningen och analysen att ferriten och perliten är fördelade i remsor, och det finns vitbandig ferrit i matrisen. Det finns intermittenta ljusgrå sulfidinneslutningszoner på den bandförsedda ferritmatrisen. Den bandade strukturen av sulfid kallas "spöklinje" på grund av sulfidsegregering.
Anledningen är att området med allvarlig fosforsegregation uppvisar vit ljus zon i fosforanrikningsområdet. På grund av den höga fosforhalten i det vita området koncentreras de pelarformiga kristallerna rika på fosfor i stränggjutningsplattan, vilket minskar fosforhalten. När ämnet stelnar separeras först austenitdendriterna från det smälta stålet. Fosfor och svavel i dessa dendriter reduceras, men det slutligen stelnade smälta stålet innehåller fosfor och svavelelement. Det stelnar mellan dendritaxlarna eftersom fosfor- och svavelelementen är höga. Vid denna tidpunkt bildas sulfid och fosfor löses i matrisen. Eftersom fosfor- och svavelelementen är höga bildas sulfid här, och fosfor löses i matrisen. Därför, på grund av det höga innehållet av fosfor och svavelelement, är kolhalten i fast fosforlösning hög. På båda sidor av det kolhaltiga bältet, det vill säga på båda sidor av fosforanrikningsområdet, bildas ett långt och smalt intermittent perlitbälte parallellt med det vita ferritbältet, och närliggande normala vävnader separeras. Under uppvärmningstrycket kommer ämnet att sträcka sig till bearbetningsriktningen mellan axlarna, eftersom ferritbältet innehåller högt fosfor, det vill säga fosforsegregering kommer att leda till bildandet av en tung bred, ljus ferritbältesstruktur med en bred ljus ferritbältesstruktur . Man kan se att det även finns ljusgrå sulfidremsor i det breda ljusa ferritbältet, som är fördelat med en lång remsa av sulfidrikt fosforferritbälte, som vi brukar kalla "spöklinje". (Se bild 1-2)

Flänsbult

Flänsbult

I varmvalsningsprocessen är det omöjligt att få en enhetlig mikrostruktur så länge det finns fosforsegregering. Ännu viktigare, eftersom fosforsegregering har bildat en "spöklinje"-struktur, kommer det oundvikligen att minska materialets mekaniska egenskaper. Fosforsegregering i kolbundet stål är vanligt, men graden är annorlunda. Allvarlig fosforsegregering (”spöklinje”-struktur) kommer att orsaka extremt negativa effekter på stål. Uppenbarligen är den allvarliga segregeringen av fosfor orsaken till sprickbildning i kall rubrik. Eftersom fosforhalten i olika stålkorn är olika har materialen olika styrka och hårdhet. Å andra sidan gör det att materialet producerar inre spänningar, vilket gör materialet lätt att spricka. I material med "spöklinje"-struktur är det just på grund av minskningen av hårdhet, styrka, förlängning efter brott och minskning av arean, speciellt minskningen av slagseghet, som fosforhalten i materialen har ett stort samband med strukturen och stålets egenskaper.
I "spöklinjen"-vävnaden i mitten av synfältet upptäcktes en stor mängd tunn, ljusgrå sulfid genom metallografi. De icke-metalliska inneslutningarna i konstruktionsstål finns huvudsakligen i form av oxider och sulfider. Enligt GB/T10561-2005 standardklassificeringsdiagram för innehållet av icke-metalliska inneslutningar i stål är sulfidhalten i klass B inneslutningar 2,5 eller högre. Ickemetalliska inneslutningar är en potentiell sprickkälla. Dess existens kommer att allvarligt skada kontinuiteten och kompaktheten hos stålkonstruktionen, vilket avsevärt minskar den intergranulära hållfastheten.
Det spekuleras i att sulfiden i den inre strukturen "spöklinje" av stål är den lättast knäckta delen. Därför sprack ett stort antal fästelement i kall rubbning och värmebehandlingssläckning på produktionsplatsen, vilket orsakades av ett stort antal ljusgrå långa sulfider. Denna fiberduk förstörde metallegenskapernas kontinuitet och ökade risken för värmebehandling. "Spöklinje" kan inte avlägsnas genom normalisering och andra metoder, och föroreningselement ska kontrolleras strikt innan smältning eller råmaterial kommer in i anläggningen. Beroende på sammansättning och deformerbarhet delas icke-metalliska inneslutningar in i aluminiumoxid (typ A), silikat (typ C) och sfärisk oxid (typ D). Dess utseende kommer att skära av metallens kontinuitet och bli gropar eller sprickor efter avskalning, vilket är lätt att bilda sprickor under kall riktning och orsaka spänningskoncentration under värmebehandling, vilket orsakar släckande sprickor. Därför bör icke-metalliska inneslutningar kontrolleras strikt. De nuvarande strukturella kolkonstruktionsstålen GB/T700-2006 och GB T699-2016 högkvalitativa kolstål ställer krav på icke-metalliska inneslutningar. För viktiga delar är det i allmänhet grovserier av A, B, C-typ, finserier är inte mer än 1,5, D, grova system av Ds-typ och nivå 2 är inte mer än nivå 2.

Hebei Chengyi Engineering Materials Co., Ltd. är ett företag med 21 års erfarenhet av tillverkning och försäljning av fästelement. Våra fästelement använder högkvalitativa råvaror, avancerad produktions- och tillverkningsteknik och perfekt ledningssystem för att säkerställa produktkvalitet. Om du är intresserad av att köpa fästelement, vänligen kontakta oss.

 


Posttid: 2022-okt-28