Pagsusuri sa Pagbuo at Pagbibitak ng Phosphorus Segregation sa Carbon Structural Steel

Ang mga de-kalidad na hilaw na materyales ang batayan sa paggawa ng mga de-kalidad na pangkabit. Gayunpaman, maraming produkto ng mga tagagawa ng pangkabit ang may mga bitak. Bakit ito nangyayari?

Sa kasalukuyan, ang karaniwang mga detalye ng mga carbon structural steel wire rod na ibinibigay ng mga domestic steel mill ay φ 5.5-φ 45, ang mas mature na saklaw ay φ 6.5-φ 30. Maraming aksidente sa kalidad na dulot ng phosphorus segregation, tulad ng phosphorus segregation ng maliit na wire rod at bar. Ang impluwensya ng phosphorus segregation at ang pagsusuri ng pagbuo ng bitak ay ipinakikilala sa ibaba para sa sanggunian. Ang pagdaragdag ng phosphorus sa iron carbon phase diagram ay naaayon na magsasara sa rehiyon ng austenite phase at hindi maiiwasang magpapataas ng distansya sa pagitan ng solidus at liquidus. Kapag ang bakal na naglalaman ng phosphorus ay pinalamig mula sa likido patungo sa solid, kailangan itong dumaan sa isang malaking saklaw ng temperatura.

10B21 Karbonong Bakal
Mabagal ang bilis ng pagkalat ng phosphorus sa bakal, at ang tinunaw na bakal na may mataas na konsentrasyon ng phosphorus (mababang melting point) ay puno ng mga unang solidified dendrites, na humahantong sa phosphorus segregation. Para sa mga produktong madalas magkaroon ng mga bitak sa panahon ng cold forging o cold extrusion, ipinapakita ng metallographic examination at analysis na ang ferrite at pearlite ay ipinamamahagi nang paikot-ikot, at mayroong puting banded ferrite sa matrix. May mga pasulput-sulpot na light gray sulfide inclusion zones sa banded ferrite matrix. Ang banded structure ng sulfide ay tinatawag na "ghost line" dahil sa sulfide segregation.
Ang dahilan ay ang lugar na may matinding paghihiwalay ng phosphorus ay nagpapakita ng puting maliwanag na sona sa lugar ng pagpapayaman ng phosphorus. Sa tuluy-tuloy na paghahagis ng slab, dahil sa mataas na nilalaman ng phosphorus sa puting lugar, ang mga kristal na haligi na mayaman sa phosphorus concentrate, na binabawasan ang nilalaman ng phosphorus. Kapag tumigas ang billet, ang mga austenite dendrite ay unang pinaghihiwalay mula sa tinunaw na bakal. Ang phosphorus at sulfur sa mga dendrite na ito ay nababawasan, ngunit ang huling tumigas na tinunaw na bakal ay naglalaman ng mga elemento ng phosphorus at sulfur. Ito ay tumigas sa pagitan ng mga dendrite axes dahil mataas ang mga elemento ng phosphorus at sulfur. Sa oras na ito, nabubuo ang sulfide, at natutunaw ang phosphorus sa matrix. Dahil mataas ang mga elemento ng phosphorus at sulfur, nabubuo ang sulfide dito, at natutunaw ang phosphorus sa matrix. Samakatuwid, dahil sa mataas na nilalaman ng mga elemento ng phosphorus at sulfur, mataas ang nilalaman ng carbon sa phosphorus solid solution. Sa magkabilang panig ng carbonaceous belt, ibig sabihin, sa magkabilang panig ng lugar ng pagpapayaman ng phosphorus, isang mahaba at makitid na intermittent pearlite belt na parallel sa ferrite white belt ang nabubuo, at ang mga katabing normal na tisyu ay pinaghihiwalay. Sa ilalim ng presyon ng pag-init, ang billet ay lalawak sa direksyon ng pagproseso sa pagitan ng mga shaft, dahil ang ferrite belt ay naglalaman ng mataas na phosphorus, ibig sabihin, ang phosphorus segregation ay hahantong sa pagbuo ng isang mabigat at malawak na istraktura ng ferrite belt na may malawak at maliwanag na istraktura ng ferrite belt. Makikita na mayroon ding mga light gray na sulfide strips sa malawak at maliwanag na ferrite belt, na ipinamamahagi ng isang mahabang strip ng sulfide rich phosphorus ferrite belt, na karaniwang tinatawag nating "ghost line". (Tingnan ang Figure 1-2)

Bolt ng Flange

Bolt ng Flange

Sa proseso ng hot rolling, hangga't mayroong phosphorus segregation, imposibleng makakuha ng pare-parehong microstructure. Higit sa lahat, dahil ang phosphorus segregation ay bumuo ng isang "ghost line" na istraktura, hindi maiiwasang mababawasan nito ang mga mekanikal na katangian ng materyal. Karaniwan ang phosphorus segregation sa carbon bonded steel, ngunit iba ang antas nito. Ang matinding phosphorus segregation ("ghost line" na istraktura) ay magdudulot ng labis na masamang epekto sa bakal. Malinaw na ang matinding segregation ng phosphorus ang salarin ng cold heading cracking. Dahil magkakaiba ang nilalaman ng phosphorus sa iba't ibang butil ng bakal, ang mga materyales ay may iba't ibang lakas at katigasan. Sa kabilang banda, nagiging sanhi ito ng panloob na stress sa materyal, na magiging dahilan upang madaling mabasag ang materyal. Sa mga materyales na may "ghost line" na istraktura, tiyak na dahil sa pagbaba ng katigasan, lakas, pagpahaba pagkatapos ng bali at pagbawas ng lawak, lalo na ang pagbaba ng impact toughness, kaya ang nilalaman ng phosphorus sa mga materyales ay may malaking kaugnayan sa istraktura at mga katangian ng bakal.
Sa tisyung "ghost line" sa gitna ng larangan ng paningin, isang malaking dami ng manipis, mapusyaw na abuhing sulfide ang natukoy sa pamamagitan ng metallography. Ang mga hindi metal na inklusyon sa bakal na istruktura ay pangunahing umiiral sa anyo ng mga oksido at sulfide. Ayon sa GB/T10561-2005 Standard Classification Diagram para sa Nilalaman ng mga Hindi Metal na Inclusions sa Bakal, ang nilalaman ng sulfide ng mga Class B inclusions ay 2.5 o pataas. Ang mga hindi metal na inklusyon ay isang potensyal na pinagmumulan ng bitak. Ang pagkakaroon nito ay malubhang makakasira sa pagpapatuloy at pagiging siksik ng istrukturang bakal, kaya lubos na mababawasan ang lakas ng intergranular.
Pinapalagay na ang sulfide sa panloob na istrukturang "ghost line" ng bakal ang pinakamadaling mabasag na bahagi. Samakatuwid, maraming bilang ng mga fastener ang nabasag sa cold heading at heat treatment quenching sa lugar ng produksyon, na sanhi ng maraming bilang ng mapusyaw na kulay abong mahahabang sulfide. Ang hindi hinabing tela na ito ay sumira sa pagpapatuloy ng mga katangian ng metal at nagpapataas ng panganib ng heat treatment. Ang "ghost line" ay hindi maaaring alisin sa pamamagitan ng normalizing at iba pang mga pamamaraan, at ang mga elemento ng dumi ay dapat mahigpit na kontrolin bago ang pagtunaw o pagpasok ng mga hilaw na materyales sa planta. Ayon sa komposisyon at deformability, ang mga non-metallic inclusion ay nahahati sa alumina (type A) silicate (type C) at spherical oxide (type D). Ang hitsura nito ay puputulin ang pagpapatuloy ng metal at magiging mga hukay o bitak pagkatapos ng pagbabalat, na madaling mabuo ang mga bitak sa panahon ng cold heading at magdudulot ng stress concentration sa panahon ng heat treatment, kaya magdudulot ng quenching cracks. Samakatuwid, ang mga non-metallic inclusion ay dapat mahigpit na kontrolin. Ang kasalukuyang Structural Carbon Structural Steels GB/T700-2006 at GB T699-2016 High Quality Carbon Steels ay naglalahad ng mga kinakailangan para sa mga hindi metal na inklusyon. Para sa mahahalagang bahagi, ito ay karaniwang A, B, C type coarse series, fine series ay hindi hihigit sa 1.5, D, Ds type coarse system at level 2 ay hindi hihigit sa level 2.

Ang Hebei Chengyi Engineering Materials Co., Ltd. ay isang kumpanyang may 21 taon na karanasan sa produksyon at pagbebenta ng mga fastener. Ang aming mga fastener ay gumagamit ng mataas na kalidad na hilaw na materyales, makabagong teknolohiya sa produksyon at pagmamanupaktura, at perpektong sistema ng pamamahala upang matiyak ang kalidad ng produkto. Kung interesado kang bumili ng mga fastener, mangyaring makipag-ugnayan sa amin.

 


Oras ng pag-post: Oktubre-28-2022