Анализ образования и растрескивания сегрегации фосфора в углеродистой конструкционной стали

Высококачественное сырье является основой для производства высококачественного крепежа.Однако продукция многих производителей крепежа имеет трещины.Почему это происходит?

В настоящее время общие характеристики катанки из углеродистой конструкционной стали, поставляемой отечественными сталелитейными заводами, составляют φ 5,5-φ 45, более зрелый диапазон - φ 6,5-φ 30. Существует много проблем с качеством, вызванных сегрегацией фосфора, например, сегрегацией фосфора. небольшая катанка и пруток.Влияние сегрегации фосфора и анализ образования трещин представлены ниже для справки.Добавление фосфора в фазовую диаграмму железа-углерода соответственно закроет область аустенитной фазы и неизбежно увеличит расстояние между солидусом и ликвидусом.Когда фосфорсодержащая сталь охлаждается из жидкого состояния в твердое, ей необходимо пройти через большой диапазон температур.

Углеродистая сталь 10Б21
Скорость диффузии фосфора в стали медленная, а расплавленный чугун с высокой концентрацией фосфора (низкой температурой плавления) полон первых затвердевших дендритов, что приводит к сегрегации фосфора.Для изделий, которые при холодной ковке или холодном прессовании часто имеют трещины, металлографические исследования и анализ показывают, что феррит и перлит распределены полосками, а в матрице присутствует феррит с белыми полосами.На матрице полосчатого феррита имеются прерывистые светло-серые зоны сульфидных включений.Полосатая структура сульфида называется «линией-призраком» из-за сегрегации сульфида.
Причина в том, что область с серьезной сегрегацией фосфора представляет собой белую яркую зону в области обогащения фосфором.В слябе непрерывной разливки из-за высокого содержания фосфора в белой зоне концентрируются столбчатые кристаллы, богатые фосфором, что снижает содержание фосфора.Когда заготовка затвердевает, аустенитные дендриты сначала отделяются от расплавленной стали.Фосфор и сера в этих дендритах восстанавливаются, но окончательно затвердевшая расплавленная сталь содержит элементы фосфора и серы.Он затвердевает между осями дендритов из-за высокого содержания элементов фосфора и серы.В это время образуется сульфид, а фосфор растворяется в матрице.Из-за высокого содержания элементов фосфора и серы здесь образуется сульфид, а фосфор растворяется в матрице.Следовательно, из-за высокого содержания элементов фосфора и серы содержание углерода в твердом растворе фосфора велико.По обе стороны углеродистого пояса, то есть по обе стороны от области обогащения фосфором, формируется длинный и узкий прерывистый перлитный пояс, параллельный ферритному белому поясу, и отделяются прилегающие нормальные ткани.Под давлением нагрева заготовка будет расширяться в направлении обработки между валами, поскольку ферритовый ремень содержит большое количество фосфора, то есть сегрегация фосфора приведет к образованию тяжелой структуры широкого яркого ферритового ремня со структурой широкого яркого ферритового ремня. .Видно, что в широком ярком ферритовом поясе также имеются светло-серые сульфидные полосы, которые распределены с длинной полосой ферритового пояса, богатого сульфидами и фосфором, который мы обычно называем «призрачной линией».(См. Рисунок 1-2)

Фланцевый болт

Фланцевый болт

В процессе горячей прокатки, пока существует сегрегация фосфора, невозможно получить однородную микроструктуру.Что еще более важно, поскольку сегрегация фосфора образовала структуру «призрачной линии», она неизбежно приведет к снижению механических свойств материала.Сегрегация фосфора в углеродистой стали является обычным явлением, но ее степень различна.Сильная сегрегация фосфора (структура «призрачная линия») оказывает крайне неблагоприятное воздействие на сталь.Очевидно, что сильная сегрегация фосфора является причиной холодного крекинга.Поскольку содержание фосфора в разных зернах стали различно, материалы имеют разную прочность и твердость.С другой стороны, это заставляет материал создавать внутренние напряжения, из-за которых материал легко растрескивается.В материалах со структурой «призрачная линия» именно из-за снижения твердости, прочности, удлинения после разрушения и уменьшения площади, особенно уменьшения ударной вязкости, содержание фосфора в материалах имеет большую связь со структурой и свойства стали.
В ткани «призрачной линии» в середине поля зрения методом металлографии обнаружено большое количество тонкого светло-серого сульфида.Неметаллические включения в конструкционной стали присутствуют преимущественно в виде оксидов и сульфидов.Согласно стандартной классификационной схеме содержания неметаллических включений в стали GB/T10561-2005, содержание сульфидов во включениях класса B составляет 2,5 или выше.Неметаллические включения являются потенциальным источником трещин.Его существование серьезно повредит непрерывность и компактность стальной структуры, что значительно снизит межкристаллитную прочность.
Предполагается, что сульфид во внутренней структуре «призрачной линии» стали является наиболее легко растрескивающейся частью.Поэтому при холодной высадке и термической закалке на производстве произошло растрескивание большого количества крепежных изделий, что было вызвано большим количеством светло-серых длинных сульфидов.Этот нетканый материал нарушил непрерывность свойств металла и увеличил риск термической обработки.«Призрачную линию» нельзя удалить нормализацией и другими методами, а элементы-примеси должны строго контролироваться перед плавкой или поступлением сырья на завод.По составу и деформируемости неметаллические включения делятся на глиноземные (тип А), силикатные (тип С) и сферические оксидные (тип Д).Его внешний вид нарушит непрерывность металла и превратится в ямки или трещины после шелушения, что легко образует трещины во время холодной высадки и вызывает концентрацию напряжений во время термообработки, вызывая тем самым закалочные трещины.Поэтому неметаллические включения должны строго контролироваться.Текущие стандарты «Высококачественные углеродистые стали GB/T700-2006» и «GB T699-2016» выдвигают требования к неметаллическим включениям.Для важных деталей обычно используются грубые серии типа A, B, C, грубая серия типа D, Ds и уровень 2 не выше уровня 2.

Hebei Chengyi Engineering Materials Co., Ltd. — компания с 21-летним опытом производства и продаж крепежных изделий.В наших крепежных изделиях используется высококачественное сырье, передовые технологии производства и производства, а также совершенная система управления для обеспечения качества продукции.Если вы заинтересованы в приобретении крепежа, свяжитесь с нами.

 


Время публикации: 28 октября 2022 г.