Análise da formación e fisuración da segregación de fósforo no aceiro estrutural de carbono

As materias primas de alta calidade son a base para producir elementos de fixación de alta calidade. Non obstante, moitos produtos de fabricantes de elementos de fixación presentan fendas. Por que ocorre isto?

Na actualidade, as especificacións comúns das varillas de arame de aceiro estrutural ao carbono subministradas polas acerías nacionais son φ 5,5-φ 45, o rango máis maduro é φ 6,5-φ 30. Hai moitos accidentes de calidade causados ​​pola segregación de fósforo, como a segregación de fósforo de varillas e barras de arame pequenas. A influencia da segregación de fósforo e a análise da formación de gretas preséntanse a continuación como referencia. A adición de fósforo no diagrama de fases de ferro-carbono pechará correspondentemente a rexión da fase austenita e inevitablemente aumentará a distancia entre o sólido e o líquido. Cando o aceiro que contén fósforo se arrefría de líquido a sólido, necesita pasar por un amplo rango de temperatura.

Aceiro ao carbono 10B21
A velocidade de difusión do fósforo no aceiro é lenta, e o ferro fundido con alta concentración de fósforo (baixo punto de fusión) está cheo das primeiras dendritas solidificadas, o que leva á segregación do fósforo. Para os produtos que adoitan presentar gretas durante o forxado en frío ou a extrusión en frío, o exame e a análise metalográfica mostran que a ferrita e a perlita están distribuídas en tiras, e hai ferrita con bandas brancas na matriz. Hai zonas de inclusión de sulfuro gris claro intermitentes na matriz de ferrita bandeada. A estrutura bandeada do sulfuro chámase "liña pantasma" debido á segregación de sulfuro.
A razón é que a área con segregación de fósforo grave presenta unha zona branca brillante na área de enriquecemento de fósforo. Na lousa de fundición continua, debido ao alto contido de fósforo na área branca, os cristais columnares ricos en fósforo concéntranse, o que reduce o contido de fósforo. Cando o tocho solidifica, as dendritas de austenita sepáranse primeiro do aceiro fundido. O fósforo e o xofre nestas dendritas redúcense, pero o aceiro fundido finalmente solidificado contén elementos de fósforo e xofre. Solidifícase entre os eixes das dendritas porque os elementos de fósforo e xofre son altos. Neste momento, fórmase sulfuro e o fósforo disólvese na matriz. Debido a que os elementos de fósforo e xofre son altos, fórmase sulfuro aquí e o fósforo disólvese na matriz. Polo tanto, debido ao alto contido de elementos de fósforo e xofre, o contido de carbono na solución sólida de fósforo é alto. A ambos os dous lados do cinto carbonoso, é dicir, a ambos os dous lados da área de enriquecemento de fósforo, fórmase un cinto de perlita intermitente longo e estreito paralelo ao cinto branco de ferrita, e os tecidos normais adxacentes sepáranse. Baixo a presión de quecemento, o lingote estenderase na dirección de procesamento entre os eixes, porque a correa de ferrita contén un alto contido de fósforo, é dicir, a segregación de fósforo levará á formación dunha estrutura de correa de ferrita brillante, ancha e pesada cunha estrutura de correa de ferrita brillante ancha. Pódese observar que tamén hai tiras de sulfuro gris claro na correa de ferrita brillante ancha, que está distribuída cunha longa tira de correa de ferrita de fósforo rica en sulfuro, que normalmente chamamos "liña pantasma". (Ver Figura 1-2)

Parafuso de brida

Parafuso de brida

No proceso de laminación en quente, mentres haxa segregación de fósforo, é imposible obter unha microestrutura uniforme. Máis importante aínda, debido a que a segregación de fósforo formou unha estrutura de "liña pantasma", inevitablemente reducirá as propiedades mecánicas do material. A segregación de fósforo no aceiro con enlace de carbono é común, pero o seu grao é diferente. A segregación severa de fósforo (estrutura de "liña pantasma") causará efectos extremadamente adversos no aceiro. Obviamente, a segregación severa de fósforo é a culpable da fisuración por enxerto en frío. Debido a que o contido de fósforo nos diferentes grans de aceiro é diferente, os materiais teñen diferentes resistencias e durezas. Por outra banda, fai que o material produza tensión interna, o que facilitará a fisuración do material. Nos materiais con estrutura de "liña pantasma", é precisamente debido á diminución da dureza, resistencia, alongamento despois da fractura e redución da área, especialmente á diminución da tenacidade ao impacto, que o contido de fósforo nos materiais ten unha gran relación coa estrutura e as propiedades do aceiro.
No tecido da "liña pantasma" no medio do campo de visión, detectouse mediante metalografía unha gran cantidade de sulfuro fino e gris claro. As inclusións non metálicas no aceiro estrutural existen principalmente en forma de óxidos e sulfuros. Segundo o Diagrama de Clasificación Estándar GB/T10561-2005 para o contido de inclusións non metálicas no aceiro, o contido de sulfuro das inclusións de Clase B é de 2,5 ou superior. As inclusións non metálicas son unha posible fonte de gretas. A súa existencia prexudicará gravemente a continuidade e a compacidade da estrutura de aceiro, reducindo así en gran medida a resistencia intergranular.
Especúlase que o sulfuro na estrutura interna da "liña pantasma" do aceiro é a parte que se racha máis facilmente. Polo tanto, un gran número de elementos de fixación racháronse durante o encabezado en frío e o tratamento térmico no lugar de produción, o que foi causado por unha gran cantidade de sulfuros longos de cor gris clara. Este tecido non tecido destruíu a continuidade das propiedades do metal e aumentou o risco de tratamento térmico. A "liña pantasma" non se pode eliminar mediante normalización nin outros métodos, e os elementos de impureza deben controlarse estritamente antes da fusión ou da entrada de materias primas na planta. Segundo a composición e a deformabilidade, as inclusións non metálicas divídense en silicato de alúmina (tipo A) (tipo C) e óxido esférico (tipo D). A súa aparición cortará a continuidade do metal e converterase en pozos ou gretas despois do desprendimento, o que facilita a formación de gretas durante o encabezado en frío e provoca a concentración de tensión durante o tratamento térmico, causando así gretas de temple. Polo tanto, as inclusións non metálicas deben controlarse estritamente. Os actuais aceiros estruturais de carbono estrutural GB/T700-2006 e aceiros de carbono de alta calidade GB T699-2016 presentan requisitos para inclusións non metálicas. Para as pezas importantes, xeralmente son series grosas de tipo A, B e C, as series finas non superan o 1,5, as series grosas de tipo D e Ds e o nivel 2 non superan o nivel 2.

Hebei Chengyi Engineering Materials Co., Ltd. é unha empresa con 21 anos de experiencia na produción e venda de elementos de fixación. Os nosos elementos de fixación empregan materias primas de alta calidade, tecnoloxía avanzada de produción e fabricación e un sistema de xestión perfecto para garantir a calidade do produto. Se está interesado en mercar elementos de fixación, póñase en contacto connosco.


Data de publicación: 28 de outubro de 2022