Podstawą produkcji wysokiej jakości elementów złącznych są wysokiej jakości surowce. Jednak produkty wielu producentów elementów złącznych będą miały pęknięcia. Dlaczego tak się dzieje?

Obecnie typowe specyfikacje walcówki ze stali konstrukcyjnej węglowej dostarczanej przez krajowe huty to φ 5,5- φ 45, bardziej dojrzały zakres to φ 6,5- φ 30. Istnieje wiele problemów jakościowych spowodowanych segregacją fosforu, takich jak segregacja fosforu w mała walcówka i pręt. Poniżej przedstawiono w celach informacyjnych wpływ segregacji fosforu i analizę powstawania pęknięć. Dodanie fosforu na diagramie fazowym żelaza i węgla spowoduje odpowiednie zamknięcie obszaru fazy austenitu i nieuchronnie zwiększy odległość pomiędzy solidusem i likwidusem. Kiedy stal zawierająca fosfor jest schładzana z cieczy do ciała stałego, musi przejść przez szeroki zakres temperatur.

Szybkość dyfuzji fosforu w stali jest powolna, a roztopione żelazo o wysokim stężeniu fosforu (niska temperatura topnienia) jest pełne pierwszych zestalonych dendrytów, co prowadzi do segregacji fosforu. W przypadku produktów, które często wykazują pęknięcia podczas kucia na zimno lub wytłaczania na zimno, badania i analizy metalograficzne wykazują, że ferryt i perlit są rozmieszczone w paskach, a w osnowie występuje ferryt z białymi paskami. Na pasmowej osnowie ferrytu występują sporadycznie jasnoszare strefy inkluzji siarczków. Pasiasta struktura siarczku nazywana jest „linią widma” ze względu na segregację siarczków.
Powodem jest to, że obszar o dużej segregacji fosforu przedstawia białą, jasną strefę w obszarze wzbogacania fosforu. W wlewku do ciągłego odlewania, ze względu na wysoką zawartość fosforu w białym obszarze, kryształy kolumnowe bogate w fosfor koncentrują się, zmniejszając zawartość fosforu. Kiedy kęs krzepnie, dendryty austenitu są najpierw oddzielane od roztopionej stali. Fosfor i siarka w tych dendrytach są zmniejszone, ale ostatecznie zestalona stopiona stal zawiera pierwiastki fosforu i siarki. Zestala się pomiędzy osiami dendrytów, ponieważ zawartość pierwiastków fosforu i siarki jest wysoka. W tym czasie tworzy się siarczek, a fosfor rozpuszcza się w matrycy. Ponieważ zawartość pierwiastków fosforu i siarki jest wysoka, tworzy się tutaj siarczek, a fosfor rozpuszcza się w matrycy. Dlatego ze względu na wysoką zawartość pierwiastków fosforu i siarki zawartość węgla w stałym roztworze fosforu jest wysoka. Po obu stronach pasma węglowego, to znaczy po obu stronach obszaru wzbogacania w fosfor, tworzy się długi i wąski przerywany pas perlitowy, równoległy do ​​białego pasa ferrytowego, a przylegające normalne tkanki oddzielają się. Pod ciśnieniem ogrzewania kęs będzie rozciągał się w kierunku obróbki pomiędzy wałami, ponieważ pas ferrytowy zawiera dużą ilość fosforu, to znaczy segregacja fosforu doprowadzi do powstania ciężkiej, szerokiej i jasnej struktury pasa ferrytowego z szeroką, jasną strukturą pasa ferrytowego . Można zauważyć, że w szerokim, jasnym pasie ferrytowym znajdują się również jasnoszare paski siarczkowe, które są rozdzielone długim pasem bogatego w siarczki pasa ferrytowego fosforu, który zwykle nazywamy „linią widmową”. (Patrz rysunek 1-2)

Śruba kołnierzowa

W procesie walcowania na gorąco, dopóki zachodzi segregacja fosforu, nie jest możliwe uzyskanie jednolitej mikrostruktury. Co ważniejsze, ponieważ segregacja fosforu utworzyła strukturę „linii widmowej”, nieuchronnie obniży to właściwości mechaniczne materiału. Segregacja fosforu w stali wiązanej węglem jest powszechna, ale jej stopień jest różny. Silna segregacja fosforu (struktura „linii widma”) będzie powodować wyjątkowo niekorzystne skutki dla stali. Oczywiście przyczyną pękania na zimno jest silna segregacja fosforu. Ponieważ zawartość fosforu w różnych ziarnach stali jest różna, materiały mają różną wytrzymałość i twardość. Z drugiej strony powoduje to, że materiał wytwarza naprężenia wewnętrzne, co sprawi, że materiał będzie łatwy do złamania. W materiałach o strukturze „linii widmowej” to właśnie na skutek spadku twardości, wytrzymałości, wydłużenia po zerwaniu i zmniejszenia powierzchni, zwłaszcza zmniejszenia udarności, zawartość fosforu w materiałach ma duży związek ze strukturą i właściwości stali.
W tkance „linii widma” znajdującej się pośrodku pola widzenia metodą metalograficzną wykryto dużą ilość cienkiego, jasnoszarego siarczku. Wtrącenia niemetaliczne w stali konstrukcyjnej występują głównie w postaci tlenków i siarczków. Zgodnie ze standardowym diagramem klasyfikacji GB/T10561-2005 dotyczącym zawartości wtrąceń niemetalicznych w stali, zawartość wtrąceń klasy B wynosi 2,5 lub więcej. Wtrącenia niemetaliczne są potencjalnym źródłem pęknięć. Jego istnienie poważnie uszkodzi ciągłość i zwartość konstrukcji stalowej, znacznie zmniejszając w ten sposób wytrzymałość międzykrystaliczną.
Spekuluje się, że siarczek w wewnętrznej strukturze „linii widmowej” stali jest częścią najłatwiej pękającą. Dlatego duża liczba elementów złącznych pęka podczas spęczania na zimno i hartowania w miejscu produkcji, co jest spowodowane dużą liczbą jasnoszarych długich siarczków. Włóknina ta niszczyła ciągłość właściwości metalu i zwiększała ryzyko obróbki cieplnej. „Widmowej linii” nie można usunąć metodami normalizacyjnymi ani innymi metodami, a elementy zanieczyszczeń należy ściśle kontrolować przed wytopem lub wprowadzeniem surowców do zakładu. Ze względu na skład i odkształcalność wtrącenia niemetaliczne dzielą się na tlenek glinu (typ A), krzemian (typ C) i tlenek sferyczny (typ D). Jego wygląd odetnie ciągłość metalu i po łuszczeniu zamieni się w wżery lub pęknięcia, które łatwo tworzą pęknięcia podczas kucia na zimno i powodują koncentrację naprężeń podczas obróbki cieplnej, powodując w ten sposób pęknięcia hartownicze. Dlatego wtrącenia niemetaliczne powinny być ściśle kontrolowane. Obecne stale konstrukcyjne węglowe wysokiej jakości GB/T700-2006 i GB T699-2016 wysokiej jakości stale węglowe stawiają wymagania dotyczące wtrąceń niemetalicznych. W przypadku ważnych części są to zazwyczaj serie zgrubne typu A, B, C, serie drobne to nie więcej niż 1,5, układ zgrubny typu D, Ds, a poziom 2 to nie więcej niż poziom 2.

Hebei Chengyi Engineering Materials Co., Ltd. to firma z 21-letnim doświadczeniem w produkcji i sprzedaży elementów złącznych. Nasze elementy złączne wykorzystują wysokiej jakości surowce, zaawansowaną technologię produkcji i wytwarzania oraz doskonały system zarządzania, aby zapewnić jakość produktu. Jeżeli są Państwo zainteresowani zakupem elementów złącznych prosimy o kontakt.