Phân tích sự hình thành và Cracking sự phân chia phốt pho trong thép kết cấu cacbon

Nguyên liệu chất lượng cao là cơ sở để sản xuất ốc vít chất lượng cao. Tuy nhiên, nhiều sản phẩm của nhà sản xuất dây buộc sẽ có vết nứt. Tại sao điều này xảy ra?

Hiện nay, các thông số kỹ thuật chung của thanh dây thép kết cấu carbon do các nhà máy thép trong nước cung cấp là φ 5,5- φ 45, phạm vi trưởng thành hơn là φ 6,5- φ 30。 Có nhiều tai nạn về chất lượng do sự phân tách phốt pho gây ra, chẳng hạn như sự phân tách phốt pho trong thanh và thanh dây nhỏ. Ảnh hưởng của sự phân ly phốt pho và phân tích sự hình thành vết nứt được giới thiệu dưới đây để tham khảo. Việc bổ sung phốt pho trong sơ đồ pha cacbon sắt sẽ tương ứng đóng vùng pha austenit và chắc chắn sẽ làm tăng khoảng cách giữa chất rắn và chất lỏng. Khi thép chứa phốt pho được làm lạnh từ thể lỏng sang thể rắn, nó cần phải trải qua một khoảng nhiệt độ lớn.

Thép cacbon 10B21
Tốc độ khuếch tán phốt pho trong thép chậm và sắt nóng chảy có nồng độ phốt pho cao (điểm nóng chảy thấp) chứa đầy các sợi nhánh đông đặc đầu tiên, dẫn đến sự phân tách phốt pho. Đối với các sản phẩm thường có vết nứt trong quá trình rèn nguội hoặc ép đùn nguội, việc kiểm tra và phân tích kim loại cho thấy ferit và ngọc trai được phân bố thành các dải và có ferit dải trắng trong ma trận. Có các vùng bao gồm sunfua màu xám nhạt xen kẽ trên nền ferit dạng dải. Cấu trúc dải của sunfua được gọi là “dòng ma” vì sự phân ly sunfua.
Nguyên nhân là do khu vực có sự phân ly lân nghiêm trọng xuất hiện vùng sáng trắng thuộc khu vực giàu lân. Trong tấm đúc liên tục, do hàm lượng phốt pho cao ở vùng trắng nên các tinh thể cột giàu phốt pho cô đặc, làm giảm hàm lượng phốt pho. Khi phôi rắn lại, đầu tiên các sợi nhánh austenite được tách ra khỏi thép nóng chảy. Phốt pho và lưu huỳnh trong các sợi nhánh này bị giảm, nhưng thép nóng chảy hóa rắn cuối cùng có chứa các nguyên tố phốt pho và lưu huỳnh. Nó đông cứng giữa các trục dendrite vì các nguyên tố phốt pho và lưu huỳnh cao. Tại thời điểm này, sunfua được hình thành và phốt pho được hòa tan trong nền. Bởi vì các nguyên tố phốt pho và lưu huỳnh cao nên sunfua được hình thành ở đây và phốt pho được hòa tan trong nền. Do đó, do hàm lượng các nguyên tố phốt pho và lưu huỳnh cao nên hàm lượng cacbon trong dung dịch rắn phốt pho cao. Ở cả hai phía của vành đai cacbon, tức là ở cả hai phía của khu vực làm giàu phốt pho, một vành đai ngọc trai dài và hẹp không liên tục song song với vành đai trắng ferit được hình thành và các mô bình thường lân cận được tách ra. Dưới áp suất gia nhiệt, phôi sẽ mở rộng theo hướng xử lý giữa các trục, vì đai ferrite chứa hàm lượng phốt pho cao, nghĩa là sự phân tách phốt pho sẽ dẫn đến sự hình thành cấu trúc đai ferrite sáng rộng nặng với cấu trúc đai ferrite sáng rộng . Có thể thấy, trong vành đai ferit rộng sáng còn có các dải sunfua màu xám nhạt, được phân bố bằng một dải dài vành đai ferit phốt pho giàu sunfua mà chúng ta thường gọi là “đường ma”. (Xem Hình 1-2)

bu lông mặt bích

bu lông mặt bích

Trong quá trình cán nóng, miễn là có sự phân tách phốt pho thì không thể có được cấu trúc vi mô đồng nhất. Quan trọng hơn, do sự phân ly phốt pho đã hình thành nên cấu trúc “đường ma” nên chắc chắn sẽ làm giảm tính chất cơ học của vật liệu. Sự phân tách phốt pho trong thép liên kết cacbon là phổ biến nhưng mức độ của nó lại khác nhau. Sự phân ly phốt pho nghiêm trọng (cấu trúc “đường ma”) sẽ gây ra những ảnh hưởng cực kỳ bất lợi cho thép. Rõ ràng, sự phân tách nghiêm trọng của phốt pho là thủ phạm gây ra hiện tượng nứt lạnh. Do hàm lượng phốt pho trong các loại thép khác nhau là khác nhau nên vật liệu có độ bền và độ cứng khác nhau. Mặt khác, nó làm cho vật liệu sinh ra ứng suất bên trong, khiến vật liệu dễ bị nứt. Trong các vật liệu có cấu trúc “đường ma”, chính do độ cứng, độ bền, độ giãn dài sau đứt gãy và giảm diện tích, đặc biệt là độ bền va đập giảm, nên hàm lượng phốt pho trong vật liệu có mối quan hệ rất lớn với cấu trúc và tính chất của thép.
Trong mô “đường ma” ở giữa tầm nhìn, một lượng lớn sulfua mỏng, màu xám nhạt được phát hiện bằng phép đo kim loại. Các tạp chất phi kim loại trong kết cấu thép chủ yếu tồn tại ở dạng oxit và sunfua. Theo Sơ đồ phân loại tiêu chuẩn GB/T10561-2005 về hàm lượng tạp chất phi kim loại trong thép, hàm lượng sunfua của tạp chất loại B là 2,5 trở lên. Các tạp chất phi kim loại là nguồn nứt tiềm ẩn. Sự tồn tại của nó sẽ làm tổn hại nghiêm trọng đến tính liên tục và độ nén của kết cấu thép, do đó làm giảm đáng kể cường độ giữa các hạt.
Người ta suy đoán rằng sunfua trong cấu trúc bên trong “dòng ma” của thép là bộ phận dễ bị nứt nhất. Do đó, một số lượng lớn ốc vít bị nứt trong quá trình nguội và xử lý nhiệt tại nơi sản xuất, nguyên nhân là do một lượng lớn sunfua dài màu xám nhạt gây ra. Loại vải không dệt này đã phá hủy tính liên tục của các đặc tính kim loại và làm tăng nguy cơ xử lý nhiệt. “Dòng ma” không thể được loại bỏ bằng phương pháp chuẩn hóa và các phương pháp khác, đồng thời các yếu tố tạp chất phải được kiểm soát chặt chẽ trước khi nấu chảy hoặc đưa nguyên liệu thô vào nhà máy. Theo thành phần và độ biến dạng, các tạp chất phi kim loại được chia thành alumina (loại A) silicat (loại C) và oxit hình cầu (loại D). Sự xuất hiện của nó sẽ cắt đứt tính liên tục của kim loại và trở thành các vết rỗ hoặc vết nứt sau khi bong tróc, dễ hình thành các vết nứt trong quá trình nguội và gây ra sự tập trung ứng suất trong quá trình xử lý nhiệt, do đó gây ra các vết nứt nguội. Vì vậy, tạp chất phi kim loại cần được kiểm soát chặt chẽ. Thép kết cấu cacbon chất lượng cao GB/T700-2006 và GB T699-2016 hiện nay đưa ra các yêu cầu về tạp chất phi kim loại. Đối với các bộ phận quan trọng, thường là loạt thô loại A, B, C, loạt thô không quá 1,5, hệ thống thô loại D, D và cấp 2 không quá cấp 2.

Công ty TNHH Vật liệu Kỹ thuật Hà Bắc Chengyi là một công ty có 21 năm kinh nghiệm sản xuất và bán dây buộc. Dây buộc của chúng tôi sử dụng nguyên liệu thô chất lượng cao, công nghệ sản xuất và sản xuất tiên tiến cũng như hệ thống quản lý hoàn hảo để đảm bảo chất lượng sản phẩm. Nếu bạn có nhu cầu mua ốc vít vui lòng liên hệ với chúng tôi.

 


Thời gian đăng: Oct-28-2022