Analisis Formasi dan Retak Segregasi Fosfor Pada Baja Struktural Karbon
Saat ini, spesifikasi umum batang dan batang kawat baja struktural karbon yang disediakan oleh pabrik baja domestik adalah 5,5-φ45, dan kisaran yang lebih matang adalah 6,5-φ30.Ada banyak kecelakaan kualitas yang disebabkan oleh pemisahan fosfor dalam bahan baku batang dan batang kawat berukuran kecil.Mari kita bicara tentang pengaruh segregasi fosfor dan analisis pembentukan retakan untuk referensi Anda.
Penambahan fosfor pada besi dapat menutup daerah fasa austenit dalam diagram fasa besi-karbon.Oleh karena itu, jarak antara solidus dan liquidus harus diperbesar.Ketika baja yang mengandung fosfor didinginkan dari cair menjadi padat, baja harus melewati rentang suhu yang luas.Tingkat difusi fosfor dalam baja lambat.Pada saat ini, besi cair dengan konsentrasi fosfor tinggi (titik leleh rendah) mengisi celah antara dendrit pertama yang dipadatkan, sehingga membentuk segregasi fosfor.
Dalam proses cold heading atau ekstrusi dingin, produk retak sering terlihat.Inspeksi metalografi dan analisis produk retak menunjukkan bahwa ferit dan perlit didistribusikan dalam pita, dan strip besi putih dapat dilihat dengan jelas dalam matriks.Pada ferit, terdapat inklusi sulfida abu-abu muda berbentuk pita intermiten pada matriks ferit berbentuk pita ini.Struktur berbentuk pita ini disebabkan oleh pemisahan belerang fosfida yang disebut "garis hantu".Ini karena zona kaya fosfor di daerah dengan segregasi fosfor yang parah tampak putih dan cerah.Karena kandungan fosfor yang tinggi dari sabuk putih dan cerah, kandungan karbon di sabuk putih dan cerah yang diperkaya fosfor berkurang atau kandungan karbonnya sangat kecil.Dengan cara ini, kristal kolumnar dari pelat pengecoran kontinu berkembang ke arah tengah selama pengecoran kontinu sabuk yang diperkaya fosfor..Ketika billet dipadatkan, dendrit austenit pertama kali diendapkan dari baja cair.Fosfor dan belerang yang terkandung dalam dendrit ini berkurang, tetapi baja cair yang dipadatkan akhir kaya akan unsur pengotor fosfor dan belerang, yang mengeras di Antara sumbu dendrit, karena kandungan fosfor dan belerang yang tinggi, belerang akan membentuk sulfida, dan fosfor akan larut dalam matriks.Tidak mudah untuk menyebar dan memiliki efek pemakaian karbon.Karbon tidak dapat dicairkan, jadi di sekitar larutan padat fosfor (Sisi-sisi pita putih ferit) memiliki kandungan karbon yang lebih tinggi.Elemen karbon di kedua sisi sabuk ferit, yaitu, di kedua sisi area yang diperkaya fosfor, masing-masing membentuk sabuk perlit sempit yang berselang-seling sejajar dengan sabuk putih ferit, dan jaringan normal yang berdekatan Terpisah.Ketika billet dipanaskan dan ditekan, poros akan memanjang sepanjang arah pemrosesan bergulir.Justru karena pita ferit mengandung fosfor tinggi, yaitu, pemisahan fosfor yang serius mengarah pada pembentukan struktur pita ferit yang luas dan cerah yang serius, dengan besi yang jelas Ada strip sulfida abu-abu muda di pita lebar dan terang dari tubuh elemen.Pita ferit kaya fosfor dengan potongan panjang sulfida inilah yang biasa kita sebut organisasi "garis hantu" (lihat Gambar 1-2).
Gambar 1 Kawat hantu di baja karbon SWRCH35K 200X
Gambar 2 Kawat hantu dalam baja karbon polos Q235 500X
Ketika baja digulung panas, selama ada pemisahan fosfor dalam billet, tidak mungkin untuk mendapatkan struktur mikro yang seragam.Selain itu, karena pemisahan fosfor yang parah, struktur "kawat hantu" telah terbentuk, yang pasti akan mengurangi sifat mekanik material..
Pemisahan fosfor dalam baja karbon biasa terjadi, tetapi kadarnya berbeda.Ketika fosfor sangat terpisah (struktur "garis hantu" muncul), itu akan membawa efek yang sangat merugikan pada baja.Jelas, pemisahan fosfor yang parah adalah penyebab keretakan material selama proses pos dingin.Karena butiran baja yang berbeda memiliki kandungan fosfor yang berbeda, material tersebut memiliki kekuatan dan kekerasan yang berbeda;di sisi lain, itu juga membuat material menghasilkan tegangan internal, itu akan membuat material rentan terhadap retak internal.Dalam material dengan struktur "kawat hantu", justru pengurangan kekerasan, kekuatan, perpanjangan setelah fraktur dan pengurangan area, terutama pengurangan ketangguhan impak, yang akan menyebabkan kerapuhan dingin material, sehingga kandungan fosfor dan sifat struktural baja Memiliki hubungan yang sangat erat.
Deteksi metalografi Dalam jaringan "garis hantu" di tengah bidang pandang, ada sejumlah besar sulfida memanjang abu-abu muda.Inklusi non-logam dalam baja struktural terutama ada dalam bentuk oksida dan sulfida.Menurut GB/T10561-2005 "Metode Pemeriksaan Mikroskopis Bagan Grading Standar untuk Kandungan Inklusi Non-logam dalam Baja", inklusi Tipe B divulkanisir saat ini Tingkat material mencapai 2,5 ke atas.Seperti yang kita semua tahu, inklusi non-logam adalah sumber retakan yang potensial.Keberadaan mereka akan sangat merusak kontinuitas dan kekompakan struktur mikro baja, dan sangat mengurangi kekuatan intergranular baja.Dari sini disimpulkan bahwa keberadaan sulfida di "garis hantu" dari struktur internal baja adalah lokasi yang paling mungkin untuk retak.Oleh karena itu, retakan penempaan dingin dan retakan pendinginan perlakuan panas di sejumlah besar lokasi produksi pengikat disebabkan oleh sejumlah besar sulfida ramping abu-abu muda.Munculnya anyaman yang buruk merusak kontinuitas sifat logam dan meningkatkan risiko perlakuan panas."Benang hantu" tidak dapat dihilangkan dengan normalisasi, dll., dan elemen pengotor harus dikontrol secara ketat dari proses peleburan atau sebelum bahan baku masuk ke pabrik.
Inklusi non-logam dibagi menjadi alumina (tipe A) silikat (tipe C) dan oksida bulat (tipe D) sesuai dengan komposisi dan deformabilitasnya.Keberadaan mereka memotong kontinuitas logam, dan lubang atau retakan terbentuk setelah terkelupas.Sangat mudah untuk membentuk sumber retakan selama gangguan dingin dan menyebabkan konsentrasi tegangan selama perlakuan panas, yang mengakibatkan retak pendinginan.Oleh karena itu, inklusi non-logam harus dikontrol secara ketat.Standar "Baja Struktural Karbon" GB/T700-2006 dan GB/T699-2016 "Baja Struktural Karbon Berkualitas Tinggi" saat ini tidak membuat persyaratan yang jelas untuk penyertaan non-logam..Untuk bagian-bagian penting, garis kasar dan halus A, B, dan C umumnya tidak lebih dari 1,5, dan garis kasar dan halus D dan Ds tidak lebih dari 2.
Waktu posting: 21 Okt-2021
