Nemfémes zárványok hatása acélra

一. Mik azok a zárványok

A nemfémes zárványok az acél alkatrészeinek egy osztálya, amelyek az acél megszilárdulása és hűtése során keletkeznek, és a hideg és meleg feldolgozás során számos változáson mennek keresztül. A zárványokat eredetük szerint általában két kategóriába sorolják: külső és endogén, illetve deformációs képességük, morfológiájuk és eloszlásuk szerint is. Ez a rész elsősorban a forrás szerinti osztályozást mutatja be. A nem fémes zárványatmoszféra, a rideg Al2O3 zárvány, a FeS, MnS műanyag zárvány és a nem deformáló zárvány, SiO2 deformáló képessége szerint. Osztályozás morfológia és eloszlás szerint, A osztály, B osztály, C osztály, D osztály.

1.endogén zárvány

Az acélolvasztás során a dezoxidációs reakció során oxidok és egyéb termékek képződnek, ha ezek a termékek a folyékony acél megszilárdulása előtt nem keletkeznek, az acélban maradnak;

Mn+FeO → Fe+MnO

Si+2FeO → SiO2+2Fe

2Al+3FeO → 3Fe+Al2O3

Ti+2FeO → 2Fe+TiO2

A folyékony acélban oldott szennyező elemek, mint például az oxigén, a kén és a nitrogén a hűtés és a megszilárdulás során, vagy a szilárd oldatban kicsapódnak, és végül a tömbben maradnak. Szinte mindegyikből oxidok, szulfidok, szilikátok stb. alakulnak ki. Ezeket a vegyületeket endogén zárványoknak nevezik.

1) Oxidok: Közönséges alumínium-oxid, amely egy kis oldhatatlan, nagy keménységű rideg zárvány, amely az alumínium dezoxidálásakor keletkezik. A forró feldolgozás során feltörik, majd a kis részecskék a feldolgozási irány mentén sávokban, esetenként több sávban párhuzamosan oszlanak el. Ezek a sávos oxidok jelentősen csökkentik az acél kifáradási szilárdságát.

2) Szulfid: magas hőmérsékleten nagy plaszticitású, forró feldolgozás során deformációval meghosszabbítható, egyetlen szürke zárvány alakaránya széles tartományban van, általában a vége lekerekített. Gyakori a vas-szulfid, mangán-szulfid stb., a szulfid jelentősen csökkenti az acél keresztirányú tulajdonságait.

3) Szilikát: magas hőmérsékleten nagy plaszticitású, forró feldolgozás során a feldolgozási irány mentén meghosszabbítható, az alak durva, orsó alakot mutat. Legtöbbjük összetett zárvány.

4) nitrid: magas olvadáspontú és keménységű, nem deformálódik a forró feldolgozás során, és a mikroszkóp alatt négyzetes vagy szabályos geometriai alakzatokat mutat.

5) foltszerű nem deformálódó zárványok: meleg feldolgozás után is megőrzi szabályosabb kerek vagy ovális formáját.

Az endogén zárványok eloszlása viszonylag egyenletes, a részecskék kicsik, a helyes működés és ésszerű eljárási intézkedések csökkenthetik a számát, megváltoztathatják összetételét, méretét és eloszlását, de ez általában elkerülhetetlen.

2.Exogén zárvány

Az olvasztás és öntés során az olvadt acél felületén lebegő salak, illetve az acélgyártó kemence belső faláról, acélhoronyról és üstről levált tűzálló anyagok vagy egyéb zárványok nem távolíthatók el időben az olvadt acél megszilárdulása előtt, és a kevert tűzálló anyagok és salakszemcsék összetétele és szerkezete folyamatosan változik az olvadt acél kémiai reakciója során, és idegen zárványokká válnak az acélban. Ez egy zárvány, amely az olvasztási folyamat során fémek és külső anyagok kölcsönhatása révén keletkezik.

Az ilyen zárványok általános jellemzői a szabálytalan alakú, viszonylag nagy méretek és a szabálytalan, más néven durva zárványok. Az ilyen zárványok megfelelő működéssel elkerülhetők.

2.Nemfémes zárványok hatása acélra

1.Szolgáltatási teljesítmény

A fém mátrixában a nem fémes zárványok eloszlanak, mint ahogyan sok kis szilárdságú üreg is eloszlik a fémben, és ezek az üregek a fém deformációjával, külső erők hatására folynak, és a nem fémek által alkotott üregek. -a fémzárványok megnyúlnak és megnyúlnak, hogy repedések keletkezzenek, így ez befolyásolja a törési folyamat teljesítményét (plasztikusság, szívósság, kifáradási teljesítmény stb.). A fő megnyilvánulások a következők:

Fáradási tulajdonságok ↓

Általában úgy gondolják, hogy a záródás az acél kifáradási hibájának oka. A gyenge kötőerővel és nagy méretű rideg zárványok, valamint a gömb alakú, nem deformálódó zárványok nagy hatással vannak a kifáradási tulajdonságokra, és minél nagyobb az erősség, annál nagyobb a kár, amint az a 1. ábrán látható. 5. Nagy szilárdságú acél esetén, ha az elem felülete jó megmunkálási állapotban van, a zárványokból eredő repedésképződés válik a fő fáradási repedési módsá. A kis méretű zárványok csekély hatással lehetnek a repedések kialakulására, de előnyösek a repedések kifáradásában.

Fáradtsági tulajdonságok

Ütésállóság Plasztikusság

A nem fémes zárványok megléte fontos szerepet játszik az acél és termékei minőségében. A szulfidzáródás az acél forró ridegségét okozza. Az acél hideg állapotában ezek a zárványok befolyásolják az acél szilárdságát és hajlékonyságát. Néhány kemény, szögletes zárvány nyilvánvalóan csökkenti az acél szakaszos zsugorodását. A nem fémes zárványok nagyobb hatással vannak az acél szakítószilárdságára, a kiváló acéltörés plasztikus törés, amikor az acél aggregációban zárványok vagy a szemcsehatáreloszlás mentén zárványok vannak, a törés gyakran ezekről a helyekről indul ki, így a szilárdság élesen csökkent.

2.feldolgozási tulajdonság

1) A kovácsolás és a hideg megmunkálás, a melegítés és a hegesztés kioltása során, mivel a zárvány tönkreteszi az acélszerkezet folytonosságát, a húzófeszültség vagy nyírófeszültség után az acéltermék megreped a zárványok eloszlása mentén.

2) Csökken a felület minősége hengerlés után és az alkatrészek felületi érdessége csiszolás után.

3.Szilárdság, nyúlás hatása

When the inclusion particles are relatively large (>10μm), különösen akkor, ha a zárványtartalom alacsony. Az acél folyáshatára és szakítószilárdsága nyilvánvalóan csökken. Ha a zárványrészecskék kicsik egy bizonyos méretűre (< 10μm), the yield strength and tensile strength of the steel will be increased. When the number of small particles dispersed in the steel inclusions increases. The yield strength and tensile strength of steel are increased, but the elongation has a small decrease.

3. A nemfémes zárványok mennyiségi értékelése

Az acél nemfémes zárványainak osztályozása során általában olyan berendezéseket használnak, mint az optikai mikroszkóp, a pásztázó elektronmikroszkóp és az energiaspektrométer az acélban található nemfémes zárványok típusainak azonosítására a nemfémes optikai és morfológiai jellemzői alapján. zárványokat, és értékelje a zárványok szintjét a vonatkozó szabványokra hivatkozva (általában a GB/T 10561-2005 "Nem fémes zárványtartalom meghatározása acélban" szerint), kombinálva a zárványösszetétel-spektrum kvalitatív és kvantitatív elemzési eredményeivel. , pontosan meghatározza a zárvány összetételét és forrását, acélgyártáshoz folyamatos öntéshez a gyártási folyamat javítása, a káros zárványok számának csökkentése, az acél tisztaságának javítása, valamint a tudományos alapot biztosító kiváló minőségű acél előállítása érdekében.

A mennyiségi meghatározás a kiváló minőségű acél és a kiváló minőségű acél rutinellenőrzésének egyik eleme. Feltéve, hogy a zárványok típusa ismert, a szabványos minőség-összehasonlítási módszert alkalmazzák az acél minőségének megítélésére.

A szabvány GB/T {{0}} "Nem fémes zárványtartalom meghatározása acélban" előírja, hogy a tényleges terület 0,5 mm2, a tényleges látómező pedig 0,71 mm2 négyzetmező kilátás.

JK szabvány minősítés: A zárványok négy alaptípusra oszthatók: A, B, C és D, amelyek szulfidok, alumínium-oxid, szilikátok és gömboxidok.

A zárványok morfológiája és eloszlása szerint a standard spektrumok öt kategóriába sorolhatók: A, B, C, D és DS. Minden zárványtípus 0.5, 1, 1,5, 2, 2,5, 3, összesen hat fokozatra van felosztva, minél több az osztályzatok száma, ami azt jelzi, minél több a zárványok száma, annál nagyobb a méret . A GB/T 10561 "Nemfémes zárványtartalom meghatározása acélban" szabványban a két zárvány közötti távolságra is vannak releváns rendelkezések, hogy elkerülhető legyen az azonos látómezőben megjelenő több azonos típusú zárvány téves értékelése.

A osztály (szulfidok): Egyetlen szürke zárvány, nagy alakíthatósággal és sokféle formaaránnyal, általában lekerekített végekkel.