탄소 구조용 강재의 인 편석 형성 및 균열 분석
현재 국내 철강 공장에서 제공하는 탄소 구조용 강선재 및 봉재의 일반적인 사양은 φ5.5-φ45이며 더 성숙한 범위는 φ6.5-φ30입니다.소형 선재 및 봉강 원료의 인편석으로 인한 품질사고가 많이 발생하고 있습니다.참고로 인 편석의 영향과 균열 형성 분석에 대해 이야기해 보겠습니다.
철에 인을 첨가하면 철-탄소 상 다이어그램에서 오스테나이트 상 영역을 상응하게 닫을 수 있습니다.따라서 고상선과 액상선 사이의 거리를 넓혀야 합니다.인 함유 강철이 액체에서 고체로 냉각될 때 넓은 온도 범위를 통과해야 합니다.강철에서 인의 확산 속도는 느립니다.이 때, 1차 응고된 수상돌기 사이의 틈에는 인 농도가 높은(낮은 융점) 용철이 채워져 인 편석이 형성된다.
냉간압출이나 냉간압출 공정에서 크랙이 발생하는 경우가 많습니다.균열된 제품의 금속 조직 검사 및 분석은 페라이트와 펄라이트가 띠 모양으로 분포되어 있고 매트릭스에서 백철 스트립을 명확하게 볼 수 있음을 보여줍니다.페라이트에는 이 띠 모양의 페라이트 기질에 간헐적인 띠 모양의 밝은 회색 황화물 개재물이 있습니다.인화황의 편석에 의해 발생하는 이러한 띠 모양의 구조를 "고스트 라인"이라고 합니다.인편석이 심한 부위의 인이 풍부한 영역이 하얗고 밝게 보이기 때문이다.흰색 및 밝은 벨트의 높은 인 함량으로 인해 인이 풍부한 흰색 및 밝은 벨트의 탄소 함량이 감소하거나 탄소 함량이 매우 적습니다.이러한 방식으로 연속주조 슬래브의 주상결정은 인 농축 벨트의 연속주조 동안 중심을 향해 발달한다..빌릿이 응고되면 먼저 용강에서 오스테나이트 덴드라이트가 석출됩니다.이들 덴드라이트에 함유된 인 및 황은 환원되지만 최종 응고된 용강은 인 및 황 불순물 원소가 풍부하여 인 및 황 함량이 높기 때문에 덴드라이트 축 사이에서 응고되어 황이 황화물을 형성하고, 인은 매트릭스에 용해됩니다.확산이 쉽지 않고 탄소배출 효과가 있다.탄소는 녹을 수 없으므로 인 고용체 주변(페라이트 백색띠의 측면)은 탄소 함량이 높습니다.페라이트 벨트의 양쪽, 즉 인이 풍부한 영역의 양쪽에 있는 탄소 요소는 각각 페라이트 화이트 벨트와 평행한 좁고 간헐적인 펄라이트 벨트를 형성하고 인접한 정상 조직을 분리합니다.빌렛이 가열되고 압축되면 샤프트가 압연 가공 방향을 따라 연장됩니다.그것은 바로 페라이트 밴드가 높은 인을 함유하고 있기 때문입니다. 즉 심각한 인 편석은 명백한 철과 함께 심각하고 넓고 밝은 페라이트 밴드 구조의 형성으로 이어집니다. 요소 본체.긴 황화물 스트립이 있는 이 인이 풍부한 페라이트 밴드는 우리가 일반적으로 "고스트 라인" 조직이라고 부르는 것입니다(그림 1-2 참조).
그림 1 탄소강 SWCH35K 200X의 고스트 와이어
그림 2 일반 탄소강 Q235 500X의 고스트 와이어
강재를 열간압연할 때 빌릿에 인편석이 있는 한 균일한 미세조직을 얻을 수 없다.또한 심한 인 편석으로 인해 "고스트 와이어"구조가 형성되어 필연적으로 재료의 기계적 특성이 저하됩니다..
탄소강에서 인의 편석은 일반적이지만 그 정도는 다릅니다.인이 심하게 분리되면("고스트 라인" 구조가 나타남) 철강에 극도로 부정적인 영향을 미칩니다.분명히 인의 심한 분리는 냉간압조 공정 중 재료 균열의 주범입니다.강철의 다른 입자는 인 함량이 다르기 때문에 재료의 강도와 경도가 다릅니다.다른 한편으로, 그것은 또한 재료가 내부 응력을 생성하도록 하여 재료가 내부 균열이 발생하기 쉬운 것을 촉진할 것입니다."고스트 와이어"구조의 재료에서 경도, 강도, 파단 후 연신율의 감소 및 면적 감소, 특히 충격 인성의 감소는 재료의 냉간 취성을 초래하므로 인 함량 철강의 구조적 특성과 매우 밀접한 관계가 있습니다.
금속 조직 검출 시야 중앙의 "고스트 라인" 조직에는 많은 수의 연한 회색의 긴 황화물이 있습니다.구조용 강철의 비금속 개재물은 주로 산화물과 황화물의 형태로 존재합니다.GB/T10561-2005 "강의 비금속 개재물 함량에 대한 표준 등급 차트 현미경 검사 방법"에 따르면 B형 개재물은 이때 가황됩니다. 재료 수준은 2.5 이상에 도달합니다.우리 모두 알고 있듯이 비금속 개재물은 잠재적인 균열 원인입니다.그것들의 존재는 강철 미세 구조의 연속성과 조밀성을 심각하게 손상시키고 강철의 입계 강도를 크게 감소시킵니다.이로부터 강철 내부 구조의 "고스트 라인"에 있는 황화물의 존재가 균열이 발생할 가능성이 가장 높은 위치라고 추론됩니다.따라서 다수의 파스너 생산 현장에서 냉간 단조 균열 및 열처리 담금질 균열은 다수의 밝은 회색 가는 황화물에 의해 발생한다.이러한 나쁜 직조의 출현은 금속 특성의 연속성을 파괴하고 열처리의 위험을 증가시킵니다."유령 실"은 정규화 등으로 제거 할 수 없으며 불순물 요소는 제련 공정 또는 원자재가 공장에 들어가기 전에 엄격하게 통제되어야합니다.
비금속 개재물은 조성과 변형성에 따라 알루미나(A형) 규산염(C형)과 구형 산화물(D형)로 나뉩니다.이들의 존재는 금속의 연속성을 차단하고, 박리 후에 구덩이 또는 균열이 형성된다.냉간 업세팅 시 균열의 원인이 되기 쉽고 열처리 시 응력 집중을 일으켜 담금질 균열이 발생하기 쉽습니다.따라서 비금속 개재물은 엄격하게 통제되어야 합니다.현재 강철 GB/T700-2006 "Carbon Structural Steel" 및 GB/T699-2016 "High-quality Carbon Structural Steel" 표준은 비금속 개재물에 대한 명확한 요구 사항을 제시하지 않습니다..중요한 부품의 경우 A, B, C의 굵은 선과 가는 선은 일반적으로 1.5 이하이고 D 및 D의 굵은 선과 가는 선은 2 이하입니다.
게시 시간: 2021년 10월 21일
