lavorazione cnc · 2021年11月6日 0

Analiza typowych problemów jakościowych stali i ich przyczyn

Powszechnymi problemami jakości stali są głównie: wady powierzchni, wady wewnętrzne i wady wymiarów zewnętrznych. Te trzy problemy zostaną przedstawione poniżej:

1. Wady powierzchni

1. Pęknięcia powierzchniowe: 

odnosi się do liniowych pęknięć na powierzchni stali, które generalnie powinny być takie same jak kucie lub kierunek toczenia.

Przyczyny powstawania: głównie ze względu na linię włosa powstałą podczas obróbki (kucie, walcowanie, obróbka cieplna i odpuszczanie) w wyniku nadpalenia powierzchni, odwęglenia, luzu, deformacji, nadmiernego naprężenia wewnętrznego i wysokiego powierzchniowego zanieczyszczeń siarką i fosforem, Pęknięcia na gorąco i zimne pęknięcia.

Metoda kontroli: Pęknięcia powierzchniowe można skontrolować gołym okiem, metodą trawienia, kontroli magnetyczno-proszkowej, kontroli koloru i metodami ekwiwalentnymi złota. Przy potwierdzaniu pęknięć należy zwrócić uwagę na to, aby pęknięcia pojawiające się na powierzchni stali były kruche i luźne, podczas gdy sama stal nie ma pęknięć.

2. Ciężka skóra i składanie:

 języczkowe lub łuskowate metalowe płatki związane na powierzchni stali, które zachodzą na niektóre części powierzchni, mają oczywiste linie zagięcia.

Przyczyny powstawania: z powodu wykwitów, zadziorów, zagłębień, wtrąceń, porów podskórnych i luzów powierzchniowych na kęsach podczas obróbki na gorąco, reologia metalu podczas deformacji termicznej, a otwór tworzy na powierzchni ciężkie naskórki i fałdy.

3. Uszy: 

odnosi się do wklęsłości na powierzchni stali, które rozciągają się wzdłuż kierunku walcowania.

Przyczyna: Szczelina w przejściu walcarki jest zbyt duża, przez co powierzchnia stali tworzy wybrzuszenia wzdłuż porów.

4. Zadrapanie:

 Nazywany również rysą, odnosi się do prostego lub łukowatego śladu rowka na powierzchni stali pod działaniem siły zewnętrznej (widocznej na dnie rowka).

Analiza typowych problemów jakościowych stali i ich przyczyn

2. Wady wewnętrzne

1. Segregacja:

 W rzeczywistości jest to ogólne określenie zjawiska nierównomiernego składu chemicznego stali. Na próbce ługowanej kwasem, gdy segregacją są substancje erodujące lub wtrącenia gazowe, jest ona ciemna, nieregularna, lekko wklęsła, płaska na dnie i występuje wiele gęstych mikroporowatych plam. Jeśli elementy antykorozyjne są nagromadzone, ma blady kolor, nieregularny kształt i stosunkowo gładkie wgłębienia.

Ze względu na lokalizację i kształt segregacji dzieli się je zwykle na następujące kategorie: ① Segregacja centralna: występująca w centralnej części i pokazująca ciemne plamy o nieregularnych kształtach. ② Segregacja wlewków: ciemne plamy skoncentrowane na zamkniętym pasie o różnych szerokościach i różnych szerokościach oraz o kształcie przekroju oryginalnego wlewka stalowego (zwykle kwadratowy), więc segregacja wlewków nazywana jest również segregacją skrzynkową. ③Segregacja punktowa: plamy są na ogół większe, z ciemniejszymi, lekko zapadniętymi wzorami, nasionami owalnymi lub melonowymi. Ogólnie rozłożona, zwana ogólną segregacją punktową: Rozłożona na krawędzi stali, zwana segregacją punktową krawędzi.

Przyczyna powstawania: Segregacja to nagromadzenie pewnych pierwiastków w wyniku selektywnej krystalizacji i dyfuzji podczas odlewania i krzepnięcia wlewka stalowego. Segregacja jest nieunikniona w normalnych warunkach produkcyjnych.

2. Porowatość: 

Pory wewnątrz stali. Pory zazwyczaj wyglądają jak nieregularne wielokąty na próbkach o niskim powiększeniu, a ostre i wąskie wgłębienia na dnie zwykle pojawiają się w miejscach segregacji. W ciężkich przypadkach istnieje tendencja do łączenia się w gąbczasty kształt. Zgodnie z ich luźnym rozkładem, można je podzielić na dwie kategorie: luźne w środku i ogólnie luźne: ①Center luźne: w środku próbki o małej mocy znajdują się skoncentrowane puste przestrzenie i ciemne kropki. Na pęknięciu podłużnym występuje delikatna warstwa pośrednia, a pod mikroskopem można zaobserwować wzrost perlitu w luźnym środku, co wskazuje na wzrost zawartości węgla w luźnym środku. ②Zazwyczaj luźna: struktura jest gęsta na próbce o małym powiększeniu, ukazując rozproszone małe pory i małe czarne plamki. Pory to w większości nieregularne wielokąty lub wzory, rozmieszczone na całym przekroju z wyjątkiem krawędzi. Porowatość środkowa zwykle pojawia się w główce i środku wlewka stalowego, a różnica w stosunku do porowatości ogólnej polega na tym, że jest rozłożona w sekcji stalowej i w środku, a nie w całej sekcji. Ogólnie rzecz biorąc, im wyższa zawartość węgla, tym poważniejsza jest porowatość centralna.

Przyczyny powstawania: Podczas krzepnięcia wlewka stalowego międzykrystaliczny materiał niskotopliwy ostatecznie krzepnie i kurczy się i wydziela gaz tworząc puste przestrzenie, a spawana rura nie jest wyposażona podczas procesu obróbki na gorąco.

W stali dopuszczalna jest niewielka segregacja i większa porowatość.

3. Obejmuje:

 Wtrącenia dzielą się na wtrącenia metaliczne i wtrącenia niemetaliczne. ①Wtrącenia metalowe: Głównie wady spowodowane przez metalowe pręty, arkusze, bloki wpadające do wlewnicy stalowej przez pomyłkę lub bloki żelazostopów dodane pod koniec wytapiania podczas procesu odlewania. Krawędzie są wyraźne na próbkach o niskim powiększeniu. Geometryczne kształty o kolorystyce znacząco odbiegającej od otoczenia. ②Wtrącenia niemetaliczne: podczas procesu odlewania nie ma czasu na wypłynięcie żużla lub materiału ogniotrwałego na wyściółce pieca i wewnętrznej ściance systemu odlewania, które odkleiły się do roztopionej stali. Większe wtrącenia niemetaliczne są łatwe do zidentyfikowania, natomiast mniejsze korodują. Po oderwaniu pozostawiając małe okrągłe dziurki.

4. Wnęki skurczowe: 

W przypadku próbek o małym powiększeniu wnęki skurczowe znajdują się w środku, a otaczające je obszary są często segregowane, mieszane lub luźne i gęste. Czasami przed korozją można zobaczyć jaskinie lub szczeliny. Po korozji ubytki są częściowo zaciemnione, ukazując nieregularne fałdy.

Przyczyna powstawania: Podczas wylewania wlewka stalowego, końcowa zakrzepła część (część rdzeniowa) roztopionej stali nie może zostać wypełniona po zakrzepnięciu i skurczeniu. Pozostawione makroskopowe wnęki nie są wypełniane, a wnęka skurczowa powstaje głównie w łbie wlewka stalowego (koniec nasadki).

5. Pęcherzyki powietrza:

 Na próbkach o małym powiększeniu widoczne są pęknięcia z grubsza prostopadłe do powierzchni. W pobliżu występuje niewielkie utlenienie i odwęglenie. Podskórne pęcherzyki powietrza nazywane są podskórnymi pęcherzykami powietrza, a głębsze podskórne pęcherzyki powietrza nazywane są otworkami.

Przyczyny powstawania: defekty spowodowane przez gaz wytwarzany i uwalniany podczas odlewania wlewka stalowego.

6. Pęknięcia:

 Przy małym powiększeniu pozycja osiowa pęka wzdłuż międzykryształów, tworząc pajęczynę, aw ciężkich przypadkach pęka promieniowo.

Przyczyny powstawania: Istnieją głównie dwa rodzaje, jeden to wewnętrzne rozdarcie spowodowane pewnymi przyczynami, gdy wlewek jest krzepnięty i chłodzony, i nie daje się spawać podczas procesu kucia i walcowania; drugi to wewnętrzne pękanie spowodowane niewłaściwym kuciem.

7. Białe plamy:

 cienkie i krótkie pęknięcia na próbkach o niskim powiększeniu są na ogół skoncentrowane we wnętrzu stali i prawie nie ma ich w warstwie powierzchniowej o grubości 20-30mm. Ponieważ pęknięcia nie są łatwe do odróżnienia, należy je zweryfikować testem na pękanie. Białe plamki wyglądają jak gruboziarniste srebrne, jasne, białe plamy na złamaniu.

Przyczyny powstawania: Powszechnie uważa się, że jest to efekt naprężeń wodorowych i tkanek, to znaczy małych pęknięć spowodowanych kombinacją oddzielania i gromadzenia wodoru w luźnych mikroporach, w celu wygenerowania ogromnego ciśnienia i lokalnego naprężenia wewnętrznego generowanego podczas przemiana fazowa stali.

3. wielkość wady;

1. Odchylenie wymiarowe:

 Wymiary obejmujące długość, średnicę, grubość, tolerancję plus i minus, głębokość szlifowania i szerokość stali nie spełniają wymagań normy zamówienia.

2. Owalność: 

odnosi się do różnicy wielkości i średnicy na odcinku stalowym przekroju kołowego.

3. Krzywizna: Stal nie jest prosta w kierunku długości i szerokości, a zagięcia różnych materiałów mają różne nazwy. Profil jest reprezentowany przez zagięcie; płyta i pasek są reprezentowane przez zagięcie sierpowe, zagięcie fali i stopień wypaczenia.

4. Skręcanie: 

Stalowa taśma jest skręcona w spiralę wzdłuż kierunku osiowego.

4. Analiza defektów białych plam w stali

Wady białych plam na stali są źródłem pęknięć, które mogą prowadzić do pęknięć stali i katastrofalnych wypadków. Wady białych plam na stali są spowodowane połączonym działaniem wysokiej zawartości wodoru w stali i naprężeń wewnętrznych. Białe plamy to wewnętrzne pęknięcia stali, które są wadami metalurgicznymi, które nie są dozwolone w gotowej stali.

Ogólnie rzecz biorąc, niskowęglowa stal niskostopowa nie powoduje powstawania białych defektów. Jednak niektóre badania wykazały, że defekty białych plamek mogą również występować w niektórych stalach niskowęglowych i niskostopowych (takich jak stal 16Mn). Podaje się, że zwykła stal węglowa o udziale masowym węgla około 0.20% i udziale masowym wodoru 0.0004% będzie miała defekty związane z białymi plamami.

Następnie zbadamy i omówimy wady białych plamek w niskowęglowej stali niskostopowej metodami kontrolnymi, takimi jak defektoskopia ultradźwiękowa, małe powiększenie, makrozłamanie, metalografia i skaningowa mikroskopia elektronowa.

Skład chemiczny i zawartość H w stali przedstawiono w Tabeli 1, a badane elementy i ilości przedstawiono w Tabeli 2.

1. Ultradźwiękowe wykrywanie defektów i kontrola niskiej mocy

W celu określenia lokalizacji wady do pomiaru wykorzystuje się metodę defektoskopii ultradźwiękowej. Poziome i wzdłużne testy trawienia kwasem termicznym o małej mocy (6-10 razy) są przeprowadzane w miejscach o dużym nasileniu i gęstości skazy. Można znaleźć zarówno charakterystyczne dla białego punktu pęknięcia. Obserwuje się białe pęknięcia z emisyjnymi lub koncentrycznymi okręgami i można zauważyć, że trudno jest zidentyfikować białe plamy na stalowej płycie na próbce o małej mocy.

2. Test makro złamania

Podobnie pobieraj próbki w miejscach, w których fale defektów są silne i gęste w ultradźwiękowym wykrywaniu defektów, a na pęknięciu można znaleźć pęknięcia w kształcie kaczego dzioba.

3. Test wydajności mechanicznej

Blachy stalowe poddano próbom rozciągania w kierunku Z oraz udarności w kierunku Z -40°C. Wyniki badań przedstawiono w tabeli 3. Wskaźniki wytrzymałości próbek z białymi plamkami na pęknięciu rozciągającym w kierunku Z uległy nieznacznemu obniżeniu, natomiast znacznie zmniejszyły się wskaźniki plastyczności i udarności.

4. Kontrola metalograficzna

Pobrać próbkę metalograficzną w miejscu, w którym potwierdzono, że próbka o niskim powiększeniu jest białą plamką, która ma wyraźne zygzakowate cechy, jak pokazano na rysunku 3.

Wyniki badań metalograficznych pokazują, że wtrącenia kruche mają od 1 do 1.5 stopnia, wtrącenia plastyczne od 0.5 do 1.5 stopnia, a struktura pasmowa jest poważna, osiągając 3 do 4 stopni.

5. Obserwacja pod mikroskopem elektronowym

Przeanalizuj różne struktury w pobliżu pęknięcia białej kropki, skanując widmo energii mikroskopii elektronowej. Wyniki pokazują, że zawartość manganu w paskach perlitu jest stosunkowo wysoka, zwłaszcza w obszarze bainitu ziarnistego. Udział masowy manganu sięga 2.51%, natomiast udział masowy manganu w osnowie to tylko ok. 1.5%.

Wnioski 6

(1) Właściwości białych plam na powierzchni pęknięcia próbek do rozciągania blachy stalowej to wady białych plamek, które powstają w kęsie stalowym i nie ma wtórnej białej plamy spowodowanej spawaniem podczas walcowania blachy stalowej.

(2) Wady białych plamek na płycie stalowej nie są tak oczywiste, jak białe plamki w stali wysokowęglowej, stali stopowej, stali kwadratowej i okrągłej na powierzchni o niskiej zawartości kwasu. Można to ocenić za pomocą ultradźwiękowych metod wykrywania defektów i badania pęknięć poziomych. Można to również dodatkowo potwierdzić metodami inspekcji metalograficznej i mikroskopowej mikroskopii skaningowej mikroskopu elektronowego.

(3) Pęknięcia białych plamek w płycie stalowej występują w strefie ziarnistego paska perlitu, a struktura pasmowa zapewnia naprężenie strukturalne wymagane do utworzenia wady białej plamki. Struktura pasmowa jest spowodowana segregacją manganu (oraz węgla i siarki). Ta segregacja prowadzi do wzrostu lokalnej zawartości wodoru i stwarza warunki do powstawania białych plam z wyższą zawartością wodoru. Powstaje w wyniku połączonego działania stresu tkankowego i lokalnego wodoru. Wada biała plama.

(4) Pęknięcia z białymi plamami na płycie stalowej mają niewielki wpływ na właściwości mechaniczne wzdłużne i wzdłużne, ale znacznie zmniejszają wskaźnik plastyczności w kierunku z i wartość udarności.

(5) Chociaż płytki ze stali niskowęglowych i niskostopowych nie są tak łatwe do wytworzenia defektów białych plam jak stal wysokowęglowa i stal stopowa, mogą również powodować defekty białych plamek bez zwracania uwagi na kontrolę zawartości wodoru w wytopie i powolne chłodzenie kęsów.

Link do tego artykułu: Analiza typowych problemów jakościowych stali i ich przyczyn 

Oświadczenie o przedruku: Jeśli nie ma specjalnych instrukcji, wszystkie artykuły na tej stronie są oryginalne. Proszę wskazać źródło przedruku: https://www.cncmachiningptj.com/,thanks!


Analiza typowych problemów jakościowych stali i ich przyczynPTJ® zapewnia pełen zakres niestandardowej precyzji obróbka cnc Chiny usługi.Certyfikat ISO 9001:2015 i AS-9100. Szybka precyzja w 3, 4 i 5 osiach Obróbka CNC usługi w tym frezowanie, metalowa blacha zgodnie ze specyfikacją klienta, możliwość obróbki części metalowych i plastikowych z tolerancją +/- 0.005 mm. Usługi dodatkowe obejmują szlifowanie CNC i konwencjonalne, cięcie laserowe,wiercenie,odlewanie, blacha i cechowanie.Zapewnienie prototypów, pełnych serii produkcyjnych, wsparcia technicznego i pełnej kontroli.Służy motoryzacyjnyAerospace, forma i oprawa, oświetlenie led,medyczny,rower i konsument elektronika branże. Dostawa na czas.Opowiedz nam trochę o budżecie Twojego projektu i przewidywanym czasie realizacji. Opracujemy z tobą strategię, aby zapewnić najbardziej opłacalne usługi, które pomogą ci osiągnąć swój cel, zapraszamy do kontaktu z nami ( [email protected] ) bezpośrednio do nowego projektu.