חומרי גלם איכותיים הם הבסיס לייצור מחברים איכותיים. עם זאת, במוצרים של יצרני מחברים רבים יהיו סדקים. מדוע זה קורה?

כיום, המפרטים הנפוצים של מוטות תיל מפלדת פחמן מבנית המסופקים על ידי מפעלי פלדה מקומיים הם φ 5.5-φ 45, והטווח הבוגר יותר הוא φ 6.5-φ 30. ישנן תאונות איכות רבות הנגרמות מהפרדת זרחן, כגון הפרדת זרחן של מוט תיל קטן ומוטות תיל. השפעת הפרדת הזרחן וניתוח היווצרות הסדקים מוצגים להלן לעיון. הוספת זרחן בדיאגרמת הפאזה של פחמן ברזל תסגור בהתאם את אזור הפאזה האוסטניט ותגדיל באופן בלתי נמנע את המרחק בין המוצק לנזיל. כאשר פלדה המכילה זרחן מקוררת מנוזל למוצק, היא צריכה לעבור טווח טמפרטורות גדול.

קצב הדיפוזיה של זרחן בפלדה איטי, והברזל המותך עם ריכוז זרחן גבוה (נקודת התכה נמוכה) מלא בדנדריטים שהתמצקו ראשונים, מה שמוביל להפרדת זרחן. עבור מוצרים שלעתים קרובות מופיעים בהם סדקים במהלך חישול קר או שיחול קר, הבדיקה והניתוח המטלוגרפיים מראים כי הפריט והפרליט מפוזרים ברצועות, ויש פריט לבן מפוספס במטריצה. ישנם אזורי הכלה אפורים בהירים לסירוגין על מטריצת הפריט המפוספסת. המבנה המפוספס של הסולפיד נקרא "קו רפאים" בגלל הפרדת הסולפיד.
הסיבה לכך היא שבאזור עם הפרדת זרחן חמורה יש אזור לבן בהיר באזור העשרת הזרחן. בלוח היציקה הרציף, עקב תכולת הזרחן הגבוהה באזור הלבן, גבישים עמודיים עשירים בזרחן מתרכזים, מה שמפחית את תכולת הזרחן. כאשר הבליטה מתמצקת, הדנדריטים האוסטניט מופרדים תחילה מהפלדה המותכת. הזרחן והגופרית בדנדריטים אלה מצטמצמים, אך הפלדה המותכת המתמצקת לבסוף מכילה יסודות זרחן וגופרית. היא מתמצקת בין צירי הדנדריט מכיוון שיסודות הזרחן והגופרית גבוהים. בשלב זה נוצר גופרתי, וזרחן מומס במטריצה. מכיוון שיסודות הזרחן והגופרית גבוהים, נוצר כאן גופרתי, וזרחן מומס במטריצה. לכן, עקב תכולת הזרחן והגופרית הגבוהה, תכולת הפחמן בתמיסת הזרחן המוצקה גבוהה. משני צידי חגורת הפחמן, כלומר, משני צידי אזור העשרת הזרחן, נוצרת חגורת פרליט ארוכה וצרה לסירוגין במקביל לחגורה הלבנה של הפריט, ורקמות רגילות סמוכות מופרדות. תחת לחץ החימום, הבילטים יתארכו לכיוון העיבוד בין הצירים, מכיוון שחגורת הפריט מכילה כמות גבוהה של זרחן, כלומר, הפרדת זרחן תוביל להיווצרות מבנה חגורת פריט רחבה וכבדה ובהירה עם מבנה חגורת פריט רחבה ובהירה. ניתן לראות שיש גם רצועות גופרית אפורות בהירות בחגורת הפריט הרחבה והבהירה, המחולקות לרצועה ארוכה של חגורת פריט זרחן עשירה בגופרית, שאנו מכנים בדרך כלל "קו רפאים". (ראה איור 1-2)

בורג אוגן

בתהליך הגלגול החם, כל עוד יש הפרדת זרחן, אי אפשר להשיג מיקרו-מבנה אחיד. חשוב מכך, מכיוון שהפרדת זרחן יוצרת מבנה "קו רפאים", היא בהכרח תפגע בתכונות המכניות של החומר. הפרדת זרחן בפלדה מלוכדת פחמן היא נפוצה, אך דרגתה שונה. הפרדת זרחן חמורה ("מבנה קו רפאים") תגרום להשפעות שליליות ביותר על הפלדה. ברור שהפרדה חמורה של זרחן היא הגורם לסדיקה בכיוון קר. מכיוון שתכולת הזרחן בגרגרי פלדה שונים שונה, לחומרים יש חוזק וקשיות שונים. מצד שני, זה גורם לחומר לייצר מאמץ פנימי, מה שיקל על החומר להיסדק. בחומרים עם מבנה "קו רפאים", דווקא בגלל הירידה בקשיות, בחוזק, בהארכה לאחר שבר ובהקטנת השטח, ובמיוחד הירידה בקשיחות ההשפעה, לתכולת הזרחן בחומרים יש קשר מצוין עם המבנה והתכונות של הפלדה.
ברקמת "קו הרפאים" במרכז שדה הראייה, זוהתה כמות גדולה של גופרית דקה ואפורה בהירה באמצעות מטלוגרפיה. תכלילים לא מתכתיים בפלדה מבנית קיימים בעיקר בצורת תחמוצות וסולפידים. על פי תרשים הסיווג הסטנדרטי GB/T10561-2005 לתכולת תכלילים לא מתכתיים בפלדה, תכולת הסולפידים של תכלילים מסוג B היא 2.5 ומעלה. תכלילים לא מתכתיים הם מקור פוטנציאלי לסדקים. קיומם יפגע קשות בהמשכיות ובקומפקטיות של מבנה הפלדה, ובכך יפחית מאוד את החוזק הבין-גרגירי.
משערים כי הסולפיד במבנה הפנימי של הפלדה, "קו הרפאים", הוא החלק הקל ביותר להיסדק. לכן, מספר רב של מחברים נסדקים במהלך טיפול קר בחום ובטיפול תרמי באתר הייצור, כתוצאה ממספר רב של סולפידים ארוכים בגוון אפור בהיר. בד לא ארוג זה הרס את רציפות תכונות המתכת והגביר את הסיכון לטיפול בחום. לא ניתן להסיר את "קו הרפאים" באמצעות נרמול ושיטות אחרות, ויש לשלוט בקפדנות על יסודות הטומאה לפני ההתכה או כניסת חומרי הגלם למפעל. בהתאם להרכבם ויכולת העיוות, תכלילים לא מתכתיים מחולקים לאלומינה (סוג A), סיליקט (סוג C) ותחמוצת כדורית (סוג D). הופעתם תנתק את רציפות המתכת ותהפוך לגושים או סדקים לאחר הקילוף, דבר שקל להיווצר סדקים במהלך טיפול קר ולגרום לריכוז מאמץ במהלך טיפול בחום, ובכך יגרום לסדקים בטיפול תרמי. לכן, יש לשלוט בקפדנות על תכלילים לא מתכתיים. פלדות פחמן מבניות באיכות גבוהה GB/T700-2006 ו-GB T699-2016 הנוכחיות מציבות דרישות לתכלילים לא מתכתיים. עבור חלקים חשובים, מדובר בדרך כלל בסדרות גס מסוג A, B ו-C, סדרות עדינות שאינן עולות על 1.5, וסדרות גס מסוג D ו-Ds ורמה 2 אינן עולות על רמה 2.

חברת Hebei Chengyi Engineering Materials Co., Ltd. היא חברה עם 21 שנות ניסיון בייצור ומכירה של מחברים. מחברים שלנו משתמשים בחומרי גלם איכותיים, בטכנולוגיית ייצור מתקדמת ובמערכת ניהול מושלמת כדי להבטיח את איכות המוצר. אם אתם מעוניינים לרכוש מחברים, אנא צרו עמנו קשר.