Korkealaatuiset raaka-aineet ovat perusta korkealaatuisten kiinnittimien valmistukselle. Monien kiinnitinvalmistajien tuotteissa on kuitenkin halkeamia. Miksi näin tapahtuu?

Tällä hetkellä kotimaisten terästehtaiden toimittamien hiilirakenteisten terästankojen yleisimmät ominaisuudet ovat φ 5,5–φ 45, ja kehittyneempi alue on φ 6,5–φ 30. Fosforin erottuminen aiheuttaa monia laatuonnettomuuksia, kuten ohuiden valssitankojen ja -tankojen fosforin erottumisen. Fosforin erottumisen vaikutus ja halkeamien muodostumisen analyysi esitetään alla viitteeksi. Fosforin lisääminen rauta-hiilifaasidiagrammiin sulkee vastaavasti austeniittifaasialueen ja väistämättä lisää solidus- ja likvidusfaasien välistä etäisyyttä. Kun fosforia sisältävä teräs jäähdytetään nesteestä kiinteäksi, sen lämpötila-alue on laaja.

Fosforin diffuusionopeus teräksessä on hidas, ja korkean fosforipitoisuuden omaava (alhainen sulamispiste) sula rauta on täynnä ensimmäisiä jähmettyneitä dendriittejä, mikä johtaa fosforin erottumiseen. Tuotteissa, joissa on usein halkeamia kylmätaonta- tai kylmäpursotusmenetelmän aikana, metallografinen tutkimus ja analyysi osoittavat, että ferriitti ja perliitti ovat jakautuneet suikaleiksi ja matriisissa on valkoista raitaista ferriittiä. Raitaisessa ferriittimatriisissa on ajoittain vaaleanharmaita sulfidi-inkluusiovyöhykkeitä. Sulfidin raitaista rakennetta kutsutaan "haamuviivaksi" sulfidin erottumisen vuoksi.
Syynä on se, että alueella, jolla fosforia on voimakkaasti erottunut, fosforin rikastusalueella on valkoinen kirkas vyöhyke. Jatkuvassa valulaatassa valkoisen alueen korkean fosforipitoisuuden vuoksi fosforipitoiset pylväsmäiset kiteet tiivistyvät, mikä vähentää fosforipitoisuutta. Kun aihio jähmettyy, austeniittidendriitit erotetaan ensin sulasta teräksestä. Näiden dendriittien fosfori ja rikki pelkistyvät, mutta lopulta jähmettynyt sula teräs sisältää fosforia ja rikkiä. Se jähmettyy dendriittien väliin, koska fosfori- ja rikkipitoisuudet ovat korkeat. Tällöin muodostuu sulfidia, joka liukenee matriisiin. Koska fosfori- ja rikkipitoisuudet ovat korkeat, sulfidia muodostuu täällä, ja fosfori liukenee matriisiin. Siksi fosforin ja rikin korkean pitoisuuden vuoksi fosforikiinteän liuoksen hiilipitoisuus on korkea. Hiilipitoisen vyöhykkeen molemmille puolille, eli fosforin rikastusalueen molemmille puolille, muodostuu pitkä ja kapea, ferriittivalkoisen vyöhykkeen suuntainen, katkonaisen perliittivyöhykkeen ja vierekkäiset normaalit kudokset erottuvat toisistaan. Kuumennuspaineen alaisena aihio ulottuu työstösuuntaan akseleiden väliin, koska ferriittivyö sisältää paljon fosforia. Fosforin erottuminen johtaa raskaan, leveän ja kirkkaan ferriittivyörakenteen muodostumiseen. Voidaan nähdä, että leveässä ja kirkkaassa ferriittivyössä on myös vaaleanharmaita sulfidinauhoja, jotka jakautuvat pitkiksi sulfidirikasiksi fosforiferriittivyöhykkeiksi, joita yleensä kutsutaan "haamuviivaksi". (Katso kuva 1-2)

Laippapultti

Kuumavalssausprosessissa on mahdotonta saavuttaa tasaista mikrorakennetta niin kauan kuin fosforin erottumista tapahtuu. Mikä tärkeämpää, koska fosforin erottuminen on muodostanut "haamuviivarakenteen", se väistämättä heikentää materiaalin mekaanisia ominaisuuksia. Fosforin erottuminen hiilisidotussa teräksessä on yleistä, mutta sen aste vaihtelee. Voimakas fosforin erottuminen ("haamuviivarakenne") aiheuttaa erittäin haitallisia vaikutuksia teräkseen. On selvää, että voimakas fosforin erottuminen on kylmämurtuman syyllinen. Koska eri teräsrakeiden fosforipitoisuus on erilainen, materiaaleilla on erilaiset lujuudet ja kovuudet. Toisaalta se aiheuttaa materiaaliin sisäistä jännitystä, mikä tekee materiaalista helposti halkeilevan. "Haamuviiva"-rakenteisissa materiaaleissa juuri kovuuden, lujuuden, murtovenymän ja pinta-alan pienenemisen, erityisesti iskulujuuden heikkenemisen, vuoksi materiaalien fosforipitoisuudella on suuri yhteys teräksen rakenteeseen ja ominaisuuksiin.
Näkökentän keskellä olevassa "haamuviivakudoksessa" havaittiin metallografialla suuri määrä ohutta, vaaleanharmaata sulfidia. Rakenneterästen epämetalliset sulkeumat esiintyvät pääasiassa oksidien ja sulfidien muodossa. GB/T10561-2005 -standardin mukaisen ei-metallisten sulkeumien pitoisuutta teräksessä koskevan luokituskaavion mukaan B-luokan sulkeumien sulfidipitoisuus on 2,5 tai enemmän. Epämetalliset sulkeumat ovat mahdollinen halkeamien lähde. Niiden olemassaolo vahingoittaa vakavasti teräsrakenteen jatkuvuutta ja tiiviyttä, mikä vähentää merkittävästi raevälilujuutta.
On spekuloitu, että teräksen sisäisen rakenteen "haamuviivan" sulfidi on helpoimmin halkeileva osa. Siksi suuri määrä kiinnittimiä halkeili kylmätyssäyksen ja lämpökäsittelyn sammutuksen aikana tuotantopaikalla, mikä johtui suuresta määrästä vaaleanharmaita pitkiä sulfideja. Tämä kuitukangas tuhosi metallin ominaisuuksien jatkuvuuden ja lisäsi lämpökäsittelyn riskiä. "Haamuviivaa" ei voida poistaa normalisoinnilla tai muilla menetelmillä, ja epäpuhtauselementtejä on valvottava tarkasti ennen sulatusta tai raaka-aineiden saapumista tehtaalle. Koostumuksen ja muodonmuutoskelpoisuuden mukaan ei-metalliset sulkeumat jaetaan alumiinioksidiin (tyyppi A), silikaaleihin (tyyppi C) ja pallomaisiin oksideihin (tyyppi D). Niiden esiintyminen katkaisee metallin jatkuvuuden ja muodostaa kuoppia tai halkeamia kuorinnan jälkeen, jolloin kylmätyssäyksen aikana on helppo muodostaa halkeamia ja aiheuttaa jännityskeskittymistä lämpökäsittelyn aikana, mikä aiheuttaa sammutushalkeamia. Siksi ei-metallisia sulkeumia on valvottava tarkasti. Nykyiset hiiliterässtandardit GB/T700-2006 ja GB T699-2016 korkealaatuisille hiiliteräksille asettavat vaatimukset ei-metallisille sulkeumille. Tärkeiden osien osalta käytetään yleensä A-, B- ja C-tyypin karkeaa sarjaa, hienoa sarjaa enintään 1,5, D- ja D-tyypin karkeaa järjestelmää ja taso 2 on enintään taso 2.

Hebei Chengyi Engineering Materials Co., Ltd. on yritys, jolla on 21 vuoden kokemus kiinnittimien tuotannosta ja myynnistä. Kiinnittimissämme käytetään korkealaatuisia raaka-aineita, edistynyttä tuotanto- ja valmistusteknologiaa sekä täydellistä hallintajärjestelmää tuotteiden laadun varmistamiseksi. Jos olet kiinnostunut ostamaan kiinnittimiä, ota meihin yhteyttä.