1.De ce trebuie controlat strict conținutul de fosfor (P)? La ce consecințe grave va duce?
Mecanism: Atomii de fosfor au un efect puternic de întărire a soluției solide în oțel, îmbunătățind semnificativ rezistența acestuia. Cu toate acestea, ele se segregează puternic la granițele granulelor, reducând energia de legare a granițelor și provocând o scădere bruscă a plasticității și tenacității oțelului.
Manifestări specifice: Această scădere a tenacității este deosebit de pronunțată la temperaturi scăzute, făcând oțelul fragil și predispus la rupere fragilă, un fenomen cunoscut sub numele de „fragitură la rece”.
Impactul asupra ștanțarii: Pentru piesele care necesită ștanțare la rece, prezența fosforului reduce semnificativ lucrabilitatea la rece a materialului. Deoarece ștanțarea necesită o bună capacitate de deformare plastică, fragilitatea cauzată de fosfor face piesele mai predispuse la fisurare în timpul deformării, în special la temperaturi scăzute sau în zonele complexe de deformare.
Efect cantitativ: studiile arată că pentru oțelul convențional cu conținut scăzut de carbon-, atunci când conținutul de fosfor depășește 0,15%, alungirea (indicele de plasticitate) materialului începe să scadă brusc. Prin urmare, conținutul de fosfor al bobinelor-laminate la rece utilizate pentru ambutirea adâncă este de obicei strict limitat la sub 0,035%.
2.De ce trebuie controlat strict conținutul de sulf (S)? La ce consecințe grave va duce?
Mecanism: Sulful este aproape insolubil în oțel, dar se combină cu fierul pentru a forma sulfură de fier (FeS). FeS și fierul formează o structură eutectică cu punct de topire scăzut--(aproximativ 985 de grade).
Manifestări specifice: Temperaturile calde de lucru (cum ar fi laminarea la cald și forjarea) ale oțelului sunt de obicei peste 1150 ~ 1200 de grade. Când oțelul este încălzit la acest interval de temperatură, punctul de topire scăzut FeS distribuit la granițele granulelor se topește mai întâi, perturbând forța de legătură dintre boabe, provocând astfel fisurarea oțelului în timpul procesării; aceasta este cunoscută sub denumirea de „frigilitate fierbinte”.
Impactul asupra ștanțarii: deși procesul de laminare la rece în sine nu implică temperaturi ridicate, bobinele-laminate la cald sunt materia primă pentru laminarea la rece. Dacă se dezvoltă microfisuri în bobina laminată la cald-din cauza conținutului ridicat de sulf, aceste defecte vor fi extinse și amplificate în timpul laminarii la rece, ducând în cele din urmă la porozitate, decojire sau ștanțare a fisurilor în produsul finit-laminat la rece.
3.Ce daune cauzează prezența fosforului și a sulfului calității interne a bobinelor-laminate la rece?
Sulful cauzează defecte de delaminare: acesta este unul dintre cele mai tipice pericole cauzate de sulf. Sulful din oțel există sub formă de sulfuri (cum ar fi MnS) și este alungit de-a lungul direcției de laminare în timpul rulării, formând structuri cu benzi sau lamelare. Aceste sulfuri cu benzi perturbă continuitatea matricei metalice, acționând ca niște straturi de „diafragme” încorporate în oțel. În timpul prelucrării ulterioare sau sub stres, aceste incluziuni cu benzi se fisurează cu ușurință, formând defecte de delaminare. Studiile indică faptul că reducerea conținutului de sulf din oțel la sub 0,02% poate preveni în mod eficient delaminarea.
Fosforul induce fisurarea prin coroziune prin stres: segregarea fosforului la limitele cerealelor devine o „cale activă” pentru propagarea fisurilor. Simultan, fosforul promovează procesul de dizolvare anodică a oțelului în anumite medii corozive (cum ar fi soluțiile de nitrat), împiedicând formarea peliculelor de pasivare, crescând astfel în mod semnificativ susceptibilitatea oțelului la fisurarea coroziunii prin tensiuni.
4.Ce efecte adverse au fosforul și sulful asupra prelucrării ulterioare a bobinelor-laminate la rece (cum ar fi sudarea și tratarea suprafeței)?
Deteriorarea sudabilității:
Fosfor: crește tendința de fragilitate la rece a metalului de sudură, ceea ce duce la ruperea fragilă a îmbinării de sudură în timpul răcirii sau exploatării la temperaturi scăzute.
Sulful: Reduce ductilitatea metalului de sudură și îl face predispus la fisurare la cald (cracare de solidificare) în timpul sudării, deoarece segregarea sulfului scade intervalul de temperatură de solidificare a metalului de sudură, făcându-l mai susceptibil la fisurare în etapele ulterioare de solidificare.
Impact asupra calității tratamentului de suprafață:
Atât sulful, cât și fosforul sunt elemente foarte segregante. În timpul tratamentului termic (cum ar fi recoacerea), acestea se pot acumula pe suprafața plăcilor de oțel. Aceste depuneri de suprafață pot afecta grav tratamentele chimice ulterioare, cum ar fi cauzarea cristalizării anormale și a aderenței slabe a filmului de fosfatare (un strat obișnuit de pre-acoperire), reducând în cele din urmă rezistența totală la coroziune după acoperire.
5.Care sunt standardele de control pentru fosfor și sulf în bobinele laminate la rece-obișnuite? Bobinele laminate la rece-de înaltă calitate-utilizate pentru ștanțare au conținut de fosfor și sulf mult sub limita superioară pentru oțelul obișnuit. Acest lucru este tocmai pentru a se asigura că materialul are plasticitate, tenacitate și calitate internă bună, astfel încât să se evite defectele fatale, cum ar fi fisurarea și delaminarea în timpul prelucrării ulterioare, cum ar fi ștanțarea.