1.Koji je mehanizam po kojem inkluzije uzrokuju pucanje u hladno{1}}valjanim zavojnicama?
Osnovni mehanizam kojim inkluzije uzrokuju pucanje je prekid kontinuiteta matrice, postajući izvorom koncentracije naprezanja.
Koncentracija naprezanja: Plastičnost ne-metalnih inkluzija (kao što su oksidi, sulfidi, silikati itd.) općenito je mnogo niža od plastičnosti čelične matrice. Tijekom hladnog valjanja ili naknadnog utiskivanja, ekstremno visoke koncentracije naprezanja javljaju se na sučelju između uklopka i matrice.
Pokretanje mikropukotina: Kada naprezanje premaši čvrstoću međupovršinskog povezivanja, sam umetak će se slomiti ili odlijepiti od matrice, stvarajući mikropukotine.
Širenje pukotina: pod kontinuiranom vanjskom silom, ove mikropukotine će se širiti i spajati. Osobito kada su inkluzije raspoređene u lančanom- ili trakastom uzorku, pukotine će se brzo širiti duž područja agregacije inkluzija, na kraju dovodeći do makroskopskih pukotina.
2. Koji su neki-primjeri iz stvarnog svijeta koji pokazuju da inkluzije mogu uzrokovati pucanje ili lomljenje hladno{2}}zavojnica?
Lom trake pri hladnom valjanju: Statistika tvrtke Xinjiang Baosteel o nesrećama loma trake u njegovim tvornicama za hladno valjanje pokazuje da problemi sa sirovinama (uglavnom inkluzije) čine 88,6% svih lomova. Elektronska mikroskopska analiza otkrila je da je sastav inkluzija na površini loma bio sličan sastavu kalupnog fluksa u kristalizatoru, potvrđujući da je lom uzrokovan hvatanjem troske tijekom procesa kontinuiranog lijevanja.
Oštećenje ruba: SPHC hladno{0}}valjani osnovni materijal čeličane pokazao je oštećenje ruba. Istraživanje je otkrilo da je uzrok visok sadržaj inkluzija tipa B (Al₂O₃) u čeliku, što dovodi do mikro-pukotina na rubu ploče prije valjanja. Te su se pukotine zatim pokidale i proširile nakon grubog valjanja.
Pucanje od delaminacije utiskivanjem: Tvornica automobila prijavila je pucanje od delaminacije u hladno{0}}valjanim pocinčanim pločama nakon utiskivanja. Glavni uzroci uključivali su nakupljanje troske i potkožne inkluzije. Ovi nedostaci postali su točke inicijacije pukotina pod pritiskom utiskivanja.
Krti lom pri savijanju i namotavanju: hladno{0}}valjani lim je doživio krti lom tijekom savijanja i namotavanja, s čistom površinom loma i bez plastične deformacije. Analiza pokazuje da je uzrok prisutnost velikog broja inkluzija Mg-Si i trakaste segregacije unutar, što remeti kontinuitet zrna i postaje točka inicijacije loma.
3.Koje vrste uključaka imaju najveći utjecaj na rizik od pucanja?
Krhki uključci (npr. Al₂O3, TiN): Ovi uključci su tvrdi i imaju lošu plastičnost, zbog čega se teško deformiraju tijekom valjanja. Lako se lome i formiraju lančane-raspodjele, ozbiljno oštećujući matricu. Studije su potvrdile da je visok sadržaj inkluzija Al₂O3 izravan uzrok rubnih pukotina u pločama.
Veliki kompozitni uključci (npr. zarobljena troska): To su zaštitne troske zarobljene tijekom kontinuiranog lijevanja. Složenog su sastava (sadrže Ca, Na, K, itd.), obično su velike veličine i nepravilnog oblika te imaju izrazito slabu vezu s matricom, što predstavlja značajnu opasnost.
Deformabilni uključci (npr. MnS): Iako se MnS deformira i rasteže tijekom vruće obrade, ako je njegova veličina prevelika ili tvori mrežu, značajno će smanjiti poprečnu plastičnost čelika, što dovodi do pucanja rubova tijekom valjanja.
Kombinirani nedostaci mjehurića i uključaka: Kada mjehurići na površini čelične gredice puknu tijekom valjanja, ako se istovremeno vežu za uključke, formiraju defekt ljuštenja, koji je izuzetno sklon raslojavanju i pucanju tijekom naknadne obrade.
4. Kakav je odnos između rizika od pucanja i veličine i distribucije inkluzija?
Učinak veličine: općenito, što je veća veličina inkluzije, veći je rizik od pucanja. Velike inkluzije su makroskopski defekti koji izravno oštećuju matricu. Studije su pokazale da čak i sferne inkluzije mikronske -veličine (1~10 μm), ako se nalaze u područjima koncentracije naprezanja (kao što je ispod površine), mogu postati inicijacije pukotina uslijed zamora.
Morfologija distribucije: Morfologija distribucije uključaka je važnija od njihovog apsolutnog broja. Pojedinačna, izolirana, mala inkluzija je relativno manje štetna. Međutim, ako su inkluzije raspoređene u lancima, trakama ili nakupinama, one tvore slabu površinu duž koje se pukotine lako šire, što dovodi do raslojavanja ili krhkog loma.
5. Kako otkriti i spriječiti pukotine uzrokovane inkluzijama?
Metode otkrivanja:
Mrežno ne{0}}destruktivno ispitivanje: upotrebom automatiziranog sustava za otkrivanje površinskih nedostataka (kao što je Parsytec), inkluzije, ogrebotine i drugi nedostaci na površini trake mogu se otkriti u stvarnom-vremenu na linijama za kontinuirano žarenje i dekapiranje, dajući pravovremena upozorenja.
Izvanmrežna mikroskopska analiza: Za sumnjive inkluzije, skenirajuća elektronska mikroskopija i spektroskopija disperzije energije koriste se za mikroskopsko promatranje morfologije i analizu sastava. Ovo je najpouzdanija metoda za određivanje prirode i izvora inkluzija.
Preventivne mjere (kroz cijeli proces-valjanja čelika):
Proizvodnja čelika i kontrola kontinuiranog lijevanja:
Poboljšajte točnost kontrole razine tekućine u kristalizatoru kako biste izbjegli pretjerane fluktuacije razine tekućine koje bi mogle dovesti do zadržavanja zaštitne troske.
Optimizirajte parametre potopljene ulazne mlaznice kako biste poboljšali polje protoka u kristalizatoru i smanjili zarobljavanje troske.
Pojačati pročišćavanje lonca za promicanje flotacije i uklanjanje inkluzija.
Kontrola kvalitete računa:
Provedite površinsku i unutarnju kontrolu kvalitete kontinuirano lijevanih trupaca. Gredice s greškama su dovršene ili odbačene.