1.Какъв е механизмът, чрез който включванията причиняват напукване в студеновалцуваните рулони?
Основният механизъм, чрез който включванията причиняват напукване, е прекъсването на непрекъснатостта на матрицата, превръщайки се в източник на концентрация на напрежение.
Концентрация на напрежение: Пластичността на не-металните включвания (като оксиди, сулфиди, силикати и др.) обикновено е много по-ниска от тази на стоманената матрица. По време на студено валцуване или последващо щамповане се появяват изключително високи концентрации на напрежение на границата между включването и матрицата.
Иницииране на микропукнатини: Когато напрежението надвиши силата на междинно свързване, самото включване ще се счупи или ще се отлепи от матрицата, образувайки микропукнатини.
Разпространение на пукнатини: При продължителна външна сила тези микропукнатини ще се разпространят и ще се свържат. Особено когато включванията са разпределени във верижно-подобен или ивичен модел, пукнатините ще се разпространяват бързо по протежение на зоната на агрегиране на включванията, което в крайна сметка ще доведе до макроскопично напукване.
2. Кои са някои-примери от реалния свят, които демонстрират, че включванията могат да причинят напукване или счупване-на студено валцувани рулони?
Счупване на ленти при студено валцуване: Статистиката на Xinjiang Baosteel относно инциденти със счупване на ленти в неговите мелници за студено валцуване показва, че проблемите със суровините (главно включвания) представляват 88,6% от всички счупвания. Електронномикроскопският анализ разкри, че съставът на включванията на повърхността на счупването е подобен на този на флюса на матрицата в кристализатора, което потвърждава, че счупването е причинено от улавяне на шлака по време на процеса на непрекъснато леене.
Повреда по ръба: SPHC студеновалцувания основен материал на стоманодобивна фабрика показа повреда по ръба. Изследванията разкриха, че причината е високото съдържание на включвания тип B (Al₂O₃) в стоманата, което води до микро-пукнатини по ръба на плочата преди валцуване. След това тези пукнатини се разкъсаха и разшириха след грубо валцуване.
Напукване при разслояване при щамповане: Автомобилна фабрика съобщава за напукване при разслояване в студено{0}}валцувани поцинковани листове след щамповане. Основните причини включват улавяне на шлака и подкожни включвания. Тези дефекти се превърнаха в точки на започване на пукнатини при напрежение на щамповане.
Крехко счупване при огъване и навиване: Студено{0}}валцованият лист претърпя крехко счупване по време на огъване и навиване, с чиста повърхност на счупване и без пластична деформация. Анализът показва, че причината е наличието на голям брой включвания на Mg-Si и ивична сегрегация вътре, което нарушава непрекъснатостта на зърното и се превръща в начална точка на счупване.
3. Кои видове включвания имат най-голямо влияние върху риска от напукване?
Крехки включвания (напр. Al2O3, TiN): Тези включвания са твърди и имат слаба пластичност, което ги прави трудни за деформиране по време на валцуване. Те лесно се разпадат и образуват верижни-разпределения, увреждайки сериозно матрицата. Проучванията потвърдиха, че високото съдържание на Al2O3 е пряка причина за пукнатини по ръбовете на плочите.
Големи композитни включвания (напр. улавяне на шлака): Това са защитни шлаки, уловени по време на непрекъснато леене. Те имат сложен състав (съдържат Ca, Na, K и др.), обикновено са с големи размери и неправилна форма и имат изключително лошо свързване с матрицата, което представлява значителна опасност.
Деформируеми включвания (напр. MnS): Въпреки че MnS се деформира и разширява по време на гореща обработка, ако размерът му е твърде голям или образува мрежа, това значително ще намали напречната пластичност на стоманата, което води до напукване на ръба по време на валцуване.
Комбинирани дефекти на мехурчета и включвания: Когато мехурчетата на повърхността на стоманената заготовка се спукат по време на валцуване, ако те едновременно се прикрепят към включвания, те образуват дефект на отлепване, който е изключително предразположен към разслояване и напукване по време на последваща обработка.
4. Каква е връзката между риска от напукване и размера и разпределението на включванията?
Ефект на размера: Като цяло, колкото по-голям е размерът на включването, толкова по-висок е рискът от напукване. Големите включвания са макроскопични дефекти, които директно увреждат матрицата. Проучванията показват, че дори сферични включвания с микрон- размер (1~10 μm), ако са разположени в зони с концентрация на напрежение (като под повърхността), могат да станат инициатори на пукнатини от умора.
Морфология на разпределението: Морфологията на разпределението на включванията е по-важна от техния абсолютен брой. Единично, изолирано, малко включване е сравнително по-малко вредно. Въпреки това, ако включванията са разпределени във вериги, ивици или клъстери, те образуват слаба повърхност, по която лесно се разпространяват пукнатини, което води до разслояване или крехко счупване.
5. Как да открием и предотвратим пукнатини, причинени от включвания?
Методи за откриване:
Онлайн без{0}}разрушителен тест: Използвайки автоматизирана система за откриване на повърхностни дефекти (като Parsytec), включвания, драскотини и други дефекти по повърхността на лентите могат да бъдат открити в реално-време на линии за непрекъснато отгряване и байцване, предоставяйки навременни предупреждения.
Офлайн микроскопски анализ: За предполагаеми включвания се използват сканираща електронна микроскопия и енергийно дисперсионна спектроскопия за микроскопско наблюдение на морфологията и анализ на състава. Това е най-надеждният метод за определяне на естеството и източника на включванията.
Превантивни мерки (през целия процес на-валцоване на стомана):
Производство на стомана и контрол на непрекъснатото леене:
Подобрете точността на контрола на нивото на течността в кристализатора, за да избегнете прекомерни колебания в нивото на течността, които биха могли да доведат до улавяне на защитна шлака.
Оптимизирайте параметрите на потопената входна дюза, за да подобрите полето на потока в кристализатора и да намалите улавянето на шлака.
Укрепете рафинирането на кофата, за да насърчите флотацията и отстраняването на включванията.
Контрол на качеството на сметката:
Провеждайте повърхностни и вътрешни проверки на качеството на непрекъснато отлети заготовки. Заготовките с дефекти се завършват или бракуват.