1. مکانیسمی که آخالها باعث ایجاد ترک در کویلهای نورد سرد-میشوند چیست؟
مکانیسم اصلی که توسط آن ادخال ها باعث ایجاد ترک می شود، اختلال در تداوم ماتریس است که به منبع تمرکز تنش تبدیل می شود.
غلظت تنش: انعطاف پذیری اجزای غیرفلزی (مانند اکسیدها، سولفیدها، سیلیکات ها و غیره) معمولاً بسیار کمتر از ماتریس فولادی است. در طول نورد سرد یا مهر زنی بعدی، غلظت تنش بسیار بالا در سطح مشترک بین گنجاندن و ماتریس رخ می دهد.
شروع میکروترک: هنگامی که تنش از استحکام پیوند سطحی فراتر رود، خود انکلوزیون از ماتریس جدا می شود و باعث ایجاد ریزترک ها می شود.
انتشار ترک: تحت نیروی خارجی مداوم، این ریزترک ها منتشر و متصل می شوند. به خصوص هنگامی که آخال ها به صورت زنجیره ای-یا الگوی نواری توزیع می شوند، ترک ها به سرعت در امتداد منطقه تجمع گنجانده می شوند و در نهایت منجر به ترک خوردگی ماکروسکوپیک می شوند.
2. برخی از نمونههای واقعی-جهانی که نشان میدهند که آخالها میتوانند باعث شکستن یا شکستن کویلهای نورد سرد- شوند، کدامند؟
شکستگی نوار نورد سرد: آمار سین کیانگ بائو استیل در مورد حوادث شکستگی نوار در کارخانههای نورد سرد نشان میدهد که مسائل مواد خام (عمدتاً اجزاء) 88.6 درصد از شکستگیها را تشکیل میدهند. تجزیه و تحلیل میکروسکوپ الکترونی نشان داد که ترکیب آخالها در سطح شکست شبیه به شار قالب در کریستالایزر است و تأیید میکند که شکستگی ناشی از به دام افتادن سرباره در طول فرآیند ریختهگری مداوم است.
آسیب لبه: مواد پایه نورد سرد SPHC- یک کارخانه فولاد آسیب به لبه نشان داد. تحقیقات نشان داد که علت محتوای بالای آخالهای نوع B (Al2O3) در فولاد است که منجر به ایجاد ترکهای ریز در لبه دال قبل از نورد میشود. این ترک ها سپس پاره شده و پس از نورد خشن منبسط می شوند.
ترک خوردگی لایهلایهبندی مهر زنی: یک کارخانه خودروسازی ترک خوردگی لایهبرداری را در ورقهای گالوانیزه سرد-نورد پس از مهر زنی گزارش کرد. علل اصلی شامل گیر افتادن سرباره و انکلوزیون زیر جلدی بود. این عیوب تحت تنش مهر زنی به نقاط شروع ترک تبدیل شدند.
شکستگی شکننده خمشی و پیچخوردگی: یک ورق نورد سرد- با شکستگی شکننده در طول خمش و پیچشدن، با سطح شکستگی تمیز و بدون تغییر شکل پلاستیکی مواجه شد. تجزیه و تحلیل نشان می دهد که علت وجود تعداد زیادی ادغام Mg-Si و جداسازی نواری در داخل است که تداوم دانه را مختل می کند و به نقطه شروع شکستگی تبدیل می شود.
3. کدام نوع از آخال ها بیشترین تأثیر را بر خطر ترک خوردگی دارند؟
اجزای شکننده (مثلاً Al2O3، TiN): این اجزاء سخت هستند و انعطاف پذیری ضعیفی دارند و تغییر شکل آنها را در حین نورد دشوار می کند. آنها به راحتی شکسته می شوند و زنجیره{3}}شبیه توزیع می شوند و به شدت به ماتریس آسیب می رسانند. مطالعات تأیید کردهاند که محتوای بالای Al2O3 علت مستقیم ترکهای لبه در دالها است.
اجزاء مرکب بزرگ (به عنوان مثال، گیر افتادن سرباره): اینها سرباره های محافظی هستند که در طی ریخته گری مداوم به دام افتاده اند. آنها ترکیبات پیچیده ای دارند (حاوی کلسیم، سدیم، پتاسیم و غیره)، معمولاً از نظر اندازه بزرگ و شکل نامنظم هستند و پیوند بسیار ضعیفی با ماتریس دارند که خطر قابل توجهی را ایجاد می کند.
اجزای قابل تغییر شکل (به عنوان مثال، MnS): اگرچه MnS در حین کار گرم تغییر شکل میدهد و گسترش مییابد، اما اگر اندازه آن خیلی بزرگ باشد یا شبکهای را تشکیل دهد، انعطافپذیری عرضی فولاد را به میزان قابلتوجهی کاهش میدهد و منجر به ترک خوردن لبه در هنگام نورد میشود.
عیوب ترکیبی حباب ها و آخال ها: هنگامی که حباب های روی سطح شمش فولادی در حین نورد پاره می شوند، اگر به طور همزمان به آخال ها بچسبند، عیب لایه برداری را تشکیل می دهند که به شدت مستعد لایه برداری و ترک خوردن در طی فرآوری های بعدی است.
4. چه رابطه ای بین ریسک ترک خوردگی و اندازه و توزیع درج ها وجود دارد؟
اثر اندازه: به طور کلی، هرچه اندازه گنجایش بزرگتر باشد، خطر ترک خوردن بیشتر می شود. آخال های بزرگ نقص های ماکروسکوپی هستند که مستقیماً به ماتریکس آسیب می رسانند. مطالعات نشان داده اند که حتی اجزای کروی با ابعاد میکرون (1~10μm)، اگر در نواحی تمرکز تنش (مانند زیرسطح) قرار گیرند، می توانند به شروع ترک های خستگی تبدیل شوند.
ریخت شناسی توزیع: مورفولوژی توزیع ادخال ها مهم تر از عدد مطلق آنها است. یک گنجایش کوچک، مجزا و منفرد نسبتاً کمتر مضر است. با این حال، اگر آخال ها در زنجیره ها، نوارها یا خوشه ها توزیع شوند، سطح ضعیفی را تشکیل می دهند که ترک ها به راحتی در امتداد آن منتشر می شوند و منجر به لایه لایه شدن یا شکستگی شکننده می شود.
5. چگونه می توان ترک های ناشی از آخال ها را تشخیص داد و از آن جلوگیری کرد؟
روش های تشخیص:
آزمایش غیرمخرب آنلاین: با استفاده از یک سیستم خودکار تشخیص عیب سطحی (مانند Parsytec)، ضایعات، خراش ها و سایر عیوب روی سطح نوار را می توان در زمان واقعی در خطوط بازپخت و ترشی مداوم شناسایی کرد و هشدارهای به موقع ارائه می دهد.
تجزیه و تحلیل میکروسکوپی آفلاین: برای گنجاندن مشکوک، میکروسکوپ الکترونی روبشی و طیفسنجی پراکنده انرژی برای مشاهده مورفولوژی میکروسکوپی و آنالیز ترکیبی استفاده میشود. این قابل اطمینان ترین روش برای تعیین ماهیت و منبع آخال ها است.
اقدامات پیشگیرانه (از طریق کل فولادسازی-فرایند نورد):
فولادسازی و کنترل ریخته گری مداوم:
دقت کنترل سطح مایع در کریستالایزر را بهبود بخشید تا از نوسانات بیش از حد سطح مایع که می تواند منجر به به دام افتادن سرباره محافظ شود جلوگیری شود.
برای بهبود میدان جریان در کریستالایزر و کاهش گیر افتادن سرباره، پارامترهای نازل ورودی غوطه ور را بهینه کنید.
تقویت پالایش ملاقه برای ترویج شناورسازی و حذف آخالها.
کنترل کیفیت قبض:
بر روی بیلت های ریخته گری پیوسته، بازرسی های سطحی و کیفیت داخلی را انجام دهید. بیلت های دارای نقص تمام شده یا دور ریخته می شوند.