1. Ποιες είναι οι βλαβερές επιπτώσεις του φωσφόρου στις ιδιότητες βαθιάς-έλξης των ελασμάτων ψυχρής-έλασης χάλυβα;
Ο φώσφορος έχει ισχυρή ενισχυτική δράση στερεού διαλύματος στον χάλυβα. Αν και αυτό αυξάνει την αντοχή, έχει το κόστος της δραστικής μείωσης της πλαστικότητας του χάλυβα. Το πιο σημαντικό, ο φώσφορος υφίσταται εύκολα σοβαρό διαχωρισμό (δηλαδή, εντοπισμένο εμπλουτισμό) σε χάλυβα, οδηγώντας σε μια δομή με λωρίδες. Κατά τη διαδικασία ανόπτησης μετά από ψυχρή έλαση, ο διαχωρισμένος φώσφορος εμποδίζει την ανακρυστάλλωση και την ανάπτυξη των κόκκων, με αποτέλεσμα λεπτούς και ανομοιόμορφους κόκκους στο φύλλο χάλυβα. Αυτή η μικροδομή επιδεινώνει σοβαρά την ανισοτροπία του φύλλου χάλυβα. Με απλούστερους όρους, αυξάνει τη διαφορά στις μηχανικές ιδιότητες σε διαφορετικές κατευθύνσεις, καθιστώντας το ιδιαίτερα ευαίσθητο στο «στάρισμα» (ανομοιόμορφες άκρες κυπέλλου) ή ακόμη και σε απευθείας ρωγμές κατά τη διάρκεια της βαθιάς έλξης.
2.Τι σοβαρά προβλήματα μπορεί να προκαλέσει το θείο κατά τη διάρκεια της θερμής έλασης;
Το θείο είναι σχεδόν αδιάλυτο στον χάλυβα, υπάρχει κυρίως ως εγκλείσματα θειούχου (όπως το MnS). Κατά τη διάρκεια της θερμής έλασης, τα αρχικά όλκιμα εγκλείσματα MnS τυλίγονται σε λωρίδες που εκτείνονται κατά μήκος της κατεύθυνσης έλασης. Αυτά τα εγκλείσματα σε σχήμα λωρίδας-διαταράσσουν τη συνέχεια της χαλύβδινης μήτρας, σχηματίζοντας μικροσκοπικά σημεία συγκέντρωσης τάσεων. Όταν συμβεί η επακόλουθη ψυχρή έλαση και ανόπτηση, αυτές οι περιοχές σε σχήμα λωρίδας- γίνονται θέσεις έναρξης ρωγμών, μειώνοντας σημαντικά την εγκάρσια σκληρότητα κρούσης και την ολκιμότητα της χαλύβδινης πλάκας. Επιπλέον, σε υψηλές θερμοκρασίες, το θείο μπορεί να αντιδράσει με το σίδηρο για να σχηματίσει FeS χαμηλού-σημείου τήξης-, που οδηγεί σε ρωγμές "καυτής ευθραυστότητας" κατά τη διάρκεια της θερμής εργασίας.
3.Πώς ο φώσφορος και το θείο επηρεάζουν την ποιότητα της επιφάνειας των ελασμάτων ψυχρής-ελάσεως;
Η επίδραση του φωσφόρου: Η υψηλή περιεκτικότητα σε φώσφορο τείνει να συσσωρεύεται στην επιφάνεια του φύλλου χάλυβα κατά την ψυχρή έλαση και την ανόπτηση, σχηματίζοντας οξείδια του φωσφόρου. Αυτό επηρεάζει τις επακόλουθες χημικές επεξεργασίες, όπως η φωσφοροποίηση, οδηγώντας σε κακή ποιότητα φιλμ φωσφορώσεως και κατά συνέπεια επηρεάζοντας την πρόσφυση της επίστρωσης και την αντοχή στη διάβρωση.
Η επίδραση του θείου: Εάν η περιεκτικότητα σε θείο στον χάλυβα είναι πολύ υψηλή, θα σχηματιστούν υπερβολικά εγκλείσματα MnS. Κατά τη διάρκεια της αποξήρωσης ή της ψυχρής έλασης, αυτά τα εγκλείσματα MnS μπορεί να αποκολληθούν, σχηματίζοντας μικροσκοπικά κοιλώματα ή επιφανειακά ελαττώματα. Αυτά τα ελαττώματα είναι δύσκολο να εξαλειφθούν σε επακόλουθες διαδικασίες ανόπτησης ή επιμετάλλωσης, επηρεάζοντας άμεσα την ομαλότητα και την αισθητική των επιφανειών υψηλής ποιότητας, όπως τα πάνελ αυτοκινήτων και τα περιβλήματα συσκευών.
4. Ποιες είναι οι αρνητικές επιπτώσεις του φωσφόρου και του θείου στην απόδοση της συγκόλλησης;
Οι επιπτώσεις του θείου: Οι υψηλές θερμοκρασίες κατά τη συγκόλληση λιώνουν τα σουλφίδια, προκαλώντας διαχωρισμό στο μέταλλο συγκόλλησης. Κάτω από υψηλή πίεση συγκόλλησης, αυτό οδηγεί εύκολα σε θερμό ράγισμα, κοινώς γνωστό ως «θερμή ευθραυστότητα», με αποτέλεσμα ανεπαρκή αντοχή συγκόλλησης ή ακόμα και ρωγμές.
Οι επιπτώσεις του φωσφόρου: Ο φώσφορος σχηματίζει εύθραυστες και σκληρές ενώσεις στο μέταλλο συγκόλλησης, μειώνοντας την σκληρότητά του. Σε χαμηλές θερμοκρασίες, η υψηλή περιεκτικότητα σε φώσφορο αυξάνει σημαντικά την όλκιμο-θερμοκρασία μετάπτωσης του μετάλλου συγκόλλησης, οδηγώντας σε ψυχρή ευθραυστότητα και καθιστώντας τη συγκόλληση επιρρεπής σε εύθραυστη θραύση.
5. Γιατί οι σύγχρονες διεργασίες χαλυβουργίας ελέγχουν τα επίπεδα φωσφόρου και θείου ακόμη χαμηλότερα από πριν;
Για βελτιωμένη μορφοποίηση: Για χάλυβα IF εξαιρετικά{0}}βαθιάς έλξης (ενδιάμεσο άτομο-ελεύθερος χάλυβας), τα ενδιάμεσα άτομα όπως το C και το N πρέπει να στερεωθούν. Ωστόσο, η παρουσία του φωσφόρου μπορεί να θέσει σε κίνδυνο τις εξαιρετικές του ιδιότητες σε βάθος-έλξης, επομένως ο αυστηρός έλεγχος είναι απαραίτητος.
Για καλύτερη ισορροπία αντοχής και σκληρότητας: Οι σύγχρονοι χάλυβες υψηλής-αντοχής απαιτούν καλή σκληρότητα (αντίσταση στα χτυπήματα και ασφάλεια) ενώ επιδιώκουν την αντοχή. Η χαμηλή περιεκτικότητα σε φώσφορο και η χαμηλή περιεκτικότητα σε θείο είναι προϋποθέσεις για να διασφαλιστεί ότι τα φύλλα χάλυβα υψηλής{2} αντοχής δεν ραγίζουν κατά τη διαμόρφωση και την κρούση.
Για πιο σταθερές διεργασίες: Σε διαδικασίες ταχείας θερμικής επεξεργασίας, όπως η συνεχής ανόπτηση ή ο γαλβανισμός εν θερμώ-με εμβάπτιση, η χαμηλή περιεκτικότητα σε φώσφορο και χαμηλή περιεκτικότητα σε θείο διασφαλίζει την ομοιομορφία και τη σταθερότητα των ιδιοτήτων του υλικού, ικανοποιώντας τις απαιτήσεις ποιότητας της παραγωγής μεγάλης-κλίμακας, υψηλού-ρυθμού.