高品質の原材料は、高品質のファスナーを製造するための基礎です。ただし、多くのファスナーメーカーの製品には亀裂が発生します。なぜこのようなことが起こるのでしょうか?

現在、国内の製鉄所が供給する炭素構造用鋼線材の一般的な仕様はφ5.5～φ45であり、より成熟した範囲はφ6.5～φ30となっている。小さな線材と棒。参考までにリン偏析の影響とクラック発生解析を紹介します。鉄炭素状態図にリンを追加すると、それに応じてオーステナイト相領域が近くなり、必然的に固相線と液相線の間の距離が増加します。リンを含む鋼を液体から固体に冷却する場合、広い温度範囲を通過する必要があります。

鋼中のリンの拡散速度は遅く、リン濃度が高い（融点が低い）溶鉄は最初に凝固したデンドライトで満たされており、リンの偏析が発生します。冷間鍛造や冷間押出時に割れが発生することが多い製品では、金属組織検査・分析により、フェライトとパーライトが帯状に分布し、基地中に白い帯状のフェライトが存在することがわかります。縞模様のフェライト マトリックス上に断続的な明るい灰色の硫化物包有ゾーンがあります。硫化物の帯状構造は硫化物が偏析するため「ゴーストライン」と呼ばれます。
その理由は、リンの偏析が深刻な領域では、リン富化領域内に白い輝線ゾーンが存在するためである。連続鋳造スラブでは、白色部分のリン含有量が高いため、リンを多く含む柱状結晶が集中し、リン含有量が低下する。ビレットが凝固すると、最初にオーステナイト樹枝状結晶が溶鋼から分離されます。このデンドライト中のリンや硫黄は還元されるが、最終的に凝固した溶鋼にはリンや硫黄元素が含まれる。リン元素と硫黄元素が多いため、デンドライト軸の間で凝固します。このとき硫化物が生成し、マトリックス中にリンが溶解する。リン元素と硫黄元素が高いため、ここで硫化物が形成され、リンがマトリックスに溶解します。したがって、リン元素と硫黄元素の含有量が高いため、リン固溶体中の炭素含有量が高くなります。炭素質帯の両側、すなわちリン富化領域の両側には、フェライトホワイト帯と平行な細長い断続的なパーライト帯が形成され、隣接する正常組織が分離されている。加熱圧力下では、フェライトベルトにはリンが多く含まれているため、ビレットはシャフト間で加工方向に伸びます。つまり、リンの偏析により、幅広の明るいフェライトベルト構造を備えた重くて幅の広い明るいフェライトベルト構造が形成されます。 。また、広く明るいフェライト ベルトには、薄い灰色の硫化物の帯があることがわかります。これは、通常「ゴースト ライン」と呼ばれる、硫化物が豊富なリンを含むフェライト ベルトの長い帯とともに分布しています。(図 1-2 を参照)

フランジボルト

熱間圧延工程においては、リンの偏析がある限り均一な組織を得ることができない。さらに重要なことは、リンの偏析によって「ゴースト ライン」構造が形成されるため、材料の機械的特性が必然的に低下することです。炭素結合鋼におけるリンの偏析は一般的ですが、その程度は異なります。リンの著しい偏析（「ゴーストライン」構造）は鋼に極めて悪影響を及ぼします。明らかに、リンの激しい偏析が冷間圧造割れの原因です。鋼の粒子ごとにリン含有量が異なるため、材料の強度と硬度が異なります。一方で、材料に内部応力が発生し、材料が割れやすくなります。「ゴーストライン」構造を持つ材料では、硬度、強度、破断後の伸び、面積の減少、特に衝撃靱性の低下により、材料中のリン含有量が組織や構造に大きく関係します。鋼の特性。
視野の中央にある「ゴーストライン」組織では、金属組織検査により、大量の薄い薄灰色の硫化物が検出されました。構造用鋼中の非金属介在物は、主に酸化物や硫化物の形で存在します。GB/T10561-2005 鋼中の非金属介在物の含有量に関する標準分類図によると、クラス B 介在物の硫化物含有量は 2.5 以上です。非金属介在物は亀裂の発生源となる可能性があります。その存在は鋼構造の連続性と緻密性に重大なダメージを与え、粒界強度を大幅に低下させます。
鋼の内部組織「ゴーストライン」にある硫化物が最も割れやすい部分であると推測されています。そのため、製造現場での冷間圧造や熱処理焼入れにおいて、多数の薄灰色の長硫化物に起因するファスナーの割れが多数発生した。この不織布は金属特性の連続性を破壊し、熱処理のリスクを高めました。「ゴーストライン」は焼きならしなどの方法では取り除くことができず、製錬前や原料が工場に入る前に不純物元素を厳しく管理する必要があります。非金属介在物は、組成と変形しやすさに応じて、アルミナ（タイプA）、ケイ酸塩（タイプC）、球状酸化物（タイプD）に分類されます。その外観は金属の連続性を失い、剥離後はピットやクラックとなり、冷間圧造時に割れが発生しやすく、熱処理時に応力集中を起こし焼割れを引き起こします。したがって、非金属介在物は厳密に管理する必要があります。現在の構造用炭素構造用鋼 GB/T700-2006 および GB T699-2016 高品質炭素鋼では、非金属介在物の要件が定められています。重要な部品については、一般に A、B、C タイプの粗シリーズ、細シリーズは 1.5 以下、D、Ds タイプの粗シリーズ、およびレベル 2 はレベル 2 以下です。

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