Yedek ruloların dövülmesinde enine çatlakların analizi

Çatlaklar şu anda dövme üretiminin gelişimini ve dövme kalitesini etkileyen önemli bir sorundur ve ayrıca dövme endüstrisinde araştırma ve tartışmanın odak noktasıdır. Yeni malzemeler ve dövme süreçleri üzerine yapılan araştırmalarla birlikte, dövmedeki çatlaklar da yoğun çatlaklar, uzunlamasına çatlaklar ve enine çatlaklar gibi birçok farklı form göstermektedir. 2019'da, VC'nin dövülmesi ve bozulması sırasında dikey çatlaklar daha ciddiydi yedek rulolar Ürünler, manuel temizliği zorlaştırır. Üretim sürecini optimize ederek, inklüzyon kontrolünü iyileştirerek ve çelik külçenin yüzey kalitesini iyileştirerek çatlaklar önemli ölçüde iyileştirildi, ancak dövme sürecinde enine çatlaklar sorunu hala mevcuttur.

Şirketin VC'si çelik külçe Doğal gazla ısıtılır ve ısıtma sıcaklığı 1240~1260°C'dir. VC çelik külçesinin tonajı nispeten büyüktür, genellikle 50t'den fazladır. Üç ateşte dövülür, ilk ateşte yükselir ve kelepçeye baskı yapar; ikinci ateş iskelesi kalınlaştırılır ve uzatılır. ; Üçüncü ateşte bitmiş ürün dövülür. Genellikle, ikinci ateşten sonra VC çelik külçelerinin yüzeyinde yoğun enine çatlaklar belirir ve yüzeyin bir tarafında daha belirgindir. Ancak, bu tür çatlaklar pürüzlendirme işlemi sırasında belirgin değildir. İkinci ateş uzamasından sonra, çelik külçenin yüzeyindeki yoğun çatlaklar Şekil 1'de gösterildiği gibidir.

Şekil 1 Çelik külçe yüzeyindeki yoğun çatlakların durumu

Çelik külçe ikinci ateşte dövüldü, fırına yüklendi ve tavlandı, ardından yüzeyi örneklendi ve test edildi.

Süreç incelemesi

Genel olarak enine çatlakların veya yüzeysel çatlakların oluşumunun iki hususla doğrudan ilişkili olduğu düşünülmektedir.

1) Cu ve As vb. gibi kalıntı elementler standardı aşarsa, üst üste bindirme veya çekme işlemi sırasında alan çatlakları ortaya çıkar. Bu nedenle, şiddetli çatlakların olduğu alanlar örneklendi ve spektral analiz sonuçları Tablo 1'de gösterilmiştir.

Tablo 1 Şiddetli çatlak alanlarının spektral analiz sonuçları (kütle kesri) (%)

Kimyasal bileşim testlerinde, standartların üzerinde belirgin bir zararlı unsura rastlanmadı.

2) Aşırı dövme ısıtma sıcaklığının neden olduğu aşırı yanma. İlk zamanlarda, dövme kolu çelik külçenin ısıtma işlemi sırasında bir tarafta aşırı yanma nedeniyle ciddi uzunlamasına çatlama sorunları yaşadı. Çelik külçe dövme işleminden sonra ciddi kayıplar yaşadı. Ancak, bu çelik külçenin yıpratma işlemi sırasında hiçbir çatlak bulunmadı ve ısıtma sıcaklığının geri kontrol edildiğinde standardı aşmadığı görüldü.

Yüksek hızlı takım çeliğinin dövme teknolojisi

Metalografik analiz

(1) Çelik külçenin yüzeyinde çatlakların olmadığı normal konumda metalografik fazı tespit edin. Cilalı parlak noktanın derinliği 1~2 mm'dir. Yapı perlit + az miktarda karbürdür ve Şekil 2'de gösterildiği gibi hiçbir kapanım bulunmaz.

Şekil 2 Yüzeydeki çatlaksız yerlerin metalografik muayenesi

(2) Kusur yeri: Çelik külçenin yüzeyinde ciddi çatlakların olduğu bölgedeki metalografik yapıyı tespit edin (toplamda 3 nokta). Cilalı parlak noktanın derinliği 4~5 mm'dir. Yapı ferrittir ve Şekil 3'te gösterildiği gibi hiçbir kapanım bulunmamıştır.

Şekil 3 Şiddetli alanlarda metalografik yapı tespiti

Yerinde yapılan metalografik incelemede, görüş alanının tamamının ferrit yapıdan oluştuğu, perlit yapısına rastlanmadığı, dekarbürizasyon tabakasının derinliğinin ise normal kısımdan belirgin şekilde daha derin olduğu görülmüştür.

(3) Kusur yeri örneklemesi: Çelik külçe yüzeyinde ciddi çatlakların olduğu alanın örneklemesi, Şekil 4'te gösterilmiştir.

Şekil 4 Çelik külçedeki yüzey çatlakları

Şekil 5'te gösterildiği gibi alınan numune üzerinde yüksek büyütmeli metalografik inceleme yapıldı. İşaretli alan ferrit yapıdır. Şekil 6'da gösterildiği gibi bir cetvel kullanarak çatlak yakınındaki ferrit yapının (Şekil 5'teki parlak nokta alanı) derinliği 9~10 mm ve genişliği yaklaşık 10 mm'dir.

Şekil 5 İşaretli alan ferrit yapıdır

Şekil 6 Ferrit yapı derinliği

Şekil 7 ve Şekil 8'deki iki fotoğrafı karşılaştırdığımızda, çatlağın her iki tarafındaki ferrit doku alanının boyutunun açıkça farklı olduğu ve Şekil 5'te işaretlenen alan (kırmızı çizgi) hariç, ferrit yapı olduğu, diğerlerinin perlit yapı olduğu görülebilir. Numunenin metalografisi, ferrit bölgesinin tane boyutunun 6 ila 10 seviye olduğunu göstermektedir. Çelik külçenin yüzeyindeki ferrit yapının parlak nokta derinliğini yeniden tespit edin, 10~12 mm'ye kadar parlatın ve perlit yapıyı tespit edin.

Şekil 7 Çatlak yerindeki mikro yapı değişiklikleri

Şekil 8 Ferrit yapısı

Elektron mikroskobu analizi

Çatlağın sağ tarafı (alt kısımda siyah çizgiyle işaretlenmiştir) ezildikten sonra, Şekil 9'da gösterildiği gibi, kırık yüzeyinin mikroskobik morfolojisi tespit edilir. Şekil 9'dan, perlit yapı alanının ve ferrit yapı alanının metalik parlaklığının açıkça farklı olduğu görülebilir. Şekil 10'da gösterildiği gibi, kırık pozisyonunun elektron mikroskobu incelemesini gerçekleştirin.

Şekil 9 Çatlak morfolojisi

Şekil 10 Kırık pozisyonu tespiti

Kırık fotoğrafları Şekil 10a'da şüpheli taş benzeri bir kırık morfolojisi olduğunu göstermektedir. Şekil 10b'de perlit bölgesindeki kırıkta herhangi bir yarık yapısı bulunmamakla birlikte kırıkta pasifleşme belirtileri görülmektedir.

Analiz

1) Çelik külçe yüzeyinde ciddi enine çatlakların bulunduğu tarafta, yerinde yapılan metalografi ile toplam 5 nokta tespit edilmiştir (normal pozisyonda 2 nokta ve çatlak pozisyonunda 3 nokta). Normal pozisyondaki iki noktanın tamamının perlit yapı, çatlak pozisyonundaki üç noktanın ise ferrit yapı olduğu tespit edilmiş olup, çelik külçe yüzeyinde enine çatlakların bulunduğu alanın yüzey tabakasının ferrit yapı olduğu anlaşılmıştır.

2) Numunenin kırılma yüzeyi gevrek bir kırılma yüzeyi olmayan bir yarık yapısı göstermektedir ve hem ferrit hem de perlit bölgelerinde aşırı ısınma belirtileri görülmektedir.

3) Metalografik incelemede çatlaklarda bulunan oksit pulları, pürüzlendirme işlemi sırasında çelik külçenin yüzey yapısındaki sorunlardan dolayı akışkanlığın zayıf olmasından kaynaklanmış olabilir. Daha sonraki uzama sırasında oksit pullarının bir kısmı çatlaklara bastırılabilir.

Çözüm  

Çelik külçenin yüzeyindeki enine çatlak alanında 10 mm derinliğinde bir ferrit yapı vardır ve yüksek sıcaklıkta dövme performansı zayıftır, bunun sonucunda yüzeyde yoğun enine çatlaklar oluşur. Bunun başlıca nedeni, çelik külçenin ve brülörün karşılık gelen konumları ile fırının yerel atmosferi arasında belirli bir ilişki olmasıdır. Çelik külçenin konumunu standartlaştırmak ve fırın atmosferinin düzgünlüğünü düzenli olarak test etmek gerekir.