1. Који је механизам помоћу којег инклузије изазивају пуцање у хладно-ваљаним котуровима?
Основни механизам којим инклузије изазивају пуцање је нарушавање континуитета матрице, постајући извор концентрације напона.
Концентрација напона: Пластичност не-неметалних инклузија (као што су оксиди, сулфиди, силикати, итд.) је генерално много нижа од пластичности челичне матрице. Током хладног ваљања или накнадног штанцања, на граници између инклузије и матрице јављају се изузетно високе концентрације напрезања.
Покретање микропукотине: Када напон премашује међуфазну чврстоћу везивања, сама инклузија ће се сломити или одлепити од матрице, формирајући микропукотине.
Ширење пукотина: Под континуираном спољном силом, ове микропукотине ће се ширити и спајати. Нарочито када су инклузије распоређене у ланчаном-облику или тракастом шаблону, пукотине ће се брзо ширити дуж области агрегације инклузије, што на крају доводи до макроскопског пуцања.
2. Који су неки стварни-светски примери који показују да инклузије могу да изазову пуцање или ломљење хладно{2}}ваљаних котура?
Лом траке за хладно ваљање: Статистички подаци компаније Ксињианг Баостеел у вези са незгодама ломљења траке у његовим млиновима за хладно ваљање показују да су проблеми са сировинама (углавном укључени) чинили 88,6% свих ломова. Анализа електронском микроскопом је открила да је састав инклузија на површини лома сличан саставу флукса калупа у кристализатору, потврђујући да је ломљење узроковано заробљавањем шљаке током процеса континуираног ливења.
Оштећење ивица: СПХЦ хладно-основни материјал железаре је показао оштећење ивица. Истраживање је открило да је узрок био висок садржај инклузија типа Б (Ал₂О₃) у челику, што је довело до микро-прслина на ивици плоче пре ваљања. Ове пукотине су се затим поцепале и прошириле након грубог ваљања.
Штанцање напрслина од раслојавања: Фабрика аутомобила пријавила је раслојавање у хладно-ваљаним поцинкованим лимовима након штанцања. Главни узроци укључивали су заробљавање шљаке и поткожне инклузије. Ови дефекти су постали тачке иницијације пукотина под напоном утискивањем.
Крт лом савијањем и намотавањем: Хладно{0}}ваљани лим је доживео крхки лом током савијања и намотавања, са чистом површином лома и без пластичне деформације. Анализа показује да је узрок присуство великог броја инклузија Мг-Си и тракасте сегрегације унутра, што нарушава континуитет зрна и постаје тачка иницијације лома.
3.Које врсте инклузија имају највећи утицај на ризик од пуцања?
Крхке инклузије (нпр. Ал₂О₃, ТиН): Ове инклузије су тврде и имају слабу пластичност, због чега се тешко деформишу током ваљања. Лако се ломе и формирају ланчане-дистрибуције, озбиљно оштећујући матрицу. Студије су потврдиле да је висок садржај инклузије Ал₂О₃ директан узрок ивичних пукотина у плочама.
Велике композитне инклузије (нпр. заробљавање шљаке): Ово су заштитне шљаке заробљене током континуираног ливења. Имају сложене композиције (садрже Ца, На, К, итд.), обично су велике величине и неправилног облика и имају изузетно слабо везивање са матриксом, што представља значајну опасност.
Деформабилне инклузије (нпр. МнС): Иако се МнС деформише и растеже током топлоте обраде, ако је његова величина превелика или формира мрежу, значајно ће смањити попречну пластичност челика, што ће довести до пуцања ивица током ваљања.
Комбиновани дефекти мехурића и инклузија: Када мехурићи на површини челичне гредице пукну током ваљања, ако се истовремено закаче за инклузије, формирају дефект љуштења, који је изузетно склон раслојавању и пуцању током накнадне обраде.
4. Какав је однос између ризика од пуцања и величине и дистрибуције инклузија?
Ефекат величине: Генерално, што је већа величина инклузије, већи је ризик од пуцања. Велике инклузије су макроскопски дефекти који директно оштећују матрицу. Студије су показале да чак и микронске-сферне инклузије (1~10μм), ако се налазе у областима концентрације напона (као што је подземна површина), могу да постану иницијације прслина услед замора.
Морфологија дистрибуције: Морфологија дистрибуције инклузија је важнија од њиховог апсолутног броја. Појединачна, изолована, мала инклузија је релативно мање штетна. Међутим, ако су инклузије распоређене у ланцима, тракама или кластерима, оне формирају слабу површину дуж које се пукотине лако шире, што доводи до деламинације или крхког лома.
5.Како открити и спречити пукотине узроковане инклузијама?
Методе откривања:
Онлајн тестирање без{0}}разарања: Коришћењем аутоматизованог система за откривање дефекта површине (као што је Парситец), инклузије, огреботине и други дефекти на површини траке могу да се открију у реалном-времену на линијама за континуирано жарење и кисељење, дајући благовремена упозорења.
Ванмрежна микроскопска анализа: За сумњиве инклузије, скенирајућа електронска микроскопија и енергетска дисперзивна спектроскопија се користе за микроскопско посматрање морфологије и анализу композиције. Ово је најпоузданији метод за одређивање природе и извора инклузија.
Превентивне мере (кроз цео процес{0}}производње челика):
Производња челика и контрола континуираног ливења:
Побољшајте тачност контроле нивоа течности у кристализатору да бисте избегли прекомерне флуктуације нивоа течности које би могле довести до заробљавања заштитне шљаке.
Оптимизујте параметре потопљене улазне млазнице да бисте побољшали поље протока у кристализатору и смањили заробљавање шљаке.
Ојачати рафинацију у ливади како би се унапредила флотација и уклањање инклузија.
Контрола квалитета рачуна:
Спровести површинску и унутрашњу проверу квалитета континуално ливених гредица. Гредице са дефектима се завршавају или одбацују.