1.Soğuk-haddelenmiş rulolardaki gözeneklilik kusuru nereden kaynaklanır?
Soğuk-haddelenmiş rulolardaki gözeneklilik kusurlarının neredeyse tamamı, çelik üretimi ve sürekli döküm sırasında katılaşmış çelik içindeki gazların oluşturduğu boşluklardan kaynaklanan, yukarı akışlı sürekli döküm kütüğünden miras alınır. Temel olarak iki kategoriye ayrılabilirler:
Deri altı kabarcıklar: Levha yüzeyinin altına gizlenmiş küçük gözenekler. Bu, soğuk-haddelenmiş saclardaki yüzey kusurlarının ana kaynağıdır.
İğne delikleri/gözenekler: Levhanın içinde yer alan daha da küçük gözenekler veya gözenekler.
Kökenlerine bağlı olarak, bu gözenekler ayrıca argon kabarcıkları ve reaksiyon gözenekleri (CO kabarcıkları gibi) vb. şeklinde sınıflandırılabilir.
2.Sürekli döküm sırasında argon kabarcıkları nasıl oluşur ve sonuçta soğuk haddelemede kusurlara yol açar?
Kabarcık Üretimi: Sürekli döküm sırasında, batık giriş nozulunun tıkanmasını önlemek için argon gazı tipik olarak tıpalardan veya üst nozülden üflenir. Erimiş çeliğin türbülanslı akışı altında bu argon gazı küçük kabarcıklara bölünür.
Kabarcık Sürüklenmesi: Çoğu argon kabarcığı yüzeye yükselir ve koruyucu cüruf tarafından emilir. Bununla birlikte, eğer argon akış hızı kararsızsa veya akış alanı uygun şekilde kontrol edilmiyorsa, bazı argon kabarcıkları erimiş çelik akışıyla birlikte kristalleştiricinin derinliklerine nüfuz edecek ve katılaşan kütük kabuğu tarafından yakalanarak deri altı gözenekler oluşturacaktır.
Yuvarlanma Evrimi: Bu deri altı gözenekler sıcak ve soğuk haddeleme sırasında gerilir ve düzleşir. Gözenek duvarları haddeleme sırasında düzgün bir şekilde kaynaklanamazsa, sonraki işlem sırasında çatlayacak veya genişleyecek, sonuçta soğuk-haddelenmiş sacın yüzeyinde soyulma, pullanma veya nokta-benzeri kusurlar oluşturacaktır.
3. Argon kabarcıklarının yanı sıra başka hangi metalurjik faktörler gözenekliliğe neden olabilir?
Zayıf deoksidasyon: Erimiş çelikteki oksijen içeriği çok yüksek olduğunda veya oksijeni giderici maddeler yetersiz (alüminyum veya silikon gibi) eklendiğinde, katılaşma sırasında karbon monoksit (CO) gazı üreten bir karbon-oksijen reaksiyonu meydana gelir. Erimiş çeliğin viskozitesi yüksekse veya çok hızlı katılaşırsa, CO gazı yükselip kaçamaz, kütük içinde sıkışıp gözenekler oluşturur.
Gaz aşırı doygunluğu: Erimiş çelikteki çözünmüş hidrojen, nitrojen veya diğer gazların içeriği çok yüksekse, bunlar, çözünürlükteki ani bir düşüş nedeniyle katılaşma sırasında çökelecek ve potansiyel olarak birikerek gözenekler oluşturacaktır.
Memelerin veya koruyucu cürufun zayıf kuruması: Sürekli dökümde kullanılan koruyucu cüruf veya meme malzemesi nem içeriyorsa, yüksek sıcaklıklarda erimiş çelikle temas ettiğinde su buharı üretecek ve anında kabarcıklar oluşturacak ve bu kabarcıklar daha sonra çeliğin içinde sıkışacaktır.
Araştırmalar, oksit parçacıklarının bazen bu kabarcıklara eşlik ettiğini ve hatta daha sonraki dekapaj sırasında ortadan kaldırılarak yalnızca basit gözenekler bırakılabileceğini göstermektedir.
4. Haddeleme işlemi sırasında gözeneklilik kusurları nasıl gelişir? Soğuk-haddelenmiş rulo üzerinde sonuçta hangi formu alırlar?
Başlangıç Durumu: Sürekli dökülen döşemelerde gözenekler küresel veya elipsoidal olup boyutları mikroskobik boyuttan çıplak gözle görülebilecek boyutlara kadar değişir, yüzey altına veya içeriye dağılır.
Sıcak Haddeleme Aşaması: Yüksek sıcaklık ve yoğun haddeleme basıncı altında gözenekler düzleşir ve uzar, haddeleme yönü boyunca uzanır. Gözenek yüzeyleri iyi bir temas kurabilir ve yüksek sıcaklıkta birbirine kaynaklanabilirse kusur ortadan kaybolabilir; kaynak zayıfsa mikro-delaminasyon veya süreksizlik oluşacaktır.
Soğuk Haddeleme ve Tavlama Aşaması:
Tortu Oluşumu: Kaynaksız yüzey altı gözenekleri, soğuk haddeleme sırasında yüzey üzerinde veya yüzeyin yakınında açığa çıkacak ve dil-gibi çıkıntılar (yani ağır pul) oluşturacaktır.
Boşluk Oluşumu: Çok ince boyutlara yuvarlandıklarında ciddi gözenekler veya kabarcık kümeleri metal tarafından tamamen kaplanamaz ve sonunda yırtılarak delikler oluşturur.
Kabarcık Oluşumu: Şerit içinde sıkışan gaz, tavlama ısıtması sırasında genleşerek yüzeyde lokal şişkinliğe neden olur.
Nihai biçim: Soğuk-haddelenmiş ürünlerde gözeneklilik kusurları genellikle nokta-benzeri veya şerit-gibi soyulma, tek veya birden çok kümelenmiş küçük delikler ve aralıklı soyulma şeklinde kendini gösterir.
5.Gözeneklerin neden olduğu kusurları hem makroskobik hem de mikroskobik düzeyde nasıl tespit edebiliriz?
Makroskobik Tanımlama Özellikleri:
Dağıtım Konumu: Argon kabarcıklarının neden olduğu kusurlar genellikle şeridin kenarlarında (kenardan 20-50 mm uzakta) dağılır, çünkü kenarlar kabarcıkların kolayca tutulduğu yerlerdir. Dahili reaksiyon gözeneklerinin neden olduğu kusurlar, şerit genişliği boyunca herhangi bir yerde ortaya çıkabilir.
Kusur Morfolojisi:
-Soyulması Gibi Çukurlar: Etraflarında belirgin bir kalıntı bulunmayan küçük, yükseltilmiş noktalar halinde görünür; yüksek-karbonlu çeliklerde veya derin-çekme çeliklerinde yaygındır.
Tek Küçük Delik: İnce levha üzerinde izole edilmiş küçük bir delik görünür; deliğin etrafındaki alan pürüzsüzdür ve çatlak ilerlemesi belirtisi yoktur.
Mikroskobik Doğrulama:
Metalografik Analiz: Kusurun bulunduğu yerden, yerden-bir kesit kesilir ve gözlemlenir. Kabarcıkların neden olduğu soyulma çoğu zaman, çevreleyen matriste bariz -metalik olmayan kalıntılar olmadan, altta yuvarlanma yönü boyunca uzanan boşlukları veya katmanlara ayrılmayı ortaya çıkarır.
Taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve enerji dağılımlı spektroskopi (EDS) analizi:
Soyulan derinin açılması veya gözeneklerin iç duvarının gözlemlenmesiyle, argonun (Ar) tespiti, kusurun argon kabarcıklarından kaynaklandığını doğrudan kanıtlar (her ne kadar argon zaten dağılmış olsa da, tespiti zorlaştırmaktadır).
Daha yaygın olarak eser miktarda oksit parçacıkları (FeO, MnO, SiO₂ vb. gibi) tespit edilir; bu da gözeneklerin yüksek sıcaklıklarda iç duvar oksidasyonuna uğradığını gösterir.
Ca, Na ve K gibi büyük miktarda koruyucu cüruf bileşenlerinin tespit edilmesi, kusurun basit kabarcıklardan ziyade cüruf sıkışmasından kaynaklanma ihtimalinin daha yüksek olduğunu gösterir.
Anahtar kriter: Kusur bölgesinde büyük miktarda makroskobik kalıntı bulunmazsa, ancak morfoloji "katmanlaşma, kabarcıklanma ve tek gözenekler" özelliklerine uyuyorsa ve konum kenardaysa veya süreçte argon sıkışması öyküsü varsa, bunun genellikle bir gözeneklilik kusuru olduğu belirlenebilir.