1.Kalıntıların soğuk-haddelenmiş rulolarda çatlamaya neden olduğu mekanizma nedir?
Kalıntıların çatlamaya neden olduğu temel mekanizma, matris sürekliliğinin bozulması ve bir stres konsantrasyonu kaynağı haline gelmesidir.
Gerilme Konsantrasyonu: -Metalik olmayan kalıntıların (oksitler, sülfürler, silikatlar vb. gibi) plastisitesi genellikle çelik matrisinkinden çok daha düşüktür. Soğuk haddeleme veya müteakip damgalama sırasında, katkı maddesi ile matris arasındaki arayüzde aşırı yüksek gerilim konsantrasyonları meydana gelir.
Mikro Çatlak Başlatma: Gerilim, arayüzey bağlanma mukavemetini aştığında, kalıntının kendisi matristen kopacak veya sıyrılacak ve mikro çatlaklar oluşturacaktır.
Çatlak Yayılımı: Sürekli dış kuvvet altında, bu mikro çatlaklar yayılacak ve bağlanacaktır. Özellikle kapanımlar zincir benzeri veya bantlı bir düzende-dağıtıldığında, çatlaklar, kapanım toplanma alanı boyunca hızla yayılacak ve sonunda makroskobik çatlamaya yol açacaktır.
2.Kalıntıların soğuk-haddelenmiş bobinlerin çatlamasına veya kırılmasına neden olabileceğini gösteren bazı gerçek-dünya örnekleri nelerdir?
Soğuk Haddelenmiş Şerit Kırılması: Xinjiang Baosteel'in soğuk haddehanelerindeki şerit kırılma kazalarına ilişkin istatistikleri, hammadde sorunlarının (çoğunlukla kalıntılar) tüm kırılmaların %88,6'sını oluşturduğunu gösteriyor. Elektron mikroskobu analizi, kırılma yüzeyindeki kalıntıların bileşiminin, kristalleştiricideki kalıp akısınınkine benzer olduğunu ortaya çıkardı; bu da, kırılmanın, sürekli döküm işlemi sırasında cürufun sıkışmasından kaynaklandığını doğruladı.
Kenar Hasarı: Bir çelik fabrikasının SPHC soğuk-haddelenmiş temel malzemesinde kenar hasarı görüldü. Araştırma, bunun nedeninin, çelikteki yüksek B tipi (Al₂O₃) içeriğinin haddelemeden önce levha kenarında mikro-çatlaklara yol açması olduğunu ortaya çıkardı. Bu çatlaklar kaba haddeleme sonrasında yırtıldı ve genişledi.
Damgalama Delaminasyon Çatlaması: Bir otomobil fabrikası, damgalama sonrasında soğuk-haddelenmiş galvanizli saclarda delaminasyon çatlaması bildirdi. Ana nedenler cüruf sıkışması ve deri altı kalıntıları içeriyordu. Bu kusurlar damgalama gerilimi altında çatlak başlangıç noktaları haline geldi.
Bükme ve Sarma Gevrek Kırılması: Soğuk-haddelenmiş bir sac, bükme ve sarma sırasında gevrek kırılmaya maruz kaldı, temiz bir kırılma yüzeyi vardı ve plastik deformasyon yoktu. Analizler, bunun nedeninin, tane sürekliliğini bozan ve kırılma başlangıç noktası haline gelen çok sayıda Mg-Si kalıntısının ve iç kısımdaki bantlı segregasyonun varlığı olduğunu göstermektedir.
3.Hangi türdeki kalıntılar çatlama riski üzerinde en büyük etkiye sahiptir?
Kırılgan kalıntılar (örn. Al₂O₃, TiN): Bu kalıntılar serttir ve plastikliği zayıftır, bu da onların haddeleme sırasında deforme olmalarını zorlaştırır. Kolayca kırılırlar ve zincire benzer-dağılımlar oluşturarak matrise ciddi şekilde zarar verirler. Çalışmalar, yüksek Al₂O₃ içerme içeriğinin döşemelerdeki kenar çatlaklarının doğrudan nedeni olduğunu doğrulamıştır.
Büyük kompozit kalıntıları (örneğin cüruf sıkışması): Bunlar sürekli döküm sırasında sıkışan koruyucu cüruflardır. Karmaşık bileşimlere sahiptirler (Ca, Na, K vb. içerirler), genellikle boyutları büyüktür ve şekilleri düzensizdir ve matrisle son derece zayıf bir bağa sahiptirler ve önemli bir tehlike oluştururlar.
Deforme olabilen kalıntılar (örneğin, MnS): MnS, sıcak işlem sırasında deforme olmasına ve uzamasına rağmen, boyutu çok büyükse veya bir ağ oluşturuyorsa çeliğin enine plastisitesini önemli ölçüde azaltacak ve haddeleme sırasında kenar çatlamasına neden olacaktır.
Kabarcık ve kalıntılardan oluşan birleşik kusurlar: Haddeleme sırasında çelik kütüğün yüzeyindeki kabarcıklar patladığında, aynı anda kalıntılara bağlanırlarsa, sonraki işlemler sırasında tabakalara ayrılma ve çatlamaya son derece yatkın olan bir soyulma kusuru oluştururlar.
4.Çatlama riski ile kalıntıların boyutu ve dağılımı arasındaki ilişki nedir?
Boyut Etkisi: Genel olarak, içerme boyutu ne kadar büyük olursa, çatlama riski de o kadar yüksek olur. Büyük kapanımlar, matrise doğrudan zarar veren makroskobik kusurlardır. Araştırmalar, mikron-boyutlu (1~10μm) küresel kalıntıların bile, gerilim yoğunlaşma alanlarında (yeraltı gibi) bulunması halinde, yorulma çatlağı başlangıcı haline gelebileceğini göstermiştir.
Dağılım Morfolojisi: Kapanımların dağılım morfolojisi mutlak sayılarından daha önemlidir. Tek, izole edilmiş küçük bir katılım nispeten daha az zararlıdır. Bununla birlikte, eğer kalıntılar zincirler, bantlar veya kümeler halinde dağılmışsa, çatlakların kolayca yayıldığı zayıf bir yüzey oluştururlar ve bu da tabakalara ayrılmaya veya gevrek kırılmaya yol açar.
5. Kalıntılardan kaynaklanan çatlaklar nasıl tespit edilir ve önlenir?
Tespit Yöntemleri:
Çevrimiçi-Tahribatsız Muayene: Otomatik bir yüzey kusuru tespit sistemi (Parsytec gibi) kullanılarak, şerit yüzeyindeki kalıntılar, çizikler ve diğer kusurlar, sürekli tavlama ve dekapaj hatlarında gerçek-zamanlı olarak tespit edilerek zamanında uyarılar sağlanabilir.
Çevrimdışı Mikroskobik Analiz: Şüpheli kapanımlar için, mikroskobik morfoloji gözlemi ve bileşim analizi için taramalı elektron mikroskobu ve enerji dağılımlı spektroskopi kullanılır. Bu, kalıntıların doğasını ve kaynağını belirlemek için en güvenilir yöntemdir.
Önleyici Tedbirler (Tüm Çelik Üretimi-Haddeleme Süreci Boyunca):
Çelik Üretimi ve Sürekli Döküm Kontrolü:
Koruyucu cürufun hapsolmasına yol açabilecek aşırı sıvı seviyesi dalgalanmalarını önlemek için kristalleştiricideki sıvı seviyesi kontrolünün doğruluğunu artırın.
Kristalleştiricideki akış alanını iyileştirmek ve cüruf sıkışmasını azaltmak için batık giriş nozulunun parametrelerini optimize edin.
Yüzdürmeyi ve kalıntıların uzaklaştırılmasını teşvik etmek için pota rafinasyonunu güçlendirin.
Fatura Kalite Kontrolü:
Sürekli dökülen kütüklerin yüzey ve iç kalite denetimlerini gerçekleştirin. Kusurlu kütükler tamamlanır veya atılır.