1. Kust pärineb külmvaltsitud-poolide poorsuse defekt?
Külmvaltsitud{0}}poolide poorsusdefektid on peaaegu täielikult päritud ülesvoolu pidevalt valatud plaadilt, mis tulenevad tühimikest, mis tekivad terase valmistamise ja pideva valamise käigus tahkunud terases gaasidest. Need võib jagada peamiselt kahte kategooriasse:
Nahaalused mullid: plaadi pinna all peidetud väikesed poorid. See on külmvaltsitud lehtede{1}}pinnadefektide peamine allikas.
Nõelaugud/poorid: isegi väiksemad või plaadi sees asuvad poorid.
Lähtuvalt nende päritolust saab neid poore edasi liigitada argooni mullideks ja reaktsioonipoorideks (nt CO mullid) jne.
2.Kuidas tekivad pidevval valamisel argoonimullid, mis lõpuks põhjustavad külmvaltsimisel defekte?
Mullide tekitamine: Pideva valamise ajal puhutakse argoongaas tavaliselt läbi korkide või ülemise düüsi, et vältida sukeldatud sisenddüüsi ummistumist. Sula terase turbulentse voolu all laguneb see argoongaas pisikesteks mullideks.
Mullide kaasamine: Enamik argoonimulle tõuseb pinnale ja neeldub kaitsva räbu poolt. Kui aga argooni voolukiirus on ebastabiilne või vooluvälja ei ole korralikult kontrollitud, tungivad mõned argoonimullid sulaterase vooluga sügavale kristallisaatorisse ja püütakse kinni tahkuva tooriku kestaga, moodustades nahaalused poorid.
Rolling Evolution: Need nahaalused poorid venitatakse ja tasandatakse kuum- ja külmrullimise ajal. Kui pooride seinad ei suuda valtsimise ajal korralikult keevitada, pragunevad või paisuvad need järgneva töötlemise käigus, moodustades lõpuks koorumise, ketenduse või täpitaolised-defektid külmvaltsitud lehe pinnale.
3.Millised metallurgilised tegurid võivad lisaks argoonimullidele põhjustada poorsust?
Kehv deoksüdatsioon: kui sulaterase hapnikusisaldus on liiga kõrge või kui lisatakse ebapiisavalt deoksüdeerijaid (nt alumiiniumi või räni), toimub tahkumisel süsinik{0}}hapnikureaktsioon, mis tekitab süsinikmonooksiidi (CO) gaasi. Kui sulaterasel on kõrge viskoossus või see tahkub liiga kiiresti, ei saa CO gaas tõusta ega väljuda, jäädes tooriku sisse lõksu ja moodustades poorid.
Gaasi üleküllastumine: kui sulaterase lahustunud vesiniku, lämmastiku või muude gaaside sisaldus on liiga kõrge, sadestuvad need tahkumise ajal lahustuvuse järsu languse tõttu, potentsiaalselt akumuleerudes ja moodustades poore.
Düüside või kaitseräbu halb kuivamine: kui pidevval valamisel kasutatav kaitseräbu või düüsi materjal sisaldab niiskust, tekitab see kõrgel temperatuuril sulateraga kokkupuutel veeauru, moodustades koheselt mullid, mis jäävad seejärel terase sisse.
Uuringud näitavad, et mõnikord kaasnevad nende mullidega oksiidiosakesed ja need võidakse isegi järgneva peitsimise käigus eemaldada, jättes alles vaid lihtsad poorid.
4.Kuidas ilmnevad poorsusdefektid valtsimise käigus? Millise kuju nad lõpuks külmvaltsitud-rulli peale võtavad?
Algseisund: Pidevalt valatud plaatidel on poorid sfäärilised või ellipsoidsed, ulatudes mikroskoopilisest kuni palja silmaga nähtavani, pinna all või seespidiselt.
Kuumvaltsimise etapp: kõrgel temperatuuril ja tohutul rullimissurvel on poorid lamedad ja piklikud, ulatudes piki veeremissuunda. Kui pooride pinnad saavad hästi kokku puutuda ja kõrgel temperatuuril kokku keevitada, võib defekt kaduda; kui keevitus on kehv, tekib mikro-delaminatsioon või katkestus.
Külmvaltsimise ja lõõmutamise etapp:
Katlakivi moodustumine: keevitamata pinnaalused poorid paljastuvad pinnal või selle läheduses külmvaltsimise hõrenemise ajal, moodustades keele -taolisi punne (st tugevat katlakivi).
Tühikeste moodustumine: väga õhukesteks rullides ei saa neid täielikult metalliga katta, mis lõpuks rebenevad, moodustades perforatsioone.
Mullide teke: riba sisse jäänud gaas paisub lõõmutamise ajal kuumutamisel, põhjustades pinnal lokaalset punnitust.
Lõplik vorm: külmvaltsitud{0}}toodete puhul ilmnevad poorsusdefektid tavaliselt täppide-või ribade-taoliste koorumiste, üksikute või mitme koondunud väikeste aukude ja katkendliku koorumisena.
5. Kuidas saame tuvastada pooride põhjustatud defekte nii makroskoopilisel kui ka mikroskoopilisel tasandil?
Makroskoopilised identifitseerimisomadused:
Jaotuskoht: Argooni mullide põhjustatud defektid jaotuvad sageli riba servadesse (20-50 mm servast), kuna servad on kohtades, kus mullid jäävad kergesti kinni. Sisemiste reaktsioonipooride põhjustatud defektid võivad ilmneda igas kohas üle riba laiuse.
Defekti morfoloogia:
Süvend-nagu koorimine: ilmub väikeste kõrgendatud täppidena, ilma nende ümber nähtavate lisanditeta; levinud kõrge-süsinikterase või sügavtõmbega-terase puhul.
Üksik väike auk: õhukesele lehele ilmub isoleeritud väike auk; augu ümbrus on sile, pragude levimise märke pole.
Mikroskoopiline kinnitus:
Metallograafiline analüüs:{0}}defekti asukohast, maapinnast lõigatakse ristlõige ja vaadeldakse. Mullide põhjustatud koorumine paljastab sageli tühjad või kihistumised, mis ulatuvad piki veeremissuunda allpool, ilma ilmsete mitte-metalliliste lisanditeta ümbritsevas maatriksis.
Skaneeriv elektronmikroskoopia (SEM) ja energia hajutav spektroskoopia (EDS) analüüs:
Avades kooruvat nahka või jälgides pooride siseseina, tõestab argooni (Ar) tuvastamine otseselt, et defekt pärineb argooni mullidest (kuigi argoon võib olla juba hajunud, muutes tuvastamise keeruliseks).
Sagedamini tuvastatakse oksiidiosakeste jälgi (nagu FeO, MnO, SiO₂ jne), mis näitab, et poorid oksüdeerusid kõrgel temperatuuril sisesein.
Kui tuvastatakse suur hulk kaitsvaid räbu komponente, nagu Ca, Na ja K, näitab see, et defekt on tõenäolisemalt põhjustatud räbu kinnijäämisest kui lihtsatest mullidest.
Põhikriteerium: kui defektikohas ei leidu suurt hulka makroskoopilisi lisandeid, kuid morfoloogia vastab "kihistumise, mullitamise ja üksikute pooride" omadustele ning asukoht on servas või protsessis on argooni kinnijäämine, võib üldiselt kindlaks teha, et tegemist on poorsuse defektiga.