Расслоение металла как определить

MetalloPraktik.ru

Технология производства металлопроката | Опыт. Исследования. Результаты.

Дефект металла «Расслоение»

Характеристика дефектов (фото ниже):

Дефект «Расслоение» представляет собой разрывы металла в виде дорожки, обычно в середине толщины листа. Эти разрывы могут быть сквозными, иногда вокруг них имеет место пятнистость черного цвета. По структуре металла в зоне дефекта имеет место наличие окисленных областей, и различных включений, часто неметаллического характера. Для дефектной области также характерно отсутствие обезуглероживания и высокая газонасыщенность.

Причина возникновения дефекта:

Причиной дефекта является появление пор в месте кристаллизации при формировании сляба вследствие нарушения технологии при производстве стали. Также к причинам возникновения дефекта можно отнести высокую окисленность металла и его загрязненность различными неметаллическими включениями

Устранение дефектов:

1. Соблюдать технологию производства стали.

2. Не допускать повышения уровня окисленности металла.

3. Тщательно контролировать мениск металла в кристаллизаторе при смене погружного стакана.

Дефект исправлению не подлежит. Как правило, металл отсортировывается во II сорт или в некондицию.

Дефект «Расслоение» (фото):

Внешний вид расслоя на поверхности полосы:

Вид расслоя в сечении шлифа (Увеличение x 20):

Микроструктура. Скопления неметаллических включений в области расслоя (Увеличение x 200):

Источник

Расслоения в стали. Как они образуются

Тема этой статьи несколько необычна для Хабра. Меня побудило ее написать простое и понятное желание напомнить, что в свое время в нашей стране на очень высоком уровне была металловедческая наука, в частности ее раздел по исследованию причин разрушения высокопрочных материалов под нагрузкой. Еще до того, как попал в ЛАНИТ, я занимался исследованиями этой темы и до сих пор не потерял к ней интерес. Проблема разрушения материалов тоже не стала менее актуальна, поэтому предлагаю вашему вниманию пост о причинах появления расслоений в высокопрочных сталях.

Считалось, что разрушение материалов, в частности высокопрочных сталей, происходит практически мгновенно при достижении максимальной нагрузки. Однако многочисленные случаи разрушений и исследование их причин показали, что катастрофическое разрушение может развиваться задолго до достижения этого максимума.

Впервые массовые случаи таких разрушений были зафиксированы в период Второй мировой войны. В США для снабжения войск союзников серийно выпускались морские транспорты серии «Либерти», при изготовлении которых стала широко использоваться сварка отдельных элементов корабельных корпусов (ранее листы корпусов соединялись клепкой). Так вот эти суда проявили такую особенность, что буквально после одного-двух морских переходов на корпусе появлялись протяженные трещины, поэтому дальнейшая их эксплуатация вызывала серьезные опасения. Были даже зафиксированы случаи, когда суда при волнении разламывались пополам. Но поскольку в корпусах были герметичные отсеки, половинки оставались на плаву и продолжали плавание самостоятельно (по воле ветров и волн).

Как выяснилось позже, причиной возникновения трещин стало невнимание к таким деталям, как вырезка различных технологических отверстий в корпусах (люков). Такие отверстия не должны содержать острых углов. Острые углы, как концентраторы напряжений в корпусе, которые возникают попеременно при нахождении корпуса корабля на вершине волны или на гребнях двух волн, способствуют постепенному развитию усталостных трещин. Сварной корпус, в отличие от клепаного, представляет собой сплошную среду, в которой трещина может распространяться беспрепятственно, что и приводило в конце концов к разрушению.

В наше время примеры спонтанных катастрофических разрушений отмечались на газовых трубопроводах, когда для их строительства стали использовать трубы большого диаметра (1220-1420 мм) из высокопрочных сталей, выполненных по технологии контролируемой прокатки. Газ в трубопроводе прокачивается под высоким давлением (75-100 атм).

Может показаться, что давление 100 атм не представляет серьезной опасности, так как соответствует нагрузке всего лишь в 10 МПа, а высококачественная трубная сталь имеет предел текучести выше 400 МПа. Но помимо статических напряжений за счет давления газа магистральные газопроводы отличаются от прочих ме­таллических сооружений огромной энергетической мощностью за счет большой протяженности, в них наиболее сильно проявляются масштабные эффекты энергетичес­кой природы из-за огромного запаса упругой энер­гии, сосредоточенной в металле труб и сжатом газе, который прокачивается через трубопровод. Например, в трубопроводе диаметром 1420 мм при давлении 75 атм удельный запас упругой энергии в перекачиваемом газе составляет 51 мдж на один метр трубопровода, а в самом металле только 0,6 мдж/м. Для сравнения, в трубопроводе диаметром 1220 мм запас упругой энергии газа при давлении 55 атм вдвое меньше – 26 мдж/м. Таким образом, газопровод большой протяженности представляет собой как бы единую высоко напряженную систему и ведет себя как гигантская цельная конструкция, подверженная испытанию на прочность.

При длительном статическом нагружении и повышенном запасе упругой энергии в нагружающей системе многие, даже весьма пластичные материалы становятся склонными к замедленному разрушению. Такая склонность обусловлена постепенной локализацией пластической деформации около микроскопической трещины и последующим развитием разрушения в наиболее напряженных объемах материала. Это обстоятельство делает материал трубопровода чрезвычайно непредсказуемым в отношении риска внезапных разрушений. Кстати, то обстоятельство, что газопроводы повышенного диаметра более склонны к катастрофическим разрушениям, было учтено при прокладке газопроводов Северный поток 2 и Турецкий поток — диаметр труб в этих газопроводах составляет 1143 мм.

И за рубежом, и в нашей стране были проведены многочисленные исследования, была разработана теоретическая база, что позволило установить причины описанных выше разрушений и дать рекомендации по предотвращению подобных явлений. Во всех случаях виновником возникновения неконтролируемых спонтанных разрушений оказываются зародыши трещин, которые могут быть весьма микроскопическими, развиваться в течение довольно продолжительного времени, и в конце концов приводить к практически мгновенному разрушению, когда трещина начинает распространяться в стали со скоростью звука в ней.

Ниже в качестве примера я приведу одно из подобных исследований, которое показывает, насколько глубоко требовалось вникнуть в механизм образования неконтролируемых разрушений.

Случай помог выбрать для исследования очень интересный объект – длинномерную деталь из среднелегированной стали толщиной 80 мм. Несколько таких деталей при закалке в воду после нагрева под термическую обработку образовали трещины – расслои по середине толщины детали. Был отмечен также единичный случай полного расслоения детали при закалке по толщине на всю длину, что сопровождалось оглушительным треском, так что вместо одной детали из закалочного бака извлекли две вдвое меньшей толщины, что никак не предусматривалось технологическим процессом.

Для исследования отобрали детали, в которых трещины распространялись на длину от 700 до 1500 мм. Следует отметить, что прочность на разрыв данной стали после закалки и высокого отпуска составляет не менее 1300 МПа, а в закаленном состоянии прочность еще выше, поэтому расслоение деталей, а также образование в ней таких протяженных трещин вызывало, по меньшей мере, удивление.

В современных технологических процессах очень широко используют охлаждение заготовок в воде после термического или прокатного нагрева, что в принципе приводит к возникновению значительных термических напряжений, но эти напряжения, как показывают расчеты, все же ниже предела текучести стали, поэтому в данном случае казалось, что они не могли приводить к разрушению детали.

Материал и методика исследования

Расслоения в заготовках выявляли после окончательной термической обработки. Они располагались в нижней кромке заготовки по длине, соответствующей осевой части листового проката. Расслоения распространялась на глубину от одного до нескольких сантиметров, а в единичных случаях могли приводить к полному расслоению заготовки по толщине.

Из трех деталей, в которых были обнаружены расслоения длиной 780, 1000 и 1500 мм по нижней кромке детали, были отобраны пробы 250¸300х600 мм, которые непосредственно примыкали к расслою (осевая зона листа), а также пробы из верхней кромки (в дальнейшем – кромка листа), которые соответствовали поверхностной зоне слитка.

От проб с помощью абразивной резки отрезали темплеты, из которых затем с помощью анодно-механической резки вырезали заготовки образцов для исследования макро- и микроструктуры, физических и механических свойств (в поперечном и вертикальном направлении относительно плоскости прокатки). Вертикальные образцы для оценки ударной вязкости и коэффициента интенсивности напряжений вырезали таким образом, чтобы надрез располагался в плоскости прокатки в центральной по толщине части листа.

Подробное исследование механических свойств данной стали (прочности, ударной вязкости, пластичности) на образцах, вырезанных из участков, соседствующих с трещиной, и в бездефектных зонах, не позволил выявить каких-либо отклонений от номинальных значений, соответствующих данной марке. Поэтому для выявления склонности стали к расслоениям по толщине листа привлекли критерий интенсивности напряжений, обозначаемый в механике разрушения как K_1c. Этот критерий имеет довольно странную, на первый взгляд, размерность кг/мм 3/2 (МПа/м 1/2 ). Физический смысл данного критерия – это напряжение, при котором происходит разрушение путем отрыва, при наличии трещины критического размера в материале. Испытания проводят таким образом, что в специальном образце наращивают трещину путем приложения циклических нагрузок, а затем постепенно, прикладывая к образцу с трещиной все увеличивающуюся растягивающую нагрузку, наблюдают за ростом трещины, и в момент разрушения фиксируют величину напряжения.

Образец для проведения испытаний на внецентренное растяжение довольно сложен по конфигурации (за что получил сленговое название «штаны»), и не менее сложен в изготовлении (рис. 1). По ГОСТ 25.506-85 он именуется как тип 3, нами использованы образцы толщиной 25 мм.

Рис. 1. Образец для испытаний на внецентренное растяжение

Усталостную трещину наносили на пульсаторе ЦДМ-10 при верхней нагрузке 2000-3000 и нижней – 500 кг. Частота пульсаций 750 циклов в секунду, число пульсаций 3-5 тысяч. Зарождение усталостной трещины проводилось при верхней нагрузке 3000 кг, а ее рост до длины 1,5-2 мм – при верхней нагрузке 2000 кг. Для более удобного наблюдения за ростом трещины в надрез предварительно закапывали типографскую краску, разбавленную керосином, которая впитывалась в трещину в процессе ее роста. Испытания образцов проводили на машине DU-19 (Франция) с записью диаграммы усилие — раскрытие трещины. Вязкость разрушения оценивалась по такой вот простенькой формуле:

P – усилие для разрушения образца, кг;
t – толщина образца, мм;
b – ширина образца, мм;
l – длина надреза с усталостной трещиной, мм.

Макро и микроструктура стали

Расслоение в исследованных деталях располагается в центре по толщине листа, распространяется в разных деталях на различную глубину, траектория ее имеет ступенчатый характер. В вершине расслоения на поперечных темплетах следы пластической деформации не обнаруживаются. Макроструктура всех исследованных проб характеризуется плотным строением, отсутствуют ярко выраженные дефекты типа газовых пузырей, ликвационных полос, участков с грубой дендритной структурой.

Заметных различий в микроструктуре по различным зонам не отмечается.

Металл характеризуется заметной полосчатостью (рис. 2), которая связана с дендритным строением исходного литого металла в стальном слитке и характерна для катаных легированных сталей. Полосы различной травимости вытянуты вдоль направления прокатки и заметно различаются по микротвердости, и по содержанию легирующих элементов. Светлые полосы содержат повышенное количество молибдена, никеля, меди, кремния и марганца (определение выполнено с помощью микрорентгеноспектрального анализа), в них сосредоточены также НВ-сульфиды и строчечные оксиды, и расслой распространяется также по светлым полосам.

Траектория трещины имеет ступенчатый характер (рис. 3), отсутствуют участки, указывающие на протекание макропластической деформации перед разрушением, на поверхности наблюдаются многочисленные площадки и бороздки, свидетельствующие о хрупком характере разрушения.

Рис. 2. Полосчатость структуры и расположение НВ. х 100

Рис. 3. Характер траектории трещины-расслоения. х 1

Загрязненность неметаллическими включениями и влияние НВ на особенности разрушения стали под нагрузкой

В стальных деталях обнаружены пластичные, вытянутые вдоль направления прокатки сульфиды марганца (рис. 4), а также сложные оксиды, располагающиеся вдоль направления прокатки в виде цепочек и строчек (рис. 6).

Рис. 4. Расположение сульфидных включений. х400

Загрязненность НВ типична для стали мартеновского способа выплавки. В центральной зоне листа по толщине загрязненность пластичными сульфидами и строчечными оксидами несколько выше. Сульфиды и оксиды располагаются избирательно относительно полосчатой структуры, в полосах, где отмечается повышенное содержание Ni, Mo, Cu, Si, Mn (рис. 5).

Рис. 5. Расположение оксидных включений в полосчатой структуре. х400

В вязком чашечном изломе поперечных и вертикальных ударных образцов наблюдаются многочисленные НВ, преимущественно сульфиды, зародыши трещин не обнаруживаются (рис. 6, рис. 7). Подобный характер излома свидетельствует, что разрушение проходило по скоплениям НВ.

Рис. 7. Строение излома поперечных ударных образцов. х800

Рис. 8. Строение излома вертикальных ударных образцов. х1600

Изучали влияние НВ на характер пластической деформации и разрушение с помощью наблюдения этих включений при больших увеличениях.

На вертикальных образцах хрупкие трещины образуются в местах залегания сульфидов и оксидов практически одновременно на всех включениях, находящихся в поле зрения, при отсутствии пластической деформации основного металла (рис. 9).

Напряжение, при котором образуются микротрещины на включениях, на 10-15% ниже напряжения начала пластической деформации основного металла, определяемого по появлению следов скольжения. Возникшие в сульфидах микротрещины инициируют полосы скольжения в основном металле, по которым при увеличении напряжения происходит дальнейшее вязкое распространение трещины (рис. 9-10).

Рис. 9. Зарождение трещин в сульфидах (вертикальные образцы, деформация = 1%). х500

На строчках вытянутых сульфидов возможно облегчение слияния нескольких микротрещин в одну (рис. 11).

В участках, где отсутствуют НВ, локальная пластическая деформация с образованием микротрещин в полосах скольжения наблюдается только при исчерпании металлом запаса пластичности.

Рис. 10. Полосы скольжения, инициированные трещиной в сульфиде. х 500

Рис. 11. Развитие трещины в строчке сульфидов. х 500

Механические свойства

Механические и пластические свойства стали в продольном и поперечном направлении в изученных зонах трех исследованных деталей с вероятностью 0,95 совпадают.

Сталь характеризуется значительным разбросом свойств при сравнении таковых на поперечных и вертикальных образцах относительно плоскости прокатки (как говорят, свойства имеют значительный коэффициент анизотропии). Пластические свойства в осевой части листа заметно ниже, чем на кромке. При испытании вертикальных образцов на прочность, пластичность и ударную вязкость эти свойства отражают в какой-то мере склонность стали к образованию расслоений, однако расчетный коэффициент корреляции между длиной расслоений в деталях и свойствами в вертикальном направлении значительно ниже табличного коэффициента при уровне значимости 0,8, то есть данная зависимость не значима.

Результаты определения K_1c методом внецентренного растяжения поперечных образцов толщиной 25 мм с боковым надрезом и усталостной трещиной (рис. 12) прошли проверку корректности по критериям отношения коэффициента интенсивности напряжений к пределу текучести стали. При выбранной толщине образца 25 мм и длине надреза с трещиной 28-30 мм поперечные образцы этому критерию также не удовлетворяют (требуются образцы большей толщины) и результаты их испытаний могут быть использованы только как ориентировочные.

Для вертикальных образцов на внецентренное растяжение все необходимые и достаточные условия испытаний удовлетворяются, и результаты являются корректными при толщине образцов 25 мм (рис. 12).

Рис. 12. Связь коэффициента интенсивности напряжений с длиной расслоений (поперечные и вертикальные образцы на внецентренное растяжение)

Параметр K_1c значимо отмечает разницу в качестве металла осевой зоны и кромки листа в пределах одной плавки. Интервалы для K_1c в оси и кромке листа не перекрываются даже при высоком уровне доверительной вероятности 0,95, максимальное значение K_1c в осевой зоне меньше, чем минимальная величина K_1c для кромки листа. Такого четкого различия в свойствах не удалось получить при использовании ранее описанных показателей пластичности и ударной вязкости.

Коэффициент корреляции между протяженностью расслоев на деталях и значениями K_1c для осевой зоны равен 0,89, что подтверждает достоверность зависимости между этими величинами.

Рис. 13. Связь обобщенного показателя с длиной расслоений (внецентренное растяжение, вертикальные образцы)

Причиной возникновения расслоев в листовой стали является механическая волокнистость металла, обусловленная раскаткой дендритной неоднородности металла, и связанное с ним слоистое расположение неметаллических включений. Роль неметаллических включений и других инородных частиц сводится к концентрации напряжений вблизи включений, возможностью растрескивания таких частиц, нарушению связи между включениями и основой стали и дальнейшему распространению образовавшейся микротрещины, что происходит при напряжениях меньших, чем предел текучести. В дальнейшем происходит распространение трещины по наиболее легким путям в скоплениях неметаллических включений и поверхности раздела частица-основа стали.

Значения найденного критерия интенсивности напряжений показывают, что при уровне напряжений 700-800 МПа (при том, что предел текучести стали не менее 1050 МПа) сталь сохраняет способность сопротивляться распространению трещины, если величина зародыша трещины не превышает по глубине 1,3 мм, по длине 13 мм, при превышении этих показателей сталь разрушается. При том же уровне напряжений, возникающих в поперечном относительно прокатки направлении, исследованная сталь способна сопротивляться хрупкому разрушению, если величина надреза не превышает 2,5 мм по глубине и 25 мм по длине.

Приведенный пример исследования трещиностойкости наглядно показывает, что разрушение стали при наличии микроскопических несплошностей, неметаллических включений, может происходить при напряжениях ниже предела ее текучести, что при расчетах прочности конструкций без учета данного обстоятельства может создавать иллюзию надежности материала в условиях эксплуатации.

Источник

Дефекты металлический изделий

Вопросы, рассмотренные в материале:

Производство предметов из металла представляет собой сложный технологический цикл. Некоторые операции могут как исключаться из этой цепочки, так и проводиться повторно. В процессе обработки металл претерпевает изменения, на нем могут появляться изъяны. Далее вы узнаете, какие бывают дефекты металлических изделий, а также как их можно выявить.

Типы дефектов металлических изделий

Из-за дефектов ухудшаются физико-механические свойства металлов, такие как электропроводность, магнитная проницаемость, прочность, плотность, пластичность. Принято выделять изъяны тонкой структуры или атомарного масштаба, а именно дислокации, вакансии, пр., и более грубые. К последним относятся субмикроскопические трещины, появляющиеся на границах блоков кристалла и на его поверхности.

Еще более грубыми считаются микро- и макроскопические дефекты металлических изделий, предполагающие нарушение сплошности или однородности. Они появляются по двум причинам: из-за несовершенства используемой технологии и низкой технологичности многокомпонентных сплавов. Дело в том, что при работе с подобными сплавами необходимо особенно точно соблюдать режимы, установленные для всех этапов изготовления и обработки.

С точки зрения прикладного, технического понимания, дефектами называют отклонения от установленной нормы, при которых ухудшаются рабочие характеристики металла или металлического изделия, происходит снижение сортности или отбраковка продукции. Но нужно понимать, что не любой изъян металла распространяется на изделие. Если отклонения не влияют на работу металлической детали, они не воспринимаются в качестве недостатков.

Отклонения, признанные дефектами для изделий, эксплуатируемых в определенных условиях (допустим, при усталостном нагружении), могут не приниматься во внимание при других условиях работы (например, при статическом нагружении).

Литьевые дефекты металлических изделий

Сегодня в металлургии принято использовать несколько классификаций брака, получаемого при литье.

Дефекты делятся на типы по месту нахождения. Так, если брак выявлен внутри участка, его считают внутренним. Если же проблема проявилась при дальнейшей обработке, ее относят к внешнему браку.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

С точки зрения внешнего проявления, выделяют такие основные виды дефектов отливок, как пригар, при котором слой формовочных материалов, спекшихся с металлом, крепко присоединился к поверхности заготовки, и приливы, которые представляют собой отклонение размеров отливок от проекта в большую сторону.

Приливы делят на:

Нередко дефекты при литье проявляются в виде пороков поверхности. Сюда относятся:

Также среди распространенных пороков литья стоит назвать трещины. Подобные дефекты металлических изделий также делятся на виды:

Помимо прочего, нередко на предметах из металла появляются газовые дефекты:

Пластические дефекты металлических изделий

При отбраковке заготовок достаточно часто приходится сталкиваться с включениями инородных металлических или неметаллических тел, причем последние бывают различной величины, формы.

Надрыв представляет собой местные несквозные разрывы, находящиеся поперек или под углом к направлению обработки материла. Такие дефекты образуются из-за раскрытия внутренних несплошностей материала, а также несоблюдения норм, установленных для процесса обработки.

Сквозной разрыв отличается от предыдущего вида тем, что на металлическом изделии наблюдаются сквозные несплошности. Они образовываются при деформации плоской заготовки, имеющей неравномерную толщину, либо причиной появления сквозного разрыва могут стать вкатанные инородные тела.

Накол выглядит как несквозные единичные или групповые точечные углубления. Они появляются при использовании загрязненных смазочно-охлаждающих жидкостей, попадании на заготовку мелких металлических и инородных элементов. Еще одной причиной для образования накола могут стать выступы и налипшие частицы на валках.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Вмятинами называют отдельные единичные углубления различных размеров, форм, имеющие пологие края. Вмятины появляются из-за повреждения металла в процессе производства, перевозки, хранения.

Забоина представляет собой углубление неправильной формы. Обычно такой дефект имеет острые края, поскольку появляется при ударе металлического изделия.

Отпечаток – периодически повторяющиеся углубления, выступы, расположенные по всему металлическому изделию или на некоторых его участках. Отпечатки появляются под действием неровностей на прокатных и правильных валках.

Задир выглядит как широкое продольное углубление с неровным дном и краями. Причина его появления состоит в резком трении заготовки о детали оборудования, при помощи которого осуществляется обработка.

Риска – это продольное узкое углубление, дно которого может быть закругленным либо плоским. Образуется при царапании заготовки металлического изделия выступами на поверхности оборудования.

Царапина представляет собой углубление неправильной формы, имеющее произвольное направление. Появляется из-за механических повреждений, например, во время складирования, перевозки металлических изделий.

Потертостью называют нарушение блеска на отдельно взятом участке металлического изделия, а также скопление мелких разнонаправленных царапин. Такие дефекты появляются из-за трения металлических изделий между собой.

Налип появляется в результате прилипания к металлическому изделию частиц или слоя металла с инструмента.

Закат образуется за счет вдавливания в изделие частиц обрабатываемого металла, заусенцев, выступов и других дефектов, появившихся в процессе обработки.

Пережог проявляется в виде темных, оплавленных или окисленных пятен на металлическом изделии, которые образуются, если была превышена температура, время нагрева материала.

Расслоение выглядит как отделение слоя материала на торцах, кромках металлического изделия, заготовки. Причина для расслоения одна – изначально внутри металла были дефекты, такие как рыхлости, включения, внутренние разрывы, пережог.

Плена представляет собой расслоение, обычно имеет форму языка, идущего по направлению обработки и одним краем соединенного с основным металлом. Подобное расслоение появляется, если в металле изначально были надрывы, трещины, пузыри, либо при нагреве материала был допущен его пережог, оплавление.

Чешуйчатость представляет собой пластическую деформацию, вызванную пережогом или недостаточной пластичностью металла периферийной зоны. В соответствии с названием, такие разрывы на металлическом изделии больше всего похожи на чешую или сетку.

Рябизна выглядит как скопление углублений, появившихся на металлическом изделии во время проката или плавки.

Смятой поверхностью называют тип деформации, при котором на металлическом изделии появляются складки, изгибы, волны, при этом не вызывающие разрыва металла.

Излом представляет собой полосу поперек направления прокатки или под углом к нему. Изломы появляются из-за резкого перегиба в процессе сматывания, разматывания рулонов, либо при перекладке тонких листов.

Недотрав выглядит как пятна, полосы, появившиеся на металлическом изделии из-за неравномерного травления.

Перетрав – это местное или общее разъедание поверхности изделия, которое проявляется как точечные либо контурные углубления. Образуется, так же как и недотрав, при несоблюдении режима травления.

Пятна загрязнения могут иметь форму полос, натеков, разводов. Их оставляют на поверхности металлического изделия технологическая эмульсия, загрязненное масло, мазут.

Коррозионные пятна могут быть светлыми или темными, обычно имеют шероховатую текстуру, так как появляются под действием коррозии.

Цвета побежалости проявляются в виде окисленных участков, то есть пятен и полос различной окраски и формы. Такие пятна отличаются гладкой поверхностью, так как проявляются при нарушении норм термической обработки и травления.

Кольцеватость характерна только для круглых металлических заготовок – на их поверхности появляются повторяющиеся кольцеобразные выступы, углубления. Виной тому пластическая деформация, плавка.

Следы плавки несколько похожи на кольцеватость, они выглядят как повторяющиеся светлые и темные полосы. Однако в данном случае полосы идут по заготовке в любом направлении: могут быть продольными, поперечными либо спиралеобразными. Образуются при плавке.

Омеднение проявляется как покраснение некоторых участков поверхности металлического изделия. Такие пятна образуются после контактного выделения меди, что связано с нарушением режимов термической обработки и травления.

Серповидность полос и лент – это отклонение формы металлического изделия от поверочной линейки. Такой дефект измеряют в миллиметрах на метр длины полуфабриката.

Разностенность – несовпадение толщины стенки по длине трубы с номинальной толщиной либо разница в толщине заготовки по ее площади.

Разнотолщинность – отклонение толщины плоского изделия по длине и ширине от установленных параметров либо разница толщины стенки вдоль длины металлической трубы.

Фестонистость представляет собой появление выступов по краю металлического изделия при глубокой штамповке листов и лент. Направление выступов соответствует направлению оси прокатки.

Способы обнаружения дефектов металлических изделий

Существует несколько уровней исследования, которые используются для разных глубин и размеров дефектов:

Под дефектами кристаллического строения металлов принято понимать отклонения от структуры идеального, то есть бездефектного, кристалла.

Дефекты кристаллической структуры делят на типы в соответствии с их формой и размерами:

1. Субмикроскопическое исследование.

Цель его состоит в выявлении дефектов на границах кристаллов или зерен. Дело в том, что из-за неравномерности кристаллизации или недостаточного питания зародышей жидким раствором появляются тонкие прослойки между блоками кристаллов. Либо причина может скрываться в выделении на поверхности кристаллов твердой фазы нерастворимых соединений и элементов. Так, фосфор и целый ряд тугоплавких металлов не способны образовывать соединения с железом в сталях, поэтому они откладываются на границах зерен.

В число субмикроскопических дефектов входят сколы в стали 38Х2МЮА. Причина их появления проста: во время легирования стали алюминием по границам зерен выделяются локальные плоскости, которые и становятся слабым местом металла во время дальнейшей обработки.

2. Микроанализ.

При подобном исследовании для выявления дефектов используют микроскопы с увеличением более 100 крат. Именно микроанализ применяется чаще всего при поиске литейных дефектов. Этот метод позволяет определить балл зерна, наличие и количество включений неметаллической природы, меди, серы и фосфора, структуру металла.

От доли углерода и легирующих элементов, содержащихся в стали, зависит, какие твердые фазы выделятся при кристаллизации. Отметим, что данные стадии имеют различную прочность, твердость и пластичность. В стойких к коррозии марках стали при разных температурных режимах охлаждения формируются фазы аустенита, мартенсита или ледобурита.

Также к ключевым характеристикам, определяющим качество металла, относится балл зерна. Дело в том, что при снижении данного показателя повышается пластичность металла, но снижается его прочность. Однако легирование карбидообразователями или тугоплавкими материалами позволяет добиться упрочнения стали, сохраняя при этом ее изначальную пластичность.

Одним из главных направлений исследования микроанализа считается определение доли вредных примесей и неметаллических включений (в процентах). Чаще всего роль вредной примеси играют сера и фосфор, из-за которых сталь приобретает такие свойства, как красноломкость и хладноломкость.

Чтобы металл мог применяться для производства изделий, доля этих двух элементов должна укладываться в установленные нормы. Благодаря контролю неметаллических включений удается установить содержание в стали оксидов, сульфидов, нитридов и других соединений. Отметим, что такие примеси могут влиять на металл как положительным, так и отрицательным образом.

3. Макроанализ.

Данный способ изучения представляет собой визуальное выявление дефектов металлических изделий, иными словами, с его помощью поверхность рассматривается при увеличении до 30 крат. Такое исследование позволяет обнаружить крупные дефекты поверхности или глубинных слоев металла. Нужно понимать, что макроскопические изъяны могут образовываться на любом этапе производства металлического изделия – от выплавки и до хранения. Чаще всего после выявления подобных деформаций металл забраковывают или возвращают на доработку.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Источник