Home > Balita

Bakit madaling masira ang mga bakal na may mataas na carbon content? Bahagi 1

2022-06-24

Ang mga bar na may mataas na carbon content ay maraming beses na nasira, tulad ng mga shaft na gawa sa 45# steel, na masisira pagkatapos ng maikling panahon ng paggamit. Ang pagkuha ng mga sample mula sa mga fractured na bahagi at pagsasagawa ng metallographic analysis, kadalasan ay imposibleng mahanap ang dahilan, kahit na malayo ang paghahanap ng ilang dahilan, hindi ito ang aktwal na dahilan.

Upang matiyak ang mas mataas na lakas, ang carbon ay dapat ding idagdag sa bakal, kung saan ang mga iron carbide ay namuo. Mula sa electrochemical point of view, ang iron carbide ay nagsisilbing cathode, na nagpapabilis sa anodic dissolution reaction sa paligid ng substrate. Ang pagtaas sa dami ng bahagi ng mga iron carbide sa loob ng microstructure ay iniuugnay din sa mababang hydrogen overvoltage na katangian ng mga carbide.
Ang ibabaw ng bakal ay madaling makabuo at sumipsip ng hydrogen. Kapag ang mga atomo ng hydrogen ay tumagos sa bakal, ang dami ng bahagi ng hydrogen ay maaaring tumaas, at sa wakas ang paglaban sa hydrogen embrittlement ng materyal ay makabuluhang nabawasan.
Ang makabuluhang pagbawas sa corrosion resistance at hydrogen embrittlement resistance ng mga high-strength steels ay hindi lamang nakakapinsala sa mga katangian ng bakal, ngunit lubos ding nililimitahan ang aplikasyon ng bakal.
Halimbawa, kapag ang bakal ng sasakyan ay nalantad sa iba't ibang kinakaing kapaligiran tulad ng chloride, sa ilalim ng pagkilos ng stress, ang phenomenon ng stress corrosion cracking (SCC) na maaaring mangyari ay magdulot ng malubhang banta sa kaligtasan ng katawan ng kotse.
Kung mas mataas ang carbon content, mas mababa ang hydrogen diffusion coefficient at mas mataas ang hydrogen solubility. Minsang iminungkahi ng iskolar na si Chan na ang iba't ibang mga depekto sa sala-sala tulad ng mga precipitates (bilang mga lugar ng bitag para sa mga atomo ng hydrogen), potensyal, at mga pores ay proporsyonal sa nilalaman ng carbon. Ang pagtaas ng nilalaman ng carbon ay magpipigil sa pagsasabog ng hydrogen, kaya ang koepisyent ng pagsasabog ng hydrogen ay mababa din.
Dahil ang carbon content ay proporsyonal sa hydrogen solubility, mas malaki ang volume fraction ng carbide bilang hydrogen atom traps, mas maliit ang hydrogen diffusion coefficient sa loob ng steel, mas malaki ang hydrogen solubility, at ang hydrogen solubility ay naglalaman din ng impormasyon tungkol sa diffusible hydrogen, kaya ang hydrogen embrittlement susceptibility ang pinakamataas. Sa pagtaas ng nilalaman ng carbon, bumababa ang diffusion coefficient ng mga atomo ng hydrogen at tumataas ang konsentrasyon ng hydrogen sa ibabaw, na sanhi ng pagbaba ng overvoltage ng hydrogen sa ibabaw ng bakal.