Prenent com a exemple 82B Spring Steel
82B és un acer de moll d'alt-carboni caracteritzat per una gran resistència i duresa, però és molt sensible a les inclusions, la segregació, els defectes superficials, la tensió residual i els factors ambientals. La fallada de la molla normalment no és causada per un sol factor, sinó que és el resultat combinat de materials, processos de fabricació i condicions de funcionament.
1. Etapa de fosa: qualitat de l'acer líquid.
1.1 Inclusions no-metalliques
Problema:Les inclusions no metàl·liques, com ara l'Al₂O₃ i els silicats produïts durant el procés de desoxidació de l'acer fos, no surten prou i romanen a l'acer.
Mecanisme:Les inclusions no-metalliques tenen una força d'unió feble amb la matriu d'acer. Durant el rodatge i estirat en fred, s'allargaran o es trituraran, formant zones discontinues locals. Quan la molla està sota tensió, la concentració d'estrès es produirà a les vores de les inclusions i les microesquerdes són propenses a iniciar-se a partir d'aquí.
Conseqüències:
- Trencament del filferro durant el procés de tret
- Disminució de la vida a la fatiga de primavera
- Fractura precoç durant l'ús
- La superfície de la fractura pot mostrar fonts d'inici d'esquerdes d'inclusió
1.2 Control inadequat de la composició química
1.2.1 Segregació de carboni
Problema:82B té un alt contingut de carboni. Durant el procés de solidificació de la colada contínua, els elements de carboni són propensos a l'enriquiment o l'esgotament a la zona central.
Mecanisme:La segregació de carboni provocarà una microestructura de-secció transversal desigual. La duresa de l'àrea central d'alt-carboni augmenta i la tenacitat disminueix. Durant el posterior estirat en fred o enrotllament de molla, la zona central és difícil de deformar de forma sincrònica amb la capa exterior, la qual cosa produeix fàcilment esquerdes internes.
Conseqüències:
- Duresa desigual
- Divisió central
- Fractura de cop-i-con
- Gran dispersió en la vida primaveral
1.2.2 Elements nocius com P i S
Problema:La desfosforització incompleta i la desulfuració condueixen a un alt contingut de P i S.
Mecanisme:P es segrega fàcilment als límits del gra, debilitant la força d'unió del límit del gra i provocant fragilitat en fred. S forma fàcilment inclusions de MnS, que s'estenen al llarg de la direcció de la longitud després de rodar i estirar, convertint-se en camins de propagació d'esquerdes.
Conseqüències:
- Disminució de la duresa del material
- Propens a fractures fràgils en condicions de baixa temperatura o impacte
- Reducció de la resistència a la fatiga
1.3 Contingut de gas anormal
1.3.1 Alt contingut d'hidrogen
Problema:Desgasificació insuficient de refinació, matèries primeres que contenen aigua o mal control del procéshidrogen per entrar a l'acer.
Mecanisme:Els àtoms d'hidrogen s'agregaran cap a inclusions, límits de gra, dislocacions i àrees d'estrès de tracció residuals, reduint la força d'enllaç entre els àtoms metàl·lics, fent que el material sofreixi un trencament trencadís abans d'arribar al seu límit de resistència normal.
Conseqüències:
Fragilització per hidrogen
Fractura tardana
Sense deformació plàstica evident
Fractura sobtada durant l'ús o l'emmagatzematge
1.3.2 Alt contingut d'oxigen
Problema:Desoxidació insuficient, donant lloc a un alt contingut total d'oxigen.
Mecanisme:Com més gran sigui el contingut d'oxigen, més inclusions d'òxids hi ha. Les inclusions d'òxid solen ser dures i trencadisses, cosa que dificulta la coordinació de la deformació durant el processament del plàstic, convertint-se així en fonts d'esquerdes per fatiga.
Conseqüències:
Disminució de la plasticitat
Disminució de la duresa
Trencament del cable durant el tret
Vida de fatiga reduïda
