Phân loại trong thép: Phát hiện, tác động và phòng ngừa trong kiểm soát chất lượng

Định nghĩa và khái niệm cơ bản

Phân loại trong ngành công nghiệp thép đề cập đến sự phân bố hoặc nồng độ không đồng đều của các nguyên tố hợp kim, tạp chất hoặc thành phần vi cấu trúc trong một thỏi thép, phôi, phôi thép hoặc thành phẩm. Nó biểu hiện dưới dạng các vùng cục bộ, nơi một số nguyên tố hoặc pha có nồng độ cao hơn hoặc thấp hơn thành phần danh nghĩa của thép. Hiện tượng này có thể ảnh hưởng xấu đến các đặc tính cơ học, khả năng chống ăn mòn, khả năng hàn và tính toàn vẹn tổng thể của các sản phẩm thép.

Về cơ bản, sự phân tầng là sự không đồng nhất về cấu trúc vi mô phát sinh từ quá trình đông đặc, đúc hoặc xử lý nhiệt tiếp theo. Đây là mối quan tâm quan trọng về chất lượng vì nó có thể đóng vai trò là điểm khởi đầu cho các vết nứt, ăn mòn hoặc các cơ chế hỏng hóc khác. Trong khuôn khổ rộng hơn của đảm bảo chất lượng thép, sự phân tầng là một khuyết tật chính phải được giảm thiểu hoặc kiểm soát thông qua thiết kế quy trình, lựa chọn vật liệu và thử nghiệm phù hợp.

Phân loại thường được phân loại là phân loại vĩ mô hoặc phân loại vi mô dựa trên quy mô của nó. Phân loại vĩ mô liên quan đến các vùng lớn, có thể nhìn thấy được ở cấp độ vĩ mô, trong khi phân loại vi mô đề cập đến các biến thể thành phần vi mô trong từng hạt hoặc pha. Việc giải quyết phân loại là điều cần thiết để đảm bảo tính đồng nhất, hiệu suất có thể dự đoán được và tính an toàn của các thành phần thép trong các ứng dụng đòi hỏi khắt khe như ngành công nghiệp kết cấu, bình chịu áp suất hoặc hàng không vũ trụ.

Bản chất vật lý và nền tảng luyện kim

Biểu hiện vật lý

Ở cấp độ vĩ mô, sự phân tách xuất hiện dưới dạng các vùng hoặc dải riêng biệt trong thép, thường thấy dưới dạng sự khác biệt về màu sắc, độ mờ đục hoặc hình dạng bề mặt. Ví dụ, trong các thỏi đúc, sự phân tách vĩ mô có thể biểu hiện dưới dạng các vùng lớn, dài với các sắc thái hoặc kết cấu khác nhau, cho thấy sự thay đổi về thành phần hoặc cấu trúc vi mô.

Về mặt vi mô, sự phân tách biểu hiện dưới dạng các vùng cục bộ có cấu trúc vi mô thay đổi, chẳng hạn như pha giàu hoặc pha nghèo, ranh giới hạt không đồng nhất hoặc phân bố kết tủa. Dưới kính hiển vi quang học hoặc điện tử, các vùng này có thể được xác định bằng sự khác biệt về độ tương phản pha, thành phần nguyên tố hoặc các đặc điểm cấu trúc vi mô như tạp chất carbide hoặc sulfide.

Các đặc điểm đặc trưng bao gồm các gradient nồng độ trên toàn vùng, ranh giới pha riêng biệt hoặc sự hiện diện của các pha thứ cấp khác với ma trận. Các đặc điểm này thường liên quan đến mặt trận đông đặc, nơi các thành phần chất tan bị loại bỏ hoặc tích tụ, dẫn đến tính không đồng nhất về thành phần.

Cơ chế luyện kim

Sự phân tách bắt nguồn chủ yếu trong quá trình đông đặc của thép. Khi kim loại nóng chảy nguội đi và đông đặc, các nguyên tố hòa tan như cacbon, mangan, lưu huỳnh hoặc phốt pho có xu hướng phân chia giữa pha rắn và pha lỏng theo hệ số phân chia của chúng. Các nguyên tố có hệ số phân chia nhỏ hơn một có xu hướng bị loại bỏ vào chất lỏng còn lại, dẫn đến sự tích tụ của chúng trong các vùng liên nhánh hoặc liên hạt.

Quá trình này dẫn đến tính không đồng nhất về cấu trúc vi mô, với các vùng giàu các nguyên tố hoặc pha nhất định hình thành khi mặt trận đông đặc tiến triển. Ví dụ, lưu huỳnh có thể phân tách thành các tạp chất mangan sulfua, trong khi cacbon và mangan có thể tập trung ở các vùng cụ thể, hình thành cacbua hoặc các pha khác.

Mức độ phân tách phụ thuộc vào các yếu tố như tốc độ làm nguội, nhiệt độ rót, thành phần hợp kim và hình dạng đúc. Làm nguội chậm hoặc đúc lớn có xu hướng thúc đẩy sự phân tách rõ rệt hơn do thời gian đông đặc và quá trình khuếch tán dài hơn.

Những thay đổi về cấu trúc vi mô liên quan đến sự phân tách bao gồm sự hình thành các kích thước hạt không đồng nhất, các pha thứ cấp và tạp chất. Những tính không đồng nhất này có thể hoạt động như các chất tập trung ứng suất hoặc các vị trí bắt đầu ăn mòn, làm giảm hiệu suất của thép.

Hệ thống phân loại

Phân loại được phân loại dựa trên quy mô, mức độ nghiêm trọng và bản chất của nó. Tiêu chí phân loại phổ biến bao gồm:

• Sự phân chia vĩ mô: Có thể nhìn thấy bằng mắt thường hoặc với độ phóng đại thấp, thường liên quan đến sự khác biệt lớn về thành phần trên sản phẩm đúc. Mức độ nghiêm trọng được đánh giá là nhẹ, trung bình hoặc nghiêm trọng dựa trên kích thước và phạm vi của các vùng phân chia.

• Phân tách vi mô: Được phát hiện thông qua phân tích vi mô, với mức độ chênh lệch nồng độ được định lượng thông qua phân tích hóa học hoặc phép đo vi thăm dò. Nó được đánh giá là nhỏ, chấp nhận được hoặc quan trọng tùy thuộc vào mức độ biến đổi thành phần.

• Loại phân tách: Dựa trên nguyên tố liên quan, chẳng hạn như phân tách lưu huỳnh, phân tách mangan hoặc phân tách cacbua.

Trong các ứng dụng thực tế, các tiêu chuẩn như ASTM E45 hoặc ISO 4967 cung cấp hướng dẫn để phân loại và đánh giá mức độ phân tách, thường liên hệ nó với độ lệch về tính chất cơ học hoặc tiêu chí chấp nhận khuyết tật.

Phương pháp phát hiện và đo lường

Kỹ thuật phát hiện chính

Các phương pháp chính để phát hiện sự phân tách bao gồm kiểm tra trực quan, phân tích kim loại, phân tích hóa học và các kỹ thuật hình ảnh tiên tiến.

• Kiểm tra bằng mắt thường: Các vùng phân bố rộng thường có thể phát hiện được thông qua việc kiểm tra bề mặt hoặc cắt lát, cho thấy sự khác biệt về màu sắc hoặc kết cấu.

• Kính hiển vi quang học: Được sử dụng để quan sát sự phân tách vi mô, phát hiện sự không đồng nhất về cấu trúc vi mô, pha thứ cấp hoặc tạp chất. Chuẩn bị mẫu bao gồm đánh bóng và khắc để tăng độ tương phản.

• Phân tích hóa học: Các kỹ thuật như quang phổ phát xạ tia lửa (OES), plasma cảm ứng (ICP) hoặc phân tích microprobe định lượng sự phân bố nguyên tố trên toàn bộ mẫu. Các phương pháp này cung cấp dữ liệu thành phần chính xác ở quy mô vi mô hoặc vĩ mô.

• Kính hiển vi điện tử quét (SEM) với quang phổ tia X phân tán năng lượng (EDS): Cho phép lập bản đồ thành phần và vi cấu trúc chi tiết, xác định các vùng phân tách cục bộ.

• Huỳnh quang tia X (XRF): Dùng để phân tích thành phần khối, hữu ích trong việc phát hiện sự phân tách vĩ mô.

• Chụp cắt lớp vi tính (CT): Công nghệ chụp ảnh không phá hủy tiên tiến để hình dung các vùng phân tách bên trong trong các khối đúc lớn.

Việc lựa chọn phương pháp phát hiện phụ thuộc vào quy mô phân tách, độ phân giải cần thiết và thiết bị có sẵn.

Tiêu chuẩn và thủ tục thử nghiệm

Các tiêu chuẩn quốc tế có liên quan bao gồm ASTM E45 (Phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn để xác định hàm lượng tạp chất trong thép), ASTM E1251 (Phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn để phân tách vi mô), ISO 4967 (Thép - Cấu trúc vi mô và phân tách) và EN 10204.

Một quy trình điển hình bao gồm:

1. Chuẩn bị mẫu: Cắt các phần tiêu biểu từ sản phẩm thép, sau đó lắp, mài, đánh bóng và khắc để lộ cấu trúc vi mô.

2. Kiểm tra bằng kính hiển vi: Sử dụng kính hiển vi quang học hoặc điện tử để xác định tính không đồng nhất.

3. Lập bản đồ hóa học: Sử dụng phương pháp phân tích vi thăm dò hoặc EDS trên vùng phân tách nghi ngờ để định lượng các biến thể nguyên tố.

4. Ghi dữ liệu: Ghi lại kích thước, hình dạng và sự khác biệt về thành phần của các vùng phân tách.

Các thông số quan trọng bao gồm nhiệt độ, thành phần chất khắc, độ phóng đại và diện tích phân tích, tất cả đều ảnh hưởng đến độ nhạy phát hiện.

Yêu cầu mẫu

Các mẫu phải đại diện cho toàn bộ lô hoặc mẻ đúc, được lựa chọn cẩn thận để bao gồm các khu vực dễ bị phân tách, chẳng hạn như phần giữa của các thỏi lớn hoặc các phần dày.

Xử lý bề mặt bao gồm đánh bóng đến độ bóng gương và khắc bằng thuốc thử thích hợp để lộ các đặc điểm cấu trúc vi mô. Đối với phân tích vi mô, mẫu phải không bị nhiễm bẩn và được chuẩn bị trong điều kiện được kiểm soát để tránh hiện tượng tạo tác.

Kích thước và vị trí mẫu ảnh hưởng đáng kể đến độ tin cậy của thử nghiệm; nên sử dụng nhiều mẫu từ các vị trí khác nhau để đánh giá toàn diện.

Độ chính xác đo lường

Độ chính xác của phép đo phụ thuộc vào độ phân giải của phương pháp phát hiện, hiệu chuẩn thiết bị và chuyên môn của người vận hành. Độ lặp lại được đảm bảo thông qua các quy trình chuẩn hóa và tiêu chuẩn hiệu chuẩn.

Các nguồn lỗi bao gồm nhiễm bẩn mẫu, đánh bóng không đều, sự không nhất quán của chất khắc hoặc trôi dụng cụ. Để đảm bảo chất lượng đo lường, việc hiệu chuẩn thường xuyên, sử dụng vật liệu tham chiếu được chứng nhận và so sánh giữa các phòng thí nghiệm là điều cần thiết.

Định lượng và Phân tích dữ liệu

Đơn vị đo lường và thang đo

Sự phân tách được định lượng chủ yếu thông qua sự khác biệt về nồng độ nguyên tố, được thể hiện như sau:

• Phần trăm khối lượng (wt%) hoặc phần trăm nguyên tử (at%) đối với thành phần hóa học.

• Chênh lệch nồng độ (ΔC): Sự chênh lệch nồng độ nguyên tố giữa vùng tách biệt và vùng nền, được biểu thị bằng wt%.

• Chỉ số phân tách (SI): Được tính như sau:

$$
SI = \frac{C_{zone} - C_{trung bình}} {C_{trung bình}}
$$

trong đó $C_{zone}$ là nồng độ trong vùng tách biệt và $C_{average}$ là nồng độ trung bình tổng thể.

• Tỷ lệ phân tách: Tỷ lệ nồng độ nguyên tố trong vùng phân tách so với nồng độ trong ma trận.

Về mặt toán học, các số liệu này giúp so sánh mức độ nghiêm trọng của sự phân tách giữa các mẫu.

Giải thích dữ liệu

Việc diễn giải kết quả bao gồm việc so sánh mức độ phân tách được đo lường với ngưỡng đã thiết lập. Ví dụ, chỉ số phân tách lưu huỳnh vượt quá 0,2 có thể được coi là quan trọng đối với một số ứng dụng nhất định.

Giá trị ngưỡng phụ thuộc vào cấp thép, mục đích sử dụng và các tiêu chuẩn áp dụng. Sự phân tách quá mức tương quan với độ bền giảm, độ giòn tăng hoặc dễ nứt.

Kết quả được đối chiếu với dữ liệu thử nghiệm cơ học, chẳng hạn như độ cứng hoặc độ bền kéo, để đánh giá tác động của sự phân loại đến hiệu suất.

Phân tích thống kê

Nhiều phép đo trên các vị trí mẫu khác nhau cho phép đánh giá thống kê. Tính toán giá trị trung bình, độ lệch chuẩn và khoảng tin cậy cung cấp thông tin chi tiết về tính đồng nhất của thép.

Phân tích phương sai (ANOVA) có thể xác định xem sự khác biệt giữa các vùng có ý nghĩa thống kê hay không. Đối với đánh giá chất lượng, các kế hoạch lấy mẫu phải tuân theo các tiêu chuẩn như ISO 2859 hoặc MIL-STD-105, chỉ định số lượng mẫu cần thiết để có kết luận đáng tin cậy.

Tác động đến tính chất và hiệu suất của vật liệu

Tài sản bị ảnh hưởng	Mức độ tác động	Rủi ro thất bại	Ngưỡng quan trọng
Độ bền kéo	Trung bình đến Cao	Nguy cơ gãy xương tăng cao khi chịu tải	Chỉ số phân tách > 0,15
Độ bền	Giảm đáng kể	Tăng khả năng hỏng giòn	Sự hiện diện của các vùng phân chia nhỏ có kích thước > 50 μm
Chống ăn mòn	Sự suy thoái ở các khu vực cục bộ	Ăn mòn rỗ hoặc ăn mòn giữa các hạt	Phân tách lưu huỳnh > 0,2 wt% trong các vùng quan trọng
Khả năng hàn	Giảm do tính không đồng nhất về cấu trúc vi mô	Nứt hoặc hợp nhất không hoàn toàn	Vùng phân tách vi mô vượt quá 20 μm

Sự phân tách có thể dẫn đến các điểm yếu cục bộ, khiến thép dễ bị nứt, hỏng do mỏi hoặc ăn mòn hơn. Mức độ nghiêm trọng của tác động phụ thuộc vào kích thước, thành phần và sự phân bố của các vùng phân tách.

Về mặt cơ học, các vùng phân tách thường hoạt động như các bộ tập trung ứng suất hoặc các vị trí bắt đầu ăn mòn, đẩy nhanh quá trình hỏng hóc. Ví dụ, các vùng giàu lưu huỳnh thúc đẩy ăn mòn sunfua, trong khi các vùng giàu cacbua có thể làm giảm độ dẻo dai.

Mối quan hệ giữa mức độ phân tách và hiệu suất dịch vụ nhấn mạnh tầm quan trọng của việc kiểm soát lỗi này trong quá trình sản xuất.

Nguyên nhân và các yếu tố ảnh hưởng

Nguyên nhân liên quan đến quá trình

• Thông số đúc: Tốc độ làm nguội chậm, kích thước mặt cắt ngang lớn và thiết kế khuôn không phù hợp sẽ thúc đẩy quá trình phân tách.

• Nhiệt độ rót: Nhiệt độ rót quá cao làm tăng tính lưu động và khả năng di chuyển của chất tan, làm trầm trọng thêm sự phân tách.

• Tốc độ đông đặc: Làm lạnh nhanh làm giảm sự phân phối lại chất tan, giảm thiểu sự phân tách, trong khi làm lạnh chậm cho phép khuếch tán và tính không đồng nhất cao hơn.

• Thực hành đổ và múc: Khuấy không đúng cách hoặc đồng nhất không đủ có thể dẫn đến phân phối các nguyên tố không đều.

• Sự hình thành tạp chất: Các tạp chất phi kim loại có thể giữ lại các nguyên tố tách biệt, ảnh hưởng đến tính chất hóa học cục bộ.

Yếu tố thành phần vật liệu

• Nguyên tố hợp kim: Các nguyên tố có hệ số phân chia thấp, chẳng hạn như lưu huỳnh và phốt pho, dễ bị phân tách hơn.

• Tạp chất: Tạp chất không được kiểm soát có thể phân tách và tạo thành các pha có hại.

• Tính đồng nhất về mặt hóa học: Tính đồng nhất ban đầu cao làm giảm khả năng phân tách trong quá trình đông đặc.

• Hợp kim vi mô: Một số nguyên tố hợp kim vi mô có thể ảnh hưởng đến hành vi phân tách bằng cách thay đổi động lực đông đặc.

Ảnh hưởng của môi trường

• Môi trường xử lý: Sự thay đổi về nhiệt độ môi trường, không khí hoặc độ ẩm có thể ảnh hưởng đến tốc độ làm mát và xu hướng phân tách.

• Xử lý sau khi đúc: Xử lý nhiệt như ủ hoặc chuẩn hóa có thể làm giảm sự phân tách bằng cách thúc đẩy sự khuếch tán và đồng nhất.

• Điều kiện bảo dưỡng: Nhiệt độ cao hoặc môi trường ăn mòn có thể làm trầm trọng thêm hiện tượng phân tách theo thời gian.

Tác động của lịch sử luyện kim

• Xử lý nhiệt trước đây: Kết tinh lại, chuẩn hóa hoặc tôi luyện có thể thay đổi tính không đồng nhất về cấu trúc vi mô và ảnh hưởng đến sự phân bố phân tách.

• Lịch sử biến dạng: Làm việc nguội hoặc cán có thể phân phối lại các pha hoặc thành phần bị tách biệt, ảnh hưởng đến các tính chất tiếp theo.

• Chu trình nhiệt tích lũy: Nhiều chu trình làm nóng và làm mát có thể thúc đẩy sự khuếch tán của các thành phần phân tách, có khả năng làm giảm hoặc phân phối lại các vùng phân tách.

Chiến lược phòng ngừa và giảm thiểu

Biện pháp kiểm soát quy trình

• Các thông số đúc được tối ưu hóa: Sử dụng tốc độ làm nguội được kiểm soát, thiết kế khuôn phù hợp và cách nhiệt khuôn để thúc đẩy quá trình đông đặc đồng đều.

• Quản lý nhiệt độ: Duy trì nhiệt độ rót và nhiệt độ rót thích hợp để giảm thiểu sự loại bỏ chất tan và sự phân tách.

• Xử lý đồng nhất: Xử lý nhiệt sau khi đúc ở nhiệt độ cao giúp khuếch tán các thành phần tách biệt, giảm tính không đồng nhất.

• Khuấy và tiêm: Khuấy cơ học hoặc tiêm trong quá trình đúc có thể thúc đẩy sự phân phối đồng đều chất tan.

• Đông đặc nhanh: Các kỹ thuật như khuấy điện từ hoặc làm lạnh nhanh có thể ngăn chặn sự hình thành phân tách.

Phương pháp thiết kế vật liệu

• Điều chỉnh thành phần hợp kim: Việc lựa chọn các nguyên tố hợp kim có hệ số phân bố gần bằng 1 sẽ làm giảm khả năng phân tách.

• Kỹ thuật vi cấu trúc: Thiết kế các vi cấu trúc phù hợp hoặc giảm thiểu các vùng phân tách, chẳng hạn như kích thước hạt mịn hoặc phân bố pha được kiểm soát.

• Tối ưu hóa xử lý nhiệt: Điều chỉnh các thông số ủ hoặc chuẩn hóa để thúc đẩy quá trình đồng nhất và giảm sự phân tách.

Kỹ thuật khắc phục

• Ủ đồng nhất: Nung thép ở nhiệt độ cao sau đó làm nguội chậm để cho phép chất tan khuếch tán và đồng nhất.

• Ép nóng đẳng tĩnh (HIP): Áp dụng áp suất và nhiệt độ cao để đóng lỗ rỗng bên trong và phân phối lại các pha tách biệt.

• Xử lý cơ học: Xử lý lạnh hoặc nóng đôi khi có thể phá vỡ các vùng phân tách, mặc dù cách này kém hiệu quả hơn so với xử lý nhiệt.

• Tiêu chí chấp nhận: Khi sự phân loại nằm trong giới hạn cho phép, sản phẩm có thể được xử lý lại hoặc sử dụng với biên độ an toàn phù hợp.

Hệ thống đảm bảo chất lượng

• Kiểm tra thường xuyên: Phân tích hóa học và vi mô thường xuyên trong quá trình sản xuất.

• Giám sát quy trình: Đo liên tục nhiệt độ, tốc độ làm mát và thành phần hóa học.

• Tài liệu và khả năng truy xuất: Duy trì hồ sơ chi tiết về các thông số quy trình và kết quả thử nghiệm.

• Tuân thủ tiêu chuẩn: Tuân thủ các tiêu chuẩn công nghiệp như thông số kỹ thuật ASTM, ISO hoặc EN về kiểm soát phân loại.

Ý nghĩa công nghiệp và các nghiên cứu điển hình

Tác động kinh tế

Phân loại có thể dẫn đến tăng tỷ lệ phế liệu, chi phí tái chế và khiếu nại bảo hành. Nó có thể gây ra sự chậm trễ trong lịch trình sản xuất do kiểm tra lại hoặc nấu chảy lại. Trong các ứng dụng quan trọng, việc không kiểm soát được phân loại có thể dẫn đến hỏng hóc thảm khốc, dẫn đến các khoản nợ tốn kém.

Các ngành công nghiệp bị ảnh hưởng nhiều nhất

• Kết cấu thép: Sự phân tách có thể làm giảm khả năng chịu tải và độ an toàn.

• Thép bình chịu áp suất và nồi hơi: Các vùng phân tách nhỏ có thể gây ra các vết nứt dưới áp suất hoặc nhiệt độ cao.

• Hàng không vũ trụ và ô tô: Tính không đồng nhất về cấu trúc vi mô ảnh hưởng đến tuổi thọ chịu mỏi và độ tin cậy.

• Đường ống thép: Các vùng phân cách dễ bị ăn mòn và nứt, gây nguy cơ rò rỉ và gây nguy hiểm cho môi trường.

Ví dụ về nghiên cứu tình huống

Một nhà máy thép sản xuất thỏi thép lớn đã quan sát thấy các vùng phân tách vĩ mô có nồng độ lưu huỳnh vượt quá giới hạn cho phép. Phân tích nguyên nhân gốc rễ xác định làm mát chậm và đồng nhất hóa không đầy đủ. Các hành động khắc phục bao gồm điều chỉnh thông số quy trình và xử lý nhiệt sau khi đúc, dẫn đến cải thiện tính đồng nhất và tuân thủ các tiêu chuẩn.

Trong một trường hợp khác, sự phân tách nhỏ của mangan có liên quan đến việc giảm độ dẻo dai trong thép đường ống. Phân tích vi thăm dò hướng dẫn việc sửa đổi các phương pháp hợp kim hóa và lịch trình xử lý nhiệt, làm giảm đáng kể sự phân tách và nâng cao hiệu suất.

Bài học kinh nghiệm

• Việc kiểm soát thích hợp các thông số đúc và làm mát là rất cần thiết để giảm thiểu sự phân tách.

• Xử lý đồng nhất sau khi đúc có hiệu quả trong việc giảm hiện tượng phân tách vi mô.

• Kiểm tra và thử nghiệm thường xuyên là rất quan trọng để phát hiện và khắc phục sớm.

• Hiểu được cơ chế luyện kim giúp cải tiến quy trình một cách có mục tiêu.

• Các tiêu chuẩn và thông lệ tốt nhất của ngành phát triển theo sự tiến bộ của công nghệ, nhấn mạnh vào việc cải tiến liên tục.

Các điều khoản và tiêu chuẩn liên quan

Các lỗi hoặc thử nghiệm liên quan

• Tạp chất: Các hạt phi kim loại có thể liên kết với vùng phân tách.

• Nứt nóng: Nứt do tính không đồng nhất về cấu trúc vi mô, thường liên quan đến sự phân tách.

• Phân tách cacbua: Sự làm giàu cục bộ của cacbua ảnh hưởng đến độ dẻo dai.

• Tính đồng nhất của cấu trúc vi mô: Mục tiêu chung là giảm thiểu tính không đồng nhất, bao gồm cả sự phân tách.

Các phương pháp thử nghiệm bổ sung bao gồm thử nghiệm siêu âm để phát hiện tính không đồng nhất bên trong và lập bản đồ độ cứng để xác định các biến thể tính chất cục bộ.

Tiêu chuẩn và thông số kỹ thuật chính

• ASTM E45: Phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn để xác định hàm lượng tạp chất và sự phân tách.

• ISO 4967: Thép — Đánh giá cấu trúc vi mô và sự phân tách.

• EN 10204: Tiêu chuẩn chứng nhận nêu rõ các yêu cầu thử nghiệm và kiểm tra.

• Tiêu chuẩn API: Dành cho thép đường ống, bao gồm giới hạn về sự phân tách và các khuyết tật liên quan.

Tiêu chuẩn khu vực có thể chỉ định mức độ phân loại chấp nhận được, với các tiêu chí chặt chẽ hơn cho các ứng dụng quan trọng.

Công nghệ mới nổi

• Hình ảnh tiên tiến: Chụp cắt lớp vi tính 3D và bức xạ synchrotron cho phép hình ảnh phân tách bên trong chi tiết.

• Phân tích vi mô tự động: Phân tích dữ liệu vi thăm dò bằng máy học để đánh giá phân tách nhanh chóng.

• Phần mềm mô phỏng quy trình: Các mô hình tính toán dự đoán xu hướng phân tách trong quá trình đúc và đông đặc.

• Giám sát tại chỗ: Cảm biến thời gian thực và nhiệt độ giúp điều chỉnh quy trình ngay lập tức để ngăn ngừa sự phân tách.

Những phát triển trong tương lai nhằm mục đích cải thiện độ nhạy phát hiện, giảm chi phí xử lý và tăng cường kiểm soát hiện tượng phân tách, đảm bảo chất lượng và độ tin cậy cao hơn trong các sản phẩm thép.

---

Bài viết toàn diện này cung cấp hiểu biết sâu sắc về sự phân loại trong ngành thép, bao gồm các khía cạnh cơ bản, phương pháp phát hiện, tác động, nguyên nhân, chiến lược phòng ngừa và tính liên quan của nó trong ngành, phù hợp với các tiêu chuẩn khoa học và công nghệ hiện hành.