ข้อบกพร่องโครงสร้างของเหล็กแม่พิมพ์และวิธีควบคุมคุณภาพ

1. การตรวจสอบมหภาค: การตรวจสอบมหภาคของเหล็กแม่พิมพ์คือการใช้ตาเปล่าหรือแว่นขยายที่ไม่เกิน 10 เท่าส่องดูพื้นผิวหรือภาคตัดของเหล็ก เพื่อระบุข้อบกพร่องของโครงสร้างและคุณภาพของเหล็ก วิธีการตรวจสอบมหภาคแบ่งเป็น 2 วิธี คือ การตรวจสอบด้วยการกัดกรดและการตรวจสอบรอยแตกหัก

(1) การตรวจสอบด้วยการกัดกรด: การกัดกรดเป็นวิธีตรวจสอบคุณภาพมหภาคที่ใช้บ่อยและง่ายที่สุด การกัดกรดแบ่งเป็นการกัดกรดร้อนและการกัดกรดเย็น การกัดกรดร้อนสามารถตรวจสอบการแยกตัว ความพรุน เดนไดรต์ จุดขาว และรอยแตกร้าวละเอียดในเหล็กได้ ตำแหน่งเก็บตัวอย่างสำหรับการกัดกรดต้องเป็นตัวแทนที่ดี ตัวอย่างที่เก็บต้องเป็นบริเวณที่มีข้อบกพร่องรุนแรงที่สุดในแท่งเหล็ก โดยหัวและท้ายแท่งเหล็กเป็นตำแหน่งที่ข้อบกพร่องมหภาครวมตัวกันมาก สำหรับแม่พิมพ์ที่มีข้อกำหนดทั่วไปสามารถเก็บตัวอย่างใกล้บริเวณหัวแรเงอร์ที่หัวแท่ง หากต้องการคุณภาพสูงควรเก็บตัวอย่างทั้งที่หัวและท้ายพร้อมกัน

บริษัท ตงก่วนเหมยกังสเปเชียลสตีล จำกัด พิสูจน์จากการปฏิบัติแล้วว่าพื้นที่ทำงานของแม่พิมพ์โดยทั่วไปอยู่ที่ใจกลางของเหล็ก ความหนาแน่นของใจกลางเหล็กจึงมีข้อกำหนดสูง ต้องตรวจสอบความพรุนที่ใจกลางอย่างจริงจังและมีข้อกำหนดที่เข้มงวด สำหรับแม่พิมพ์ขนาดใหญ่ยังต้องตรวจสอบโครงสร้างเดนไดรต์ด้วย

(2) การตรวจสอบรอยแตกหัก: การตรวจสอบรอยแตกหักเป็นวิธีการวิเคราะห์มหภาคที่สำคัญอีกวิธีหนึ่ง สามารถให้หลักฐานเชิงประจักษ์ของความเสียหายบางอย่าง เพื่อค้นหาปัญหาจากตัวเหล็กเองและจากการผลิตแม่พิมพ์ สิ่งเจือปนที่ไม่ใช่โลหะ รอยแตกภายใน ฟองก๊าซ โพรงหดตัว และความพรุน ก็สามารถตรวจสอบได้ด้วยรอยแตกหัก

ตามมาตรฐาน GB/T1299-2000 “ข้อกำหนดทางเทคนิคของเหล็กกล้าเครื่องมืออัลลอย” กำหนดว่า เหล็กรีดร้อนและเหล็กตีขึ้นรูป พื้นผิวต้องไม่มีรอยแตก รอยพับ รอยแผลเป็น และสิ่งเจือปนที่มองเห็นด้วยตาเปล่า หากมีข้อบกพร่องดังกล่าวต้องขจัดออก ข้อบกพร่องผิวเล็กน้อยอื่นๆ ที่มีความลึกอยู่ในครึ่งหนึ่งของพิกัดความเผื่อสามารถไม่ต้องขจัด พื้นผิวเหล็กดึงเย็นต้องสะอาด เรียบ ไม่มีรอยแตก รอยพับ รอยแผลเป็น สิ่งเจือปน และสะเก็ดออกไซด์ เหล็กดึงเย็นที่ผ่านการอบชุบแล้วอนุญาตให้มีสีออกซิไดซ์หรือชั้นออกไซด์บางๆ บนพื้นผิว โครงสร้างรอยแตกหักของเหล็กในสภาพส่งมอบต้องสม่ำเสมอ เม็ดเกรนละเอียด ต้องไม่มีโพรงหดตัว สิ่งเจือปน การแยกชั้น รอยแตก ฟองก๊าซ และจุดขาวที่มองเห็นด้วยตาเปล่า ตามข้อกำหนดของผู้ซื้อ หากตกลงกันทั้งสองฝ่ายและระบุในสัญญา เหล็กในสภาพส่งมอบสามารถตรวจสอบโครงสร้างมหภาคด้วยการกัดกรดได้ บนชิ้นทดสอบกัดกรดมหภาคต้องไม่มีโพรงหดตัว สิ่งเจือปน การแยกชั้น รอยแตก ฟองก๊าซ และจุดขาวที่มองเห็นด้วยตาเปล่า ความพรุนที่ใจกลางและการแยกตัวตามรูปร่างแท่งให้ประเมินตามแผนภูมิระดับที่ 4 ของมาตรฐานนี้ โดยระดับที่ผ่านให้เป็นไปตามข้อตกลงของทั้งสองฝ่าย เหล็กที่ผ่านการตรวจสอบโครงสร้างมหภาคด้วยการกัดกรดแล้ว ไม่ต้องตรวจสอบรอยแตกหักอีก

2. การตรวจสอบโครงสร้างจุลภาค: การตรวจสอบโครงสร้างจุลภาคเป็นวิธีที่จำเป็นวิธีหนึ่งในการควบคุมคุณภาพเหล็กแม่พิมพ์ โดยการสังเกตโครงสร้างเหล็กภายใต้กล้องจุลทรรศน์ แล้วตัดสินว่าคุณภาพและกระบวนการผลิตผ่านมาตรฐานหรือสมบูรณ์หรือไม่ตามมาตรฐานและข้อกำหนดที่เกี่ยวข้อง และวิเคราะห์สาเหตุของข้อบกพร่องบางอย่าง การเก็บตัวอย่างตรวจทางโลหะวิทยาต้องเป็นตัวแทนที่ดี การเก็บตัวอย่างภาคตัดขวางใช้สังเกตการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจากขอบถึงใจกลางเป็นหลัก รวมถึงข้อบกพร่องผิว เช่น การลดคาร์บอน การออกซิไดซ์ การเผาไหม้เกิน รอยพับ และการวัดขนาดเกรน ส่วนการเก็บตัวอย่างตามยาวใช้สังเกตสิ่งเจือปนที่ไม่ใช่โลหะ ระดับการบิดตัวของเกรน และโครงสร้างแถบเป็นหลัก

จากการศึกษาของบริษัท ตงก่วนเหมยกังสเปเชียลสตีล จำกัด ตามมาตรฐาน GB/T 1299-2000 “ข้อกำหนดทางเทคนิคของเหล็กกล้าเครื่องมืออัลลอย” เหล็กที่ส่งมอบในสภาพอบอ่อน เช่น 9SiCr, CrWMn ต้องตรวจสอบโครงสร้างเพิร์ลไลต์และคาร์ไบด์แบบตาข่าย และประเมินและควบคุมตามแผนภูมิระดับในมาตรฐาน สำหรับเหล็กที่ใช้แปรรูปด้วยแรงอัดร้อนไม่จำเป็นต้องตรวจสอบโครงสร้างเพิร์ลไลต์และคาร์ไบด์แบบตาข่าย เหล็กที่ส่งมอบในสภาพอบอ่อน เช่น Cr12, Cr12MoV, Cr12Mo1V1 (D2), 6W6Mo5Cr4V และ 65Nb (6Cr4W3Mo2VNb) ต้องตรวจสอบความไม่สม่ำเสมอของคาร์ไบด์ยูเทคติก และจัดระดับและควบคุมตามแผนภูมิระดับในมาตรฐาน

สำหรับเหล็กรีดร้อนและเหล็กตีขึ้นรูปต้องตรวจสอบชั้นลดคาร์บอน หากตกลงกันทั้งสองฝ่ายสามารถส่งมอบตามกลุ่มที่ 1 สำหรับเหล็กดึงเย็น ชั้นลดคาร์บอนด้านเดียวต้องไม่เกิน 1.5% ของขนาดจริงตามมาตรฐาน (เหล็กผสมซิลิคอนไม่เกิน 2%) เหล็กผิวมันเงาไม่อนุญาตให้มีชั้นลดคาร์บอน สำหรับเหล็กแบนและเหล็กที่มีขนาดภาคตัดมากกว่า 150 มม. ชั้นลดคาร์บอนรวมให้เป็นไปตามข้อตกลงของทั้งสองฝ่าย