碳素鋼碳結鋼的時效常給工業生產帶來很大危害,例如沸騰鋼焊接后,由于時效使焊接接頭熱影響區出現細小裂紋,嚴重影響焊接結構的性。但由于近代冶金技術的發展,和在工業生產中的應用,尤其是氧氣轉爐煉鋼能獲得更低的氮、氧含量,因此時效問題有所減輕。缺陷碳素鋼在冶煉和軋制(鍛造)加工過程中,由于設備、工藝和操作等原因造成鋼的欠缺。主要包括結疤、裂紋、縮孔殘余、分層、白點、偏析、非金屬夾雜、疏松和帶狀組織等。結疤鋼材表面未與基體焊合的金屬或非金屬疤塊。有的部分與基體相連,呈舌狀;有的與基體不連接,呈鱗片狀。后者有時在加工時脫落,形成凹坑。煉鋼(澆鑄)造成的結疤,疤下一般有肉眼可見的非金屬夾雜。軋鋼造成的結疤一般稱“軋疤”,疤下一般僅有氧化鐵皮。
碳結鋼脫氧方法符號:F——沸騰鋼b——半鎮靜鋼Z——鎮靜鋼TZ——特殊鎮靜鋼雜質影響Mn元素的影響鋼中常在雜質有:Si、Mn、S、P和氧、氫、氮等氣體。Mn是煉鋼時用錳鐵給鋼液脫氧后而殘余在鋼中的元素錳有較強的脫氧能力,錳大部分溶于F,使鋼強化,錳對鋼有益。錳能降低S對鋼的危害。一般碳素鋼中把錳控制在0.25%~0.8%范圍內。Si元素的影響Si主要來自原料生鐵和硅鐵脫氧劑。Si比錳脫氧能力強,硅溶于F,提高鋼的強度和硬度,但會使塑性和韌性降低。硅促進Fe3C分解成石墨,若鋼中出現石墨會使鋼的韌性嚴重下降,產生所謂的“黑脆”。硅在碳素鋼中一般控制在0.17~0.37%范圍內S元素的影響S可使鋼的“熱脆”性增加。(S不溶于α-Fe,而以化合物FeS的形式存在,其熔點為1190℃,而FeS又能于Fe形成共晶體分布于晶界上,其熔點僅為985℃。)S對鋼的焊接性能也有不良影響,容易導致焊縫熱裂。所以,S在鋼中是有害雜質,其含量一般要求不大于0.05%。但是,S能改善鋼材的切削性能。
使用碳結鋼時,需要使用焊接的方式來進行連接。為了保證良好的密封性,需要有一些問題要注意。
使用滾槽方式來焊接碳結鋼時候,滾槽焊縫會容易開裂。這種情況其實是可以避免的,將壓槽內壁的焊角磨平能有效降低減少阻力。另外可以調整鋼管,盡量保證其與滾槽保持水平。調整壓槽的速度是力度可以保證其成型均勻、緩慢施力。還要保證支撐和壓力輥的寬度和型號相互是匹配的,不會因咬合而斷裂。
另外如果碳結鋼對接后其管口對接不嚴密,這可能是由于管口被磕碰導致變形造成的。建議將鋼管管頭切割掉一小段后再進行對接。由于焊接時操作不當或因管口部位遺留鋅瘤會造成的砂眼,這可以在焊接前將鋅瘤鏟掉磨平來避免。車絲連接方式常出現的問題是管箍與絲扣不完全貼合,這就必須裁掉不能貼合的部分重新進行連接。
碳結鋼煉鋼(澆鑄)造成結疤的主要原因有:)上鑄錠未采取防濺措施或下鑄錠開鑄過猛造成飛濺結疤下鑄錠保護渣性能不佳或模子不清潔、不干燥,造成鋼錠(連鑄坯)表面或皮下夾雜、氣泡和重皮。模壁嚴重缺陷或鑄溫過高造成凸疤和粘模,經軋制或鍛壓加工演變為結疤。
軋鋼方面造成結疤的原因有:成品前某道(架)軋輥或導衛裝置缺陷或操作不當造成軋件凸包、耳子、劃疤,經再軋形成結疤。)鋼坯火焰清理清痕過陡或殘渣未除凈,外物落在鋼坯上被軋成結疤。結疤缺陷直接影響鋼材外觀質量和力學性能。在成品鋼材上不允許結疤存在。對結疤部位可進行磨修,磨修后鋼材尺寸應符合標準規定。為了減少和結疤,一是煉鋼、軋鋼要改進有關工藝和操作,二是對鋼坯表面缺陷部位進行重點清理或扒皮清理。