Что такое флокены в металле
Обновлено: 27.04.2024
Флокены появляются наиболее часто в среднеуглеродистых и сред-нелегированных сталях при повышенном содержании в них водорода. Флокены обычно появляются в центральной зоне кованых или катаных заготовок крупных сечений и реже в слитках. Они имеют вид тонких извилистых трещин, представляющих в изломе пятна с поверхностью характерного серебристого цвета округлой формы. Поковки, отштампованные из металла, пораженного флокенами, иногда растрескиваются с отделением кусков металла. Эго обнаруживается при закалке после снятия припуска механической обработкой или при поломке детали в эксплуатации. [1]
Флокены представляют собой в изломе пятна ( хлопья) ( рис. Is iS), а в поперечном макрошлифе - трещины. Естественно, что наличие трещин вызывает снижение механических свойств. Трещины - флокены тем более опасны, чем более высокую прочность имеет сталь. [3]
Флокены встречаются в кованой или катаной стали, в литой стали они обнаруживаются редко. [5]
Флокены редко образуются в литой стали, так как выделившийся из раствора водород скапливается в многочисленных литейных порах и неплотностях литого металла. [6]
Флокены можно устранить последующей ковкой ( прокаткой) на меньший размер, так как при этом трещины ( флокены) завариваются. [7]
Флокены представляют неокисленные внутренние разрывы в металле в результате хрупкого разрушения. Они образуются при быстром охлаждении поковок после ковки. Водород, находящийся в металле, не успевает выделиться при быстром охлаждении, пока металл пластичен. При утере металлом значительной доли пластичности напряжения, вызванной скопившимся водородом, разрушают металл, и образуются отдельные разрывы. Появлению флоке-нов или повышению флокеночувствительности способствует увеличение в сталях содержания никеля, хрома, марганца, кремния. Флокены в изломе представляют серебристые пятна кристаллического строения с размерами в поперечнике от 0 5 до 50 мм. Во избежание флокенов необходимо уменьшать количество водорода в металле и обеспечивать очень медленное охлаждение слитков и поковок до температуры 100 - 200 со скоростью, установленной практикой каждого завода. [8]
Флокены представляют собой очень топкие трещины. Границы трещины ( в плоскости трещины) образуют округлую или овальную форму флокена. Поверхность трещины имеет часто кристаллический блеск, так как трещина проходит обычно по границам зерен, образовавшихся после горячей механической обработки. Размеры флокенов различны от 1 до 100 мм в поперечинке. Встречаются чаще в ма-лолггированных и особенно в легирозанных сталях. Наибольшую склонность к образованию флокенов имеют средпеуглеродистые и высокоуглеродистые конструкционные и инструментальные стали, исключая высоколегированные ледебуритпые стали. Флокены обычно встречаются в катаном и копаном металле, реже в слитках. [9]
Флокены могут быть заварены горячей механической обработкой. [10]
Флокены могут располагаться в центральной и средней зонах поковки без выхода наружу и на расстоянии 20 - 50 мм от торцов вдоль направления волокна. [11]
Флокены - нарушения внутренней сплошности металла, обычно представляющие собой волосяные трещины. Причиной образования флокенов являются водород и другие газы, выделяющиеся из стали при остывании слитка металла. [12]
Флокены могут быть в кованой или катаной стали, в литой стали они обнаруживаются редко. [13]
Флокены редко образуются в литой стали, так как выделившийся из раствора водород скапливается в многочисленных литейных порах и неплотностях литого металла. [14]
Флокены можно устранить последующей ковкой ( прокаткой) на меньший размер, так как при этом трещины ( флокены) завариваются. [15]
Флокены
Короткие, прерывистые внутренние трещины в черных металлах, образовавшиеся под действием напряжений, вызванных локальными превращениями и выделением водорода во время их охлаждения после горячей обработки. В поверхностях излома флокены проявляются как яркие, серебристые пятна с крупнозернистой текстурой. При глубоком кислотном травлении поперечных темплетов они проявляются как волосные трещины, которые находятся обычно в середине и в центре сечения. Их также называют «волосными трещинами» и «трещинами разрыва».
(Источник: «Металлы и сплавы. Справочник.» Под редакцией Ю.П. Солнцева; НПО "Профессионал", НПО "Мир и семья"; Санкт-Петербург, 2003 г.)
Смотреть что такое "Флокены" в других словарях:
Флокены — [flakes] внутренние трещины (дефекты) в стальных поковках и прокатной продукции (иногда в слитках и отливках). На шлифовальных и протравляющих темплетах флокены выявляются в виде тонких волосных трещин, а в изломе закаленных образцов представляют … Энциклопедический словарь по металлургии
Флокены — (нем. Flocken, буквально – хлопья) внутренние трещины в стальных поковках и прокатной продукции (иногда – в слитках или отливках), резко снижающие механические свойства стали. На протравленных шлифах Ф. выявляются в виде тонких волосовин … Большая советская энциклопедия
флокены — (нем. Flocken, буквально хлопья), дефекты внутреннего строения стали в виде серебристо белых пятен (в изломе) или волосовин (на протравленных шлифах). Встречаются главным образом в катаных или кованых изделиях; обусловлены повышенным содержанием … Энциклопедический словарь
ФЛОКЕНЫ — (нем . Flocken, букв. хлопья) [flakes] дефекты внутреннего строения стали в виде серебристо белых пятен (в изломе) или волосовин (на протравленных шлифах). Встречаются главным образом в катаных или кованых изделиях; обусловлены повышенным… … Металлургический словарь
флокены — flokenai statusas T sritis chemija apibrėžtis Balsvų dėmelių pavidalo vidiniai plieno įtrūkiai, matomi jo lūžyje. atitikmenys: angl. flakes rus. флокены … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
ФЛОКЕНЫ — (нем. Flocken, букв. хлопья) внутр. металлургич. пороки стали, представляющие собой очень тонкие трещины. Ф. резко ухудшают качество стали. В большинстве случаев встречаются в катаных или кованых заготовках (прутках), реже в литой стали. Для… … Большой энциклопедический политехнический словарь
Дефекты металлов — несовершенства строения металлов и сплавов. Д. м. ухудшают их физико механические свойства (например, электропроводность, магнитную проницаемость, прочность, плотность, пластичность). Различают Д. м. тонкой структуры (атомарного масштаба) … Большая советская энциклопедия
флокен — Ндп. белые пятна Дефект в виде разрыва тела отливки под влиянием растворенного в стали водорода и внутренних напряжений, проходящего полностью или частично через объемы первичных зерен аустенита. Примечание Флокен в изломе термически обработанной … Справочник технического переводчика
МЕТАЛЛОВ ИСПЫТАНИЯ — Цель испытания материалов состоит в том, чтобы оценить качество материала, определить его механические и эксплуатационные характеристики и выявить причины потери прочности. Химические методы. Химические испытания обычно состоят в том, что… … Энциклопедия Кольера
Флокенистый — прил. 1. соотн. с сущ. флокен, связанный с ним 2. Имеющий флокены. Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000 … Современный толковый словарь русского языка Ефремовой
внутренние трещины в стальных поковках и прокатной продукции (иногда – в слитках или отливках), резко снижающие механические свойства стали. На протравленных шлифах Ф. выявляются в виде тонких волосовин, а в изломе закалённых образцов Ф. представляют собой овальные кристаллические пятна серебристо-белого цвета, отличающиеся от основной серой массы излома. Наибольшую склонность к поражению Ф. имеют легированные и углеродистые стали мартенситного и перлитного классов (конструкционные, подшипниковые, броневые, рельсовые и т.д.); в сталях аустенитного и карбидного классов (нержавеющие, быстрорежущие) эти дефекты не встречаются.
Основная причина образования Ф. – присутствие в стали повышенного количества водорода, а наиболее вероятный механизм этого процесса – адсорбция водорода на поверхностях микронесплошностей с понижением поверхностной энергии, что облегчает разрушение. Образование зон с повышенной адсорбцией водорода, где зарождаются Ф., стимулируют внутренние растягивающие напряжения, возникающие в стали при структурных превращениях, пластической деформации, неравномерном охлаждении. Снижение сопротивления металла разрушению в местах концентрации напряжений у скоплений дефектов кристаллической решётки, неметаллических включений, ликвидационных неоднородностей также способствует возникновению Ф. Способы борьбы с Ф.: термическая обработка изделий по специальным противофлокенным режимам, а также вакуумирование жидкой стали, при котором содержание водорода снижается до безопасного уровня.
Лит.: Дубовой В. Я., Флокены в стали, М., 1950; Мороз Л. С., Чечулин Б. Б., Водородная хрупкость металлов, М., 1967.
Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969—1978 .
Флокены — Flake Флокены. Короткие, прерывистые внутренние трещины в черных металлах, образовавшиеся под действием напряжений, вызванных локальными превращениями и выделением водорода во время их охлаждения после горячей обработки. В поверхностях излома… … Словарь металлургических терминов
Флокены [flakes] — внутренние трещины (дефекты) в стальных поковках и прокатной продукции (иногда в слитках и отливках). На шлифовальных и протравляющих темплетах флокены выявляются в виде тонких волосных трещин, а в изломе закаленных образцов представляют овальные кристаллические серебристо-белые пятна, отличающиеся от основной плоскости излома. Флокены обычно располагаются в среднейчасти поковки в ликвационных участках, обогащенных С, Р, S, и не имеют определенной ориентировки. Флокены понижают пластичность и давление в микронесплошности вызывает микронапряжения, превышающие прочность металлической основы, что приводит к разрушение (разрыву), т.е. образованию флокенов. Значительно стимулирующую роль в образовании зон с повышенной адсорбцией Н играют внутренние растягивающие напряжения, возник,ающие в стали при структурных превращениях, пластической деформации и неравномерном охлаждении. Снижение сопротивления металла разрушения в местах концентрации напряжений у скоплений дефектов кристаллической решетки, неметаллических включений, ликвационных неоднородностей также способствует возникновению флокенов. Способы борьбы с флокенами: вакуумирование жидкой стали, при котором содержание Н снижено до безопасного уровня, а также длительный изотермический (обезводороженный) отжиг заготовок или изделий при 650-750 °С. Продолжительность отжига зависит от их сечения
Энциклопедический словарь по металлургии. — М.: Интермет Инжиниринг . Главный редактор Н.П. Лякишев . 2000 .
Полезное
Флокены в изломе
Представляют собой внутренние транскристаллитные трещины, возникающие в зонах металла с повышенным содержанием водорода; имеют гладкую, серебристую кристаллическую поверхность стенок. Дефекты встречаются в литой и деформированной стали .
Флокены проявляются на поверхности разрушения в виде четко очерченных участков круглой или овальной формы или в виде коротких зигзагообразных трещин; размеры их — от долей миллиметра до 1—2 сантиметров, редко больше.
Поверхность флокенов в изломе может иметь мелко- или крупнокристаллическое строение в зависимости от температуры конца горячей деформации и ее степени.
Если поверхность флокенов совпадает с плоскостью излома, то они резко выделяются своим блеском на фоне излома с волокнистым строением, на фоне излома с кристаллическим строением — менее заметны и отличаются более светлой окраской.
В прокате плоскость флокенов чаще всего ориентирована параллельно плоскости прокатки: на поверхности разрушения поперечных проб проката флокены имеют вид коротких трещинок, напоминающих раскрывшуюся шиферность или мелкие расслои. В кованом металле расположение флокенов меньше связано с направлением деформации; в литом металле флокены располагаются произвольно. Флокены являются дефектом, присущим в основном легированным конструкционным среднеуглеродистым сталям. Особенно часто наблюдаются после деформации в центральной части заготовок, имеющих большое сечение, и в крупногабаритных отливках.
Для идентификации дефекта производят поломку образцов в плоскости, параллельной плоскости залегания дефекта (излом — расщепление) и изготавливают макрошлифы в плоскости, перпендикулярной плоскости дефекта. В последнем случае флокены имеют вид зигзагоообразных волосовидных внутрикристаллитных трещин.
Структура металла вблизи поверхности флокенов чаще всего не отличается от структуры основного металла.
Ускоренное охлаждение отливок или заготовок после горячей деформации при температурах ниже 300 °С (чаще всего флокены возникают при комнатной температуре). Инкубационный период образования флокенов в зависимости от содержания водорода, состава стали, скорости охлаждения колеблется от нескольких минут до многих часов. Рост размеров флокенов происходит во времени.
— повышенное содержание водорода (более 2,0—2,5 см 3 на 100 г металла); чем выше степень газонасыщенности, тем выше флокеночувствительность стали;
— повышенная концентрация легирующих элементов (особенно С, Mo , Ni , Si , W , В, С r , М n ), приводящая к повышенной химической неоднородности и образованию нитридов, оксидов и карбидов, а также различных сложных шпинельных включений на их основе с участием сульфидов. Это способствует высокой концентрационной неоднородности распределения водорода в различных объемах металла и повышает флокеночувствительность стали. Зоны металла с повышенным содержанием ликватов и легирующих элементов служат ловушками — накопителями водорода;
— повышенное содержание неметаллических включений, особенно продолговатых строчечных или пленочных оксисульфидов; границы раздела металл — неметаллическое включение являются своеобразными линзами-барьерами на пути диффузии атомарного водорода, концентраторами напряжений и накопителями молекулярного водорода, давление в которых достигает 200—400 МПа; в этих участках создаются условия для водородного охрупчивания металла, которое при наличии внутренних напряжений завершается образованием флокенов;
— различные виды деформации, оказывающие влияние на ход диффузионных и окклюзионных процессов; увеличение внутренних напряжений повышает окклюзионную способность микрообъемов металла; так, при напряжениях, равных 0,3—0,6 σ0.2 резко сокращается время образования флокенов при насыщении металла водородом.
Способы предупреждения: — высокотемпературная обработка и регламентированный режим охлаждения металла, способствующие развитию диффузионного процесса при у→α-превращении и более полному удалению водорода. Если флокеночувствительные стали после отливки или горячей деформации охлаждать достаточно медленно, то они перестают быть флокеночувствительными;
— снижение содержания сульфидных и легкоплавких включений, исключение возможности образования строчечных и пленочных неметаллических включений путем модифицирования РЗМ и обработки щелочно-земельными элементами;
— применение внепечного вакуумирования, позволяющее уменьшить содержание водорода до 1,5—2,0 см 3 на 100 г металла;
— регламентированное пребывание на воздухе отливок после выбивки из формы и до посадки на гомогенизацию или нормализацию, которое зависит от марки стали, содержания водорода, конфигурации и сечения отливки;
— проведение противофлокенной термической обработки (ПФО). Режим ПФО зависит от способа выплавки, от состава стали, сечения отливки или деформированной заготовки;
— замедленное (порядка 20—40 °С/ч) охлаждение деформированного металла в интервале температур фазовых превращений.
Механические свойства. Наличие флокенов приводит к снижению прочности, пластичности и ударной вязкости.
Источник: Атлас дефектов стали. Пер. с нем. М. "Металлургия", 1979.
Сайт содержит техническую и нормативную информацию по металлургии.
Все материалы размещенные на сайте предоставляются бесплатно.
Читайте также: