Mengambil Baja Pegas 82B sebagai Contoh
82B adalah baja pegas karbon-tinggi yang ditandai dengan kekuatan dan kekerasan tinggi, namun sangat sensitif terhadap inklusi, segregasi, cacat permukaan, tegangan sisa, dan faktor lingkungan. Kegagalan pegas biasanya tidak disebabkan oleh satu faktor saja, namun merupakan akibat gabungan dari bahan, proses produksi, dan kondisi pengoperasian.
1. Tahap Peleburan: Kualitas Baja Cair.
1.1 Inklusi Non-logam
Masalah:Inklusi non-logam seperti Al₂O₃ dan silikat yang dihasilkan selama proses deoksidasi baja cair gagal mengapung cukup dan tetap berada di dalam baja.
Mekanisme:Inklusi non-logam memiliki kekuatan ikatan yang lemah dengan matriks baja. Selama penggulungan dan penarikan dingin, mereka akan memanjang atau hancur, membentuk area lokal yang terputus-putus. Ketika pegas berada di bawah tekanan, konsentrasi tegangan akan terjadi di tepi inklusi, dan retakan mikro cenderung terjadi dari sana.
Konsekuensi:
- Putusnya kawat selama proses menggambar
- Mengurangi umur kelelahan pegas
- Fraktur awal saat digunakan
- Permukaan rekahan mungkin menunjukkan sumber inisiasi retakan inklusi
1.2 Pengendalian Komposisi Kimia yang Tidak Benar
1.2.1 Pemisahan Karbon
Masalah:82B memiliki kandungan karbon yang tinggi. Selama proses pemadatan pengecoran kontinyu, unsur karbon rentan terhadap pengayaan atau penipisan di area tengah.
Mekanisme:Pemisahan karbon akan menyebabkan struktur mikro{0}}penampang yang tidak merata. Kekerasan area pusat yang tinggi karbon-meningkat dan ketangguhannya menurun. Selama penarikan dingin atau penggulungan pegas berikutnya, area tengah sulit diubah bentuknya secara serempak dengan lapisan luar, sehingga mudah menimbulkan retakan internal.
Konsekuensi:
- Kekerasan tidak merata
- Pemisahan pusat
- Fraktur-cangkir dan-kerucut
- Penyebaran besar dalam kehidupan musim semi
1.2.2 Unsur Berbahaya seperti P dan S
Masalah:Defosforisasi dan desulfurisasi yang tidak sempurna menyebabkan kandungan P dan S yang tinggi.
Mekanisme:P mudah terpisah pada batas butir, melemahkan gaya ikatan batas butir dan menyebabkan kerapuhan dingin. S dengan mudah membentuk inklusi MnS, yang memanjang sepanjang arah setelah penggulungan dan penarikan, menjadi jalur perambatan retakan.
Konsekuensi:
- Ketangguhan material menurun
- Rentan terhadap patah getas pada suhu rendah atau kondisi benturan
- Mengurangi ketahanan lelah
1.3 Kandungan Gas Tidak Normal
1.3.1 Kandungan Hidrogen Tinggi
Masalah:Degassing penyulingan yang tidak mencukupi, bahan mentah mengandung air, atau pengendalian proses yang buruk menjadi penyebabnyahidrogen untuk masuk ke dalam baja.
Mekanisme:Atom hidrogen akan beragregasi menuju inklusi, batas butir, dislokasi, dan daerah tegangan tarik sisa, sehingga mengurangi gaya ikatan antar atom logam sehingga menyebabkan material mengalami retak getas sebelum mencapai batas kekuatan normalnya.
Konsekuensi:
Penggetasan hidrogen
Fraktur tertunda
Tidak ada deformasi plastis yang jelas
Patah tulang secara tiba-tiba selama penggunaan atau penyimpanan
1.3.2 Kandungan Oksigen Tinggi
Masalah:Deoksidasi yang tidak mencukupi, menghasilkan kandungan oksigen total yang tinggi.
Mekanisme:Semakin tinggi kandungan oksigen, semakin banyak pula oksida yang masuk. Inklusi oksida biasanya keras dan rapuh, sehingga sulit untuk mengoordinasikan deformasi selama pemrosesan plastik, sehingga menjadi sumber retak lelah.
Konsekuensi:
Plastisitas menurun
Ketangguhan menurun
Kerusakan kawat saat menggambar
Mengurangi umur kelelahan
