उच्च गुणवत्ता वाले कच्चे माल उच्च गुणवत्ता वाले फास्टनरों के उत्पादन का आधार हैं। हालांकि, कई फास्टनर निर्माताओं के उत्पादों में दरारें पाई जाती हैं। ऐसा क्यों होता है?

वर्तमान में, घरेलू इस्पात मिलों द्वारा आपूर्ति की जाने वाली कार्बन संरचनात्मक इस्पात तार छड़ों की सामान्य विशिष्टताएँ φ 5.5- φ 45 हैं, जबकि अधिक परिपक्व श्रेणी φ 6.5- φ 30 है। फॉस्फोरस पृथक्करण के कारण कई गुणवत्ता संबंधी दुर्घटनाएँ होती हैं, जैसे कि छोटी तार छड़ों और बार में फॉस्फोरस पृथक्करण। फॉस्फोरस पृथक्करण के प्रभाव और दरार निर्माण के विश्लेषण का विवरण नीचे संदर्भ के लिए दिया गया है। लौह-कार्बन चरण आरेख में फॉस्फोरस मिलाने से ऑस्टेनाइट चरण क्षेत्र संकुचित हो जाता है और ठोस और द्रव अवस्था के बीच की दूरी अनिवार्य रूप से बढ़ जाती है। फॉस्फोरस युक्त इस्पात को द्रव अवस्था से ठोस अवस्था में ठंडा करते समय, उसे एक व्यापक तापमान सीमा से गुजरना पड़ता है।

इस्पात में फॉस्फोरस का प्रसार धीमा होता है, और उच्च फॉस्फोरस सांद्रता (कम गलनांक) वाला पिघला हुआ लोहा पहले ठोस हुए डेंड्राइट्स से भरा होता है, जिससे फॉस्फोरस का पृथक्करण होता है। कोल्ड फोर्जिंग या कोल्ड एक्सट्रूज़न के दौरान अक्सर दरारें पड़ने वाले उत्पादों के धातुवैज्ञानिक परीक्षण और विश्लेषण से पता चलता है कि फेराइट और पर्लाइट पट्टियों में वितरित होते हैं, और मैट्रिक्स में सफेद धारीदार फेराइट होता है। धारीदार फेराइट मैट्रिक्स पर बीच-बीच में हल्के भूरे रंग के सल्फाइड समावेशन क्षेत्र दिखाई देते हैं। सल्फाइड पृथक्करण के कारण सल्फाइड की धारीदार संरचना को "घोस्ट लाइन" कहा जाता है।
इसका कारण यह है कि गंभीर फास्फोरस पृथक्करण वाले क्षेत्र में फास्फोरस संवर्धन क्षेत्र में सफेद चमकीला क्षेत्र दिखाई देता है। सतत ढलाई स्लैब में, सफेद क्षेत्र में उच्च फास्फोरस सामग्री के कारण, फास्फोरस से भरपूर स्तंभनुमा क्रिस्टल केंद्रित हो जाते हैं, जिससे फास्फोरस की मात्रा कम हो जाती है। जब बिलेट जमता है, तो ऑस्टेनाइट डेंड्राइट्स सबसे पहले पिघले हुए स्टील से अलग हो जाते हैं। इन डेंड्राइट्स में फास्फोरस और सल्फर कम हो जाते हैं, लेकिन अंततः ठोस हुए पिघले हुए स्टील में फास्फोरस और सल्फर तत्व मौजूद होते हैं। फास्फोरस और सल्फर तत्वों की उच्च मात्रा के कारण यह डेंड्राइट अक्षों के बीच जम जाता है। इस समय, सल्फाइड बनता है और फास्फोरस मैट्रिक्स में घुल जाता है। इसलिए, फास्फोरस और सल्फर तत्वों की उच्च मात्रा के कारण, फास्फोरस ठोस विलयन में कार्बन की मात्रा अधिक होती है। कार्बनयुक्त बेल्ट के दोनों ओर, यानी फास्फोरस संवर्धन क्षेत्र के दोनों ओर, फेराइट श्वेत बेल्ट के समानांतर एक लंबी और संकीर्ण पर्मिटेंट पर्लाइट बेल्ट बनती है, और आस-पास के सामान्य ऊतक अलग हो जाते हैं। ताप दबाव के तहत, बिलेट शाफ्ट के बीच प्रसंस्करण दिशा में फैल जाएगा, क्योंकि फेराइट बेल्ट में उच्च फास्फोरस होता है, यानी फास्फोरस पृथक्करण के कारण एक भारी, चौड़ी, चमकदार फेराइट बेल्ट संरचना का निर्माण होगा। यह देखा जा सकता है कि चौड़ी चमकदार फेराइट बेल्ट में हल्के भूरे रंग की सल्फाइड पट्टियाँ भी हैं, जो सल्फाइड समृद्ध फास्फोरस फेराइट बेल्ट की एक लंबी पट्टी के साथ वितरित होती हैं, जिसे हम आमतौर पर "घोस्ट लाइन" कहते हैं। (चित्र 1-2 देखें)

फ्लेंज बोल्ट

हॉट रोलिंग प्रक्रिया में, जब तक फॉस्फोरस का पृथक्करण होता है, तब तक एकसमान सूक्ष्म संरचना प्राप्त करना असंभव है। इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि फॉस्फोरस पृथक्करण से "घोस्ट लाइन" संरचना बन जाती है, जिससे सामग्री के यांत्रिक गुण अनिवार्य रूप से कम हो जाते हैं। कार्बन बॉन्डेड स्टील में फॉस्फोरस पृथक्करण आम बात है, लेकिन इसकी मात्रा अलग-अलग होती है। गंभीर फॉस्फोरस पृथक्करण ("घोस्ट लाइन" संरचना) स्टील पर अत्यंत प्रतिकूल प्रभाव डालता है। स्पष्ट रूप से, फॉस्फोरस का गंभीर पृथक्करण कोल्ड हेडिंग क्रैकिंग का मुख्य कारण है। स्टील के विभिन्न कणों में फॉस्फोरस की मात्रा भिन्न होने के कारण, सामग्रियों की मजबूती और कठोरता भी भिन्न होती है। दूसरी ओर, यह सामग्री में आंतरिक तनाव उत्पन्न करता है, जिससे सामग्री में दरार पड़ने की संभावना बढ़ जाती है। "घोस्ट लाइन" संरचना वाली सामग्रियों में, कठोरता, मजबूती, फ्रैक्चर के बाद बढ़ाव और क्षेत्रफल में कमी, विशेष रूप से प्रभाव कठोरता में कमी के कारण, सामग्रियों में फॉस्फोरस की मात्रा का स्टील की संरचना और गुणों के साथ गहरा संबंध होता है।
दृष्टि क्षेत्र के मध्य में स्थित "भूत रेखा" ऊतक में, धातु विज्ञान द्वारा पतले, हल्के भूरे रंग के सल्फाइड की एक बड़ी मात्रा का पता चला। संरचनात्मक इस्पात में अधात्विक अशुद्धियाँ मुख्य रूप से ऑक्साइड और सल्फाइड के रूप में मौजूद होती हैं। इस्पात में अधात्विक अशुद्धियों की मात्रा के लिए GB/T10561-2005 मानक वर्गीकरण आरेख के अनुसार, श्रेणी B की अशुद्धियों में सल्फाइड की मात्रा 2.5 या उससे अधिक होती है। अधात्विक अशुद्धियाँ दरार का संभावित स्रोत होती हैं। इनकी उपस्थिति इस्पात संरचना की निरंतरता और सघनता को गंभीर रूप से नुकसान पहुँचाती है, जिससे अंतरकणीय शक्ति में भारी कमी आती है।
ऐसा माना जाता है कि स्टील की आंतरिक संरचना में मौजूद सल्फाइड "घोस्ट लाइन" सबसे आसानी से टूटने वाला हिस्सा है। इसलिए, उत्पादन स्थल पर कोल्ड हेडिंग और हीट ट्रीटमेंट क्वेंचिंग के दौरान बड़ी संख्या में फास्टनर टूट जाते हैं, जिसका कारण बड़ी मात्रा में हल्के भूरे रंग के लंबे सल्फाइड होते हैं। यह नॉनवॉवन फैब्रिक धातु के गुणों की निरंतरता को नष्ट कर देता है और हीट ट्रीटमेंट के जोखिम को बढ़ा देता है। "घोस्ट लाइन" को नॉर्मलाइज़िंग और अन्य विधियों से हटाया नहीं जा सकता है, और धातु गलाने या कच्चे माल के संयंत्र में प्रवेश करने से पहले अशुद्धियों को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए। संरचना और विरूपण क्षमता के आधार पर, गैर-धात्विक अशुद्धियों को एल्यूमिना (प्रकार A), सिलिकेट (प्रकार C) और गोलाकार ऑक्साइड (प्रकार D) में विभाजित किया जाता है। इसकी उपस्थिति धातु की निरंतरता को बाधित करती है और छीलने के बाद गड्ढे या दरारें बन जाती हैं, जो कोल्ड हेडिंग के दौरान आसानी से दरारें पैदा कर सकती हैं और हीट ट्रीटमेंट के दौरान तनाव संकेंद्रण का कारण बन सकती हैं, जिससे क्वेंचिंग दरारें उत्पन्न होती हैं। इसलिए, गैर-धात्विक अशुद्धियों को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए। वर्तमान संरचनात्मक कार्बन इस्पात मानक GB/T700-2006 और GB T699-2016 उच्च गुणवत्ता वाले कार्बन इस्पात में गैर-धात्विक अशुद्धियों के लिए आवश्यकताएं निर्धारित की गई हैं। महत्वपूर्ण भागों के लिए, सामान्यतः A, B, C प्रकार की मोटे श्रेणी की श्रेणी में, महीन श्रेणी में 1.5 से अधिक अशुद्धियाँ नहीं होनी चाहिए, D, Ds प्रकार की मोटे श्रेणी की श्रेणी में और स्तर 2 में स्तर 2 से अधिक अशुद्धियाँ नहीं होनी चाहिए।

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