1. Mitä hehkutusnopeus tarkalleen ottaen tarkoittaa? Miten se vaikuttaa suorituskykyyn?
Kylmävalssattujen kelojen lämpökäsittelyssä "hehkutusnopeus" on kattava käsite, joka sisältää pääasiassa:
Lämmitysnopeus: Nopeus, jolla lämpötila nousee huoneenlämpötilasta tavoitehehkutuslämpötilaan.
Pito-/liotusaika: Viipymäaika tavoitelämpötilassa.
Jäähdytysnopeus: Nopeus, jolla lämpötila laskee hehkutuslämpötilasta huoneenlämpötilaan.
Vaikutusmekanismi: Nopeuden muutokset muuttavat olennaisesti atomidiffuusioaikaa ja faasimuutoksen liikkeellepanevaa voimaa. Kylmä-kelat ovat korkean-energian-varastointitilassa, ja dislokaatioiden eliminaatio, rakeiden ytimtyminen ja kasvu, karbidin saostuminen tai faasimuutos tapahtuu lämmitys- ja jäähdytysprosessin kaikissa vaiheissa. Nopeus määrää suoraan, voivatko nämä prosessit tapahtua ja missä määrin, mikä lopulta vaikuttaa materiaalin lujuuteen, plastisuuteen ja muovattavuuteen.
2. Miten lämmitysnopeus ja nopeus vaikuttavat lopulliseen suorituskykyyn?
Nopea lämmitys (esim. jatkuva hehkutuslinja):
Edut: Suuri rakeiden ytimen muodostumisnopeus, jolloin saadaan helposti hienoja ja tasalaatuisia uudelleenkiteytettyjä rakeita. Samaan aikaan korkean{1}}lämpötilojen lyhyen viipymisajan vuoksi jyvien kasvu on vähäistä, mikä lisää lujuutta ja sitkeyttä.
Haitat: Jos kuumennusnopeus on liian nopea ja lämpötilan jakautuminen epätasainen, saattaa tapahtua epätäydellistä paikallista uudelleenkiteytymistä, mikä johtaa rakeiden sekoittumiseen (suurten ja pienten rakeiden sekoitus), mikä vaikuttaa meiston suorituskykyyn.
Hidas kuumennus (esim. teräskäämien syvä-pakkaus kello-tyyppiseen uuniin):
Edut: Pieni lämpötilaero teräskelan sisä- ja ulkopuolen välillä, hyvä mikrorakenteen muutoksen synkronointi, hyödyllinen täydelliseen talteenottoon ja karbidin sferoidointiin paksuissa levyissä tai monimutkaisen koostumuksen omaavissa teräslajeissa.
Haitat: Pitkä kuumennusaika antaa enemmän aikaa jyvien kasvulle, mikä tyypillisesti johtaa karkeampiin rakeisiin ja hieman pienempään myötörajaan valmiissa tuotteessa, mutta mahdollisesti parempaan venymiseen (edellyttäen, että ylikuumeneminen vältetään).
3.Kuinka jäähdytysnopeus määrittää kylmävalssattujen -teräslevyjen lopulliset ominaisuudet? Miksi jotkut vaativat nopeaa jäähdytystä, kun taas toiset vaativat hidasta jäähdytystä?
Jäähdytysnopeus on kriittisin tekijä, joka määrittää lopullisen faasimuunnosmikrorakenteen ja lujuuden, erityisesti riippuen teräslaadusta ja tavoiteominaisuuksista:
Hidas jäähdytys (uunin jäähdytys tai hidas ilmajäähdytys):
Sovellettavat skenaariot: Tavalliset vähähiiliset-hiiliteräksiset syvävetolevyt-, täysin hehkutetut materiaalit.
Vaikutus suorituskykyyn: Hidas jäähdytys mahdollistaa austeniitin hajoamisen täysin karkeaksi ferriitiksi ja perliitiksi korkeissa lämpötiloissa, mikä johtaa pehmeimpään, sitkeimpään mikrorakenteeseen, mikä helpottaa äärimmäisen syvävetoa. Se myös estää sisäisen stressin syntymistä.
Nopea jäähdytys (ilmajäähdytys, telan jäähdytys tai vesijäähdytys):
Sovellettavat skenaariot: kaksi{0}}faasiteräs (DP-teräs), martensiittiteräs (MS-teräs), paisto-karkaiseva teräs (BH-teräs).
Vaikutus suorituskykyyn:
DP-teräs: Nopeaa jäähdytystä (ultra-nopealla jäähdytysjärjestelmällä) käytetään välttämään perliitti- ja bainiittimuutosvyöhykkeitä, jolloin austeniitti voi muuttua martensiitiksi, jolloin saavutetaan alhainen myötöraja ja korkea vetolujuus.
BH-teräs: Nopean jäähdytyksen jälkeen vaaditaan sopiva yli{0}}vanheneminen liuenneen hiilen pitoisuuden hallitsemiseksi.
Austeniittinen ruostumaton teräs: Pikajäähdytyksen (liuoskäsittelyn) tarkoituksena on liuottaa karbideja matriisiin ja estää niitä saostumasta raerajoilla, mikä johtaisi rakeiden väliseen korroosioon.
4. Mitä erityisiä suorituskykyvirheitä voi johtua hehkutusnopeuden väärästä säädöstä?
Jos jäähtyminen on liian hidasta:
DP-teräs: Alueista, joiden pitäisi muodostaa martensiittia, tulee perliittiä, mikä heikentää merkittävästi lujuutta ja ei täytä korkeita -lujuusterässtandardeja.
Pinnoitetuille alustoille: Hidas jäähtyminen voi aiheuttaa seosaineiden (kuten Mn ja Cr) kerääntymistä ja hapettumista pinnalle, mikä vaikuttaa pinnoitteen tarttumiseen.
Jos jäähtyminen on liian nopeaa:
Tavallinen syväveto{0}}teräs: Vapaata sementiittiä tai hienoa perliittiä muodostuu enemmän, mikä lisää kovuutta ja lisää halkeiluherkkyyttä leimaamisen aikana. tai suurempi sisäinen jännitys voi syntyä, mikä johtaa huonoon arkin muotoon.
IF-teräs (interstitiaalinen atomi-vapaa teräs): Liiallinen jäähdytys voi aiheuttaa hienojen karbidien saostumista, mikä tuhoaa interstitiaalisen atomi-vapaan teräksen puhtaan ferriitin ominaisuudet ja heikentää syvävetokykyä- (pienentää r--arvoa).
Jos lämmitys/jäähdytys on epätasaista (nopeusero):
Kello-tyyppisessä hehkutuksessa nopeampi jäähdytysnopeus kelan reunoilla ja hitaampi jäähdytysnopeus sydämessä johtavat epätasaiseen suorituskykyyn (kelan ominaisuuksien vaihtelut) kovemman reunan ja pehmeämmän ytimen vuoksi.
5. Kuinka suunnittelemme hehkutusnopeuden todellisessa tuotannossa tavoitesuorituskyvyn perusteella?
Tuotteet, jotka vaativat äärimmäistä pehmennystä (esim. SPCC, DC01 syvävetoteräs):
Strategia: Käytä pitkäaikaista pitoa kriittisen lämpötilan alapuolella tai erittäin hidasta jäähdytystä. Tavoitteena on, että karbidit pystyvät täysin sferoidoitumaan ja aggregoitumaan ja ferriittirakeita kasvamaan riittävästi ja saavuttamaan mahdollisimman alhainen kovuus.
Tuotteet, jotka vaativat suurta lujuutta ja suurta plastisuutta (esim. DP780 duplex-teräs):
Strategia: Käytä nopeaa lämmitystä + nopeaa jäähdytystä. Nopea kuumennus estää talteenottoa ja edistää uudelleenkiteytymistä jyvien jalostamiseksi; nopea jäähdytys sammuttaa martensiitin. Sitten suoritetaan lyhyt tauko tietyssä lämpötilassa (yli-ikääntymisosio) sisäisen jännityksen poistamiseksi ja martensiitin hajoamisasteen hallitsemiseksi.
Tuotteet, jotka vaativat hyvää pintakäsittelyä ja muovattavuutta (esim. autojen ulkopaneelit):
Strategia: Säädä liotuslämpötilaa ja -aikaa tarkasti välttääksesi epänormaalin jyvän kasvun (joka johtaa appelsiinin kuoreen leimaamisessa). Jäähdytysnopeuden on vastattava tasoitusvenymää (temporullaus), jotta estetään myötörajan pidentyminen (liukuviivat).
Korkeahiilinen{0}}teräs tai seosteräs:
Strategia: Äärimmäisen hidasta jäähdytystä (tai isotermistä muutosta) tarvitaan yleensä estämään martensiitin muodostuminen, joka johtaisi liialliseen kovuuteen, joka tekisi koneistuksen mahdottomaksi, samalla kun se edistää karbidin sferoidisaatiota.