1. Mikä on perimmäinen syy?
Teräksessä on runko{0}}keskitetty kuutiokiderakenne. Tässä rakenteessa dislokaatioiden kyky liikkua atomien välillä vähenee merkittävästi lämpötilan laskiessa.
Kun lämpötila laskee alle tietyn kriittisen arvon (kutsutaan sitkeäksi{0}}hauraaksi siirtymälämpötilaksi), materiaali muuttuu sitkeästä murtumasta (johon liittyy merkittävä plastinen muodonmuutos) hauraaksi murtumaksi (äkillinen murtuminen, jossa ei ole lähes lainkaan plastista muodonmuutosta).
2. Mitkä ovat kylmävalssausprosessin pahentavat vaikutukset?
Työkarkaisu: Kylmävalssaus on plastinen muodonmuutosprosessi huoneenlämmössä, mikä johtaa rakeiden vääristymiseen ja lisääntyneeseen dislokaatiotiheyteen, mikä parantaa materiaalin lujuutta ja kovuutta, mutta vähentää plastisuutta ja sitkeyttä. Tämä luontainen matala plastisuustila huononee edelleen matalissa lämpötiloissa.
Sisäinen jännitys: Kylmävalssausprosessi jättää materiaaliin merkittävän sisäisen jännityksen, mikä voi edistää halkeamien alkamista ja etenemistä alhaisissa lämpötiloissa.
3. Mitkä ovat tärkeimmät vaikuttavat tekijät?
Kemiallinen koostumus:
Hiilipitoisuus: Korkeampi hiilipitoisuus johtaa yleensä korkeampaan sitkeän-haurauden siirtymälämpötilaan ja selvempään matalan lämpötilan{1}}haurauteen.
Epäpuhtaudet: Epäpuhtaudet, kuten fosfori, rikki ja typpi, lisäävät merkittävästi teräksen kylmähaurautta.
Seoselementit: nikkelin ja mangaanin kaltaisten elementtien lisääminen voi jalostaa raekokoa, alentaa sitkeää-haurautta siirtymälämpötilaa ja parantaa matalan-lämpötilojen sitkeyttä.
Mikrorakenne:
Raekoko: Hienot rakeet voivat parantaa sitkeyttä ja alentaa sitkeän -hauraan siirtymälämpötilaa. Uudelleenkiteytyshehkutus kylmävalssauksen jälkeen voi edelleen parantaa sitkeyttä.
Mikrorakennetyyppi: Ferriittisten terästen hauraus matalassa{0}}lämpötilassa on selvempi, kun taas austeniittiset ruostumattomat teräkset (kuten 304) pitävät pintaa-keskittyneen kuutiorakenteensa vuoksi tyypillisesti hyvän sitkeyden alhaisissa lämpötiloissa.
Käyttölämpötila: Mitä alhaisempi lämpötila, sitä voimakkaammin sitkeys heikkenee. Eri teräslaaduilla on omat vähimmäiskäyttölämpötilansa.
4. Mitä vastatoimia on teknisissä sovelluksissa?
Materiaalin valinta: Matalissa-lämpötiloissa (kuten kylmien alueiden ulkorakenteet, kryogeeniset paineastiat ja kuljetuslaitteet) on valittava kryogeeninen teräs.
Esimerkiksi Q345D/E (vastaa vanhaa laatua 16MnDR) on matala-seostettu korkealujuus-teräs. "D" ja "E" laatumerkinnässä edustavat iskunkestävyysvaatimuksia -20 asteessa ja -40 asteessa.
Kryogeenisissa ympäristöissä (kuten nesteytetyn maakaasun laitteet) tarvitaan austeniittista ruostumatonta terästä tai nikkeliseoksia.
Lämpökäsittely: Kylmävalssatun teräksen hehkutus-voi poistaa työstökovettumisen ja palauttaa plastisuuden ja sitkeyden.
Suunnittelu ja valmistus: Vältä teräviä lovia ja jännityskeskittymiä, valvo hitsausprosesseja tiukasti (lämmön{0}}vaikuttaman vyöhykkeen haurastumisen estämiseksi) ja suorita alhaisen lämpötilan-iskutestejä turvallisuuden varmistamiseksi.
5.Kuinka kovaa on kylmävalssattu kela-alhaisessa lämpötilassa?
Prosessointiominaisuuksiensa vuoksi kylmävalssatuilla-keloilla on luonnostaan alhaisempi sitkeys kuin kuuma-valssatuilla tai hehkutetuilla keloilla. Tämä sitkeyden heikkeneminen (lisääntynyt hauraus) on vielä selvempää matalissa lämpötiloissa. Siksi käytettäessä kylmävalssattua terästä-alhaisissa-lämpötiloissa, materiaalin valinnan ei tulisi perustua pelkästään sen huoneen-lämpötiloon. Sen sitkeä-hauras siirtymälämpötila on otettava täysin huomioon, ja materiaalit, jotka täyttävät vastaavat matalan-lämpötilojen sitkeysstandardit, on valittava. Lämpökäsittely voi olla tarpeen suorituskyvyn parantamiseksi. Käytännön sovelluksissa materiaalien alhaisen lämpötilan iskuenergiaa koskevia vaatimuksia on noudatettava tiukasti asiaankuuluvissa alan standardeissa ja eritelmissä (kuten GB/T 150 "Pressure Vessels", EN 10028 jne.).