1.Kā tiek noteikts graudu izmērs? Kāds ir auksti velmētu tērauda lokšņu tipiskais graudu izmērs-?
Graudu izmērs attiecas uz atsevišķu sīku kristālu (graudu) izmēru metāla polikristāliskā struktūrā. To parasti izsaka kā vidējo graudu izmēru, un to var novērot, izmantojot metalogrāfisko mikroskopu, un novērtēt saskaņā ar standartiem, piemēram, ASTM E112.
Auksti velmētām -spolēm (īpaši atlaidinātiem produktiem) graudu izmēru diapazons ir aptuveni šāds:
Parastais graudu lielums: lielākajai daļai komerciāli pieejamo -auksti velmētu lokšņu graudu izmērs ir no 7. līdz 10. ASTM klasei. Pārrēķinot uz vidējo diametru, tas ir aptuveni 30 mikrometri (0,030 mm) līdz 10 mikrometri (0,010 mm).
Īpaši-smalki graudi: dažiem augstas stiprības{1}}tēraudiem, izmantojot mikrosakausējumu un kontrolētu velmēšanu un dzesēšanu, graudi var tikt attīrīti līdz ASTM 12. klasei vai augstākai (< 5 micrometers).
Coarse Grain: If the annealing temperature is too high or the annealing time is too long, the grains can grow to below ASTM grade 5 (>60 mikrometri), situācija, no kuras rūpnieciskajā ražošanā parasti izvairās.
2.Kādu ietekmi uz virsmas kvalitāti štancēšanas laikā atstāj graudu izmērs?
Veidošanās mehānisms: ja graudu izmērs ir liels, katra grauda anizotropija (dažādas deformācijas spējas dažādos virzienos) kļūst pamanāmāka. Štancēšanas laikā makroskopiskā vienmērīgā deformācija faktiski ir neskaitāmu graudu koordinētas deformācijas rezultāts. Ja graudi ir pārāk rupji, deformācijā iesaistīto graudu skaits ir salīdzinoši neliels, un katra grauda deformācijas uzvedība tiks atspoguļota makroskopiskajā virsmā.
Rezultāts: stresa apstākļos graudiem ar atšķirīgu orientāciju ir dažādas slīdēšanas pakāpes, kas izraisa mikroskopiskus nelīdzenumus uz daļas virsmas, ko sauc par apelsīna mizas efektu. Tas ne tikai ietekmē estētisko izskatu, bet arī paliek redzams pēc krāsošanas, un smagos gadījumos var kļūt par stresa koncentrācijas punktiem, izraisot plaisāšanu.
Vispārīgās prasības: automobiļu ārējiem virsbūves paneļiem (piemēram, durvīm un pārsegiem) ar ārkārtīgi augstām virsmas kvalitātes prasībām graudu izmēram parasti ir jābūt salīdzinoši mazam, parasti tiek kontrolēts līdz ASTM 7.–8. klasei vai smalkākai.
3.Kāda ir pārāk smalku vai rupju graudu ietekme uz materiāla stiprību un plastiskumu (pagarinājumu)?
Pārāk smalki graudi (piemēram, ASTM 12. klase un augstāka):
Izturība (↑): daudzas graudu robežas nopietni kavē dislokācijas kustību, kā rezultātā ievērojami palielinās tecēšanas izturība un stiepes izturība.
Plastiskums (↓): lai gan smalki graudi var uzlabot gan izturību, gan stingrību, pārāk smalki graudi izraisa pārmērīgi ātru sacietēšanu. Formēšanas laikā materiālam ir augsta izturība pret deformāciju, viegli izraisot pelējuma nodilumu un smagu atsperšanos, apgrūtinot tā veidošanu. Detaļām, kurām nepieciešama sarežģīta formēšana, pārāk smalki graudi faktiski ir kaitīgi.
Vidēja graudu lieluma (piemēram, ASTM 7.–9. klase):
Ideāls līdzsvars: pietiekama izturība, lai novērstu deformāciju lietošanas laikā, kā arī laba plastiskums (izstiepums) un zems ražības koeficients, kas atvieglo štancēšanu.
Pārāk rupji graudi (piemēram, ASTM 5. un zemāka klase):
Izturība (↓): mazāk graudu robežu samazina pretestību dislokācijas kustībai, kā rezultātā materiāls ir mīkstāks (zemāka tecēšanas robeža).
Plastiskums (↓): lai gan stiepes līknes stiepes pagarinājums var nebūt zems, spēja lokāli deformēties ir vāja. Kad rupji{1}}graudaini materiāli tiek pakļauti spriedzei, deformācijai ir tendence koncentrēties uz dažiem mīkstiem-orientētiem graudiem, izraisot agrīnu izgriezumu un plaisāšanu, ti, vienmērīgā pagarinājuma samazināšanos.
4.Vai attiecībā uz dziļo vilkšanu (piemēram, dzērienu kannu un automašīnu eļļas pannu ražošanai) ir kādas īpašas prasības attiecībā uz graudu izmēru?
Absolūtās izmēru prasības: dziļi{0}}velkamiem tēraudiem (piemēram, IF tēraudam, intersticiālajam tēraudam) parasti ir nepieciešami atbilstoši rupji graudi (bet nekad nav tik rupji, lai radītu apelsīna mizas efektu). Piemēram, īpaši -dziļi-velmējamām auksti velmētām-loksnēm graudu izmērs bieži tiek kontrolēts līdz aptuveni 6.–7. ASTM klasei. Tas ir tāpēc, ka atbilstoši rupjāki graudi nodrošina labāku plastiskumu, zemāku tecēšanas robežu un labvēlīgāku materiāla plūsmu veidnē.
Izšķirošā vienveidības loma: dziļā vilkšana ir visneaizsargātākā pret jauktiem graudiem (ti, lielu un mazu graudu maisījumu).
Ja materiāla sastāvā ir gan ASTM 5. klases rupjie graudi, gan ASTM 9. klases smalkie graudi, deformācija būs ārkārtīgi nevienmērīga. Smalki-graudainiem apgabaliem ir augsta izturība un tos ir grūti deformēt, savukārt rupjiem-graudainiem apgabaliem ir zema izturība un tie ir viegli deformējami.
Dziļās vilkšanas intensīvas spriedzes apstākļos šī neviendabīgums ātri novedīs pie pārmērīgas lokālas retināšanas, galu galā izraisot plaisāšanu rupjās-graudainās robežās vai rupjo-graudainajos apgabalos. Tāpēc dziļi-velmētu auksti velmētu-lokšņu metalogrāfiskajai pārbaudei ir stingras prasības attiecībā uz graudu izmēra izmaiņām.
5. Kā faktiskajā ražošanā mēs varam iegūt ideālu graudu izmēru, izmantojot procesa kontroli?
Aukstās velmēšanas samazināšana: jo lielāka ir aukstās velmēšanas deformācija, jo spēcīgāks ir graudu lūzums, jo lielāka ir uzkrātā enerģija un lielāks pārkristalizācijas virzītājspēks. Tas parasti rada smalkākus graudus pēc pārkristalizācijas. Ja samazinājums ir pārāk mazs, dzinējspēks ir nepietiekams, kas viegli var izraisīt rupju graudu veidošanos.
Atkausēšanas temperatūra un laiks (viskritiskākais):
Zema temperatūra, īss laiks: tikko ir pabeigta pārkristalizācija, un graudi ir ļoti smalki.
Augsta temperatūra, ilgs laiks: Notiek graudu augšana (graudu uzsūkšanas mehānisms). Lai iegūtu noteikta izmēra graudus, nepārtrauktas rūdīšanas līnijā vai zvanveida krāsnī ir nepieciešama precīza karsēšanas temperatūras un turēšanas laika kontrole.
Leģējošie elementi un otrās{0}fāzes daļiņas:
Pievienojot mikrosakausējuma elementus (piemēram, Nb, Ti), veidojas smalkas karbonitrīda daļiņas, kas darbojas kā "naglas", kas noenkurojas pie graudu robežām, efektīvi novēršot graudu augšanu. Pat ar augstāku atkausēšanas temperatūru var iegūt smalkus graudus. Tas ir pamats smalkgraudaina-augstas stiprības{3}}tērauda ražošanai.
Dziļi{0}}velkamajam tēraudam šīs nogulsnes ir jākontrolē, lai pārmērīgi neaizkavētu graudu augšanu, lai iegūtu atbilstoši rupjus graudus ar labu formējamību.
Izlīdzināšana (rūdīšana un rūdīšana): pēdējais process-izlīdzināšana-, lai gan galvenais mērķis ir uzlabot formu un likvidēt ražas plato, graudos tiek ieviests arī neliels skaits dislokāciju, precīzi noregulējot galīgo veiktspēju, bet parasti būtiski nemainot graudu izmēru.