1. Koks yra pagrindinis principas, kaip anglies kiekis veikia šaltai valcuotų ritinių kietumą?
Kietojo tirpalo stiprinimas: anglies atomai egzistuoja kaip intersticiniai kietieji tirpalai ferito (-Fe) intersticinėje gardelėje. Kadangi anglies atomai yra daug mažesni nei geležies atomai, jie iškreipia geležies gardelę, sukuria lokalizuotus įtempių laukus ir trukdo dislokacijos judėjimui. Šis grotelių iškraipymas padidina medžiagos atsparumą plastinei deformacijai, todėl pagerėja kietumas ir stiprumas.
Fazės transformacija ir mikrostruktūros nustatymas: Anglies kiekis lemia plieno mikrostruktūrą:
Mažai anglies turintis plienas (C < 0,25%): mikrostruktūrą daugiausia sudaro feritas su nedideliu kiekiu perlito. Pats feritas yra gana minkštas, todėl bendras kietumas mažas.
Vidutinės anglies plienas (C 0,25% ~ 0,6%): Perlito dalis didėja. Perlitas yra sluoksniuotas ferito ir cementito mišinys (Fe₃C, ypač kietas junginys), kurio kietumas daug didesnis nei ferito.
Daug anglies turintis plienas (C > 0,6%): mikrostruktūroje atsiranda daugiau cementito, net susidaro tinkliniai arba granuliuoti karbidai, ženkliai padidinantis kietumą.
2. Ar yra kiekybinis ryšys tarp anglies kiekio ir šaltai valcuotų ritinių kietumo?
Empirinė formulė: karštai valcuoto-arba atkaitinto anglinio plieno tempiamasis stipris (proporcingas kietumui) yra maždaug tiesinis ryšys su anglies kiekiu.
Papildomas šaltojo valcavimo darbo kietėjimo poveikis: šaltai-valcuotų ritinių kietumas priklauso ne tik nuo anglies kiekio, bet ir nuo šalto valcavimo mažinimo greičio. Šalto valcavimo metu išnirimo tankis smarkiai padidėja, todėl darbas sukietėja.
Kiekybinė tendencija: esant tokiam pačiam šaltojo valcavimo mažinimo greičiui, 0,1 % padidinus anglies kiekį, paprastai žymiai padidėja kietumas (pvz., HRB arba HV) (pvz., HV gali padidėti 20{7}}40 taškų). Tačiau didelio anglies kiekio diapazone kietumo padidėjimo greitis linkęs susilpnėti dėl trapių fazių mikrostruktūroje.
Grūdinimo efektas: šaltai valcuoto, atkaitinto ar grūdinto plieno kietumo pokytis atsižvelgiant į anglies kiekį skiriasi priklausomai nuo grūdinimo temperatūros ir karbido nusodinimo elgsenos.
3. Kuo skiriasi šaltai valcuotų ritinių su skirtingais anglies kiekio intervalais tipinės kietumo vertės ir naudojimo scenarijai?
Itin-mažai anglies plienas: mažesnis arba lygus 0,01 % (pvz., IF plienas), naudojamas automobilių kėbulo plokštėse (duryse, gaubtuose) ir sudėtingose giliai{2}}temptose dalyse.
Mažai anglies turintis plienas: 0,02 % ~ 0,15 % Naudojamas prietaisų korpusams, bendroms štampuotoms dalims ir alavu dengtiems pagrindams.
4.Kaip pats šaltojo valcavimo procesas pakeičia pradinį kietumą, nustatytą pagal anglies kiekį?
Darbo grūdinimosi laipsnio skirtumai:
Mažai anglies dioksido anglies plienas: santykinai mažas darbinis grūdinimas. Nors po šalto valcavimo kietumas didėja, kietėjimo greitis yra lėtas.
Daug anglies turintis plienas: itin didelis darbo kietėjimo greitis. Dėl didelio perlito ir karbidų kiekio, jau esančio pradinėje mikrostruktūroje, šaltojo valcavimo metu dislokacijos judėjimas yra labiau trukdomas, todėl didėjant redukcijos greičiui smarkiai padidėja kietumas ir didesnė tikimybė, kad jis pasieks prisotinimą.
Papildomas galutinio kietumo poveikis:
Galutinis šalto valcavimo ritės -kietumas ≈ (matricos kietumas nustatomas pagal anglies kiekį) + (darbinis sukietėjimas, kurį lemia šalto valcavimo mažinimo greitis).
For example: A low-carbon steel cold-rolled coil (such as SPCC) with a large reduction rate (>50 %) kietumas (pvz., HRB 85) gali viršyti atkaitinto vidutinio anglies plieno (pvz., atkaitinto 45# plieno HRB 80) kietumą. Todėl kietumas gali būti reguliuojamas tam tikrame diapazone per šalto valcavimo procesą, kad atitiktų skirtingus taikymo reikalavimus.
5. Kaip gamyboje ar taikant anglies kiekį ir procesą galima reguliuoti pagal kietumo reikalavimus?
Kompozicijos dizainas:
Tikslinė-orientuota: jei galutiniam produktui reikalingas itin didelis kietumas (pvz., spyruoklinio plieno juosta), reikia pasirinkti aukštos-anglies plieną (pvz., 65Mn, C75S), nes vien tik apdirbimo grūdinimas negali padidinti mažo-anglies plieno kietumo iki reikiamo lygio.
Tikslinis plastiškumas: jei reikalingas puikus formavimas (pvz., gilus tempimas), turi būti pasirinktas itin -mažai- arba mažai anglies išskiriantis plienas, nes atkaitinimas negali pašalinti plastiškumo praradimo dėl didelio anglies kiekio.
Proceso kompensacija:
Anglies kiekio svyravimų kompensavimas: atliekant nepertraukiamo atkaitinimo ar varpinio atkaitinimo{0}}tipo atkaitinimo procesus, kai nustatoma, kad šiluma turi per daug anglies (dėl to susidaro per didelis kietumas), atkaitinimo temperatūrą galima atitinkamai padidinti arba pratęsti laikymo laiką, kad kietumas būtų sumažintas iki tikslinio diapazono per minkštinimą (rekristalizaciją ir s).
Mechaninių savybių grūdinimas: vidutinio{0}} ir didelio-anglies plieno atveju kartais nesiekiama minkštiausios būsenos; Vietoj to, specifinė perlitinė morfologija (pvz., sorbitas) gaunama „kritinio atkaitinimo“ arba „izoterminio atkaitinimo“ būdu, siekiant subalansuoti kietumą ir kietumą.
Dažnos klaidingos nuomonės sprendžiant dėl kokybės: svarbu atkreipti dėmesį, kad šaltai valcuotų ritinių kietumo negalima nustatyti tik iš anglies kiekio. Esant tokiam pačiam anglies kiekiui, galutinis kietumas gali labai skirtis dėl skirtingų šaltojo valcavimo redukcijos greičio ir atkaitinimo procesų. Todėl naudotojai, naudodami medžiagą, turi atkreipti dėmesį ir į medžiagos klasę (atitinkančią anglies kiekio intervalą), ir į tiekimo būseną (atkaitinta, 1/4 kieto, 1/2 kieto, visiškai kieta ir kt.).