1. Kodėl aušinimo greitis turi įtakos šaltai valcuotų ritinių kietumui? Koks yra pagrindinis principas?
Fazių virsmo produktai skiriasi: Lėtai aušinant, atomai turi pakankamai laiko difuzuoti, sudarydami feritą ir perlitą (minkštąsias fazes); ypač greitai aušinant, atomai neturi pakankamai laiko difuzuoti, todėl vyksta ne{0}}difuzinė fazė, susidarant martensitui (kietajai fazei). Martensitas yra persotintas kietas tirpalas, turintis didelį gardelės iškraipymą ir didelį dislokacijos tankį, todėl pasižymi itin dideliu kietumu.
Karbido morfologija skiriasi: Mažai{0}}anglies plieno atveju greitas aušinimas neleidžia anglies atomams visiškai aglomeruotis ir susidaro smulkūs cementito ar persotintų kietų tirpalų, kurie sustiprina dispersiją; dėl lėto aušinimo gaunami rupūs karbidai ir pakankamas minkštėjimas.
Grūdelių dydis: Greitas aušinimas stabdo grūdų augimą, todėl grūdeliai smulkesni (smulkigrūdėlis sustiprėja, šiek tiek padidėja kietumas); dėl lėto aušinimo susidaro stambūs grūdeliai ir sumažėja kietumas.
2. Kaip aušinimo greitis konkrečiai veikia įprastų mažai -anglies anglies šaltai valcuotų plieninių ritinių
Lėtas krosnies aušinimas (labai lėtas aušinimo greitis, pvz<30℃/h): This results in coarse ferrite + coarse lamellar pearlite, with large grains. The hardness is lowest at this stage, with HRB typically between 35 and 50 (completely softened).
Aušinimas oru (vidutinis aušinimo greitis): gaunamas smulkus feritas + smulkus sluoksninis perlitas (sorbitas). Dėl grūdėtumo tobulinimo ir sumažėjusio perlito tarpsluoksnių atstumo padidėja kietumas, galintis pasiekti 55–65 HRB.
Aušinimas oru arba purškiamas aušinimas (santykinai greitas aušinimo greitis): jei aušinimo greitis pakankamai greitas, kai kuriose vietose gali susidaryti bainitas arba didelio -tankio dislokacinis feritas, dar labiau padidinantis kietumą; HRB gali viršyti 70.
Itin greitas aušinimas (gesinimas): jei gesinamas tiesiogiai vandeniu, susidarys martensitas, o kietumas padidės iki HRC 30 (konvertavimas į HRB yra beprasmis dėl ypatingo kietumo).
3.Kaip aušinimo greitis gali būti naudojamas didelio-stiprumo plieno (pvz., DP plieno) kietumui kontroliuoti nuolatinio atkaitinimo gamybos linijoje?
Tikslas: gauti dviejų{0}}fazių minkštojo ferito + kietojo martensito mikrostruktūrą, mažą takumo ribą, didelį atsparumą tempimui ir gerą darbo sukietėjimą.
Proceso valdymas: plieno lakštas kaitinamas iki dviejų -fazių (apie 770–830 laipsnių) atkaitinimo zonoje, o tada mikrostruktūra yra feritas + austenitas.
Pagrindinis veiksmas: tada turi būti naudojamas itin greitas aušinimas (itin{0}}greitasis aušinimas), paprastai didesnis nei 30 laipsnių per sekundę ir net didesnis nei 100 laipsnių per sekundę.
Mechanizmas: Šis greitas aušinimo greitis yra pakankamas, kad sustabdytų austenito virsmą perlitu arba bainitu, todėl žemesnėje temperatūroje jis virsta martensitu.
Kietumo rezultatas: jei aušinimo greitis nėra pakankamai greitas, susidarys perlitas arba bainitas, dėl to galutinis produktas nebus pakankamai atsparus tempimui ir kietumas, todėl jis netinkamas dviejų fazių plienui. Todėl aušinimo greitis tiesiogiai lemia kietosios fazės (martensito) proporciją ir galutinį DP plieno kietumą.
4. Be padidėjusio kietumo, kokių kitų neigiamų padarinių gali sukelti pernelyg greitas aušinimas?
Padidėjęs trapumas: jei aušinimo greitis yra per greitas, todėl susidaro per didelis martensitas, medžiagos plastiškumas smarkiai sumažės, pailgėjimas sumažės ir štampavimo metu atsiras įtrūkimai.
Lakšto formos defektai (banguoti / deformuoti): Itin greitas aušinimas (ypač vandens aušinimas arba galingas aušinimas srautu) juostoje sukuria didžiulį šiluminį įtampą. Netolygus aušinimas gali sukelti sudėtingų lapo formos problemų (pvz., briaunų banguotumas, vidurio banguotumas).
Senėjimo rizika: kai kurių rūšių plieną, jei greitai atšaldoma nebus tinkamai apdorojama senėjimu, vėliau laikant kambario temperatūroje arba dažant, ištirps anglies atomai, todėl padidės kietumas ir sumažės kietumas (natūralus senėjimas).
Nenuoseklus veikimas: Atkaitinant varpą, plieno ritės aušinimo greitis yra greitesnis kraštuose ir lėtesnis šerdyje. Šis aušinimo greičio skirtumas tiesiogiai lemia netolygų kietumą visoje ritėje (kietesni kraštai, minkštesnė šerdis), o tai turi įtakos tolesnio vartotojo atliekamo apdorojimo nuoseklumui.
5. Kaip faktinėje gamyboje suprojektuoti aušinimo procesą pagal tikslinį kietumą?
Nustatykite tikslinį našumą: pirmiausia išsiaiškinkite kliento reikalaujamą kietumo diapazoną (pvz., reikia minkštos medžiagos, kurios HRB 45-55, arba didelio stiprumo plieno, kurio tempiamasis stipris yra 780 MPa).
Užklausa CCT kreivė (nepertraukiamo aušinimo perėjimo kreivė): apie konkrečias plieno rūšis žiūrėkite jų CCT kreives. Ši kreivė proceso inžinieriams aiškiai nurodo: kokiu aušinimo greičiu, kokia mikrostruktūra bus gauta ir apytikslis kietumas.
Pasirinkite aušinimo būdą:
Kad būtų švelniausias (gilus brėžimas), rinkitės itin lėtą aušinimą (pvz., lėtą aušinimą varpinėje krosnyje arba vėsinimą oru po laikymo).
Vidutiniam kietumui (įprastam štampavimui) pasirinkite kontroliuojamą aušinimą (lėto aušinimo sekciją nepertraukiamoje atkaitinimo linijoje).
Didelio stiprumo (DP plienas, MS plienas) rinkitės greitą aušinimą ir tikslų per-senėjimą.
Patikrinimas ir reguliavimas: po gamybos atlikite kietumo bandymą ir metalografinę analizę, kad įsitikintumėte, jog aušinimo greitis atitinka projektinį tikslą. Jei kietumas per didelis, tai reiškia, kad aušinimo greitis yra per greitas ir reikia sumažinti aušinimo greitį arba padidinti per-senėjimo temperatūrą/laiką; jei kietumas per mažas (didelio-stiprumo plienas neatitinka standarto), tai reiškia, kad aušinimo greitis yra nepakankamas ir reikia padidinti aušinimo pajėgumą.