1. Kokie elementai daugiausia pridedami šaltai valcuotų ritinių mikrolydinimo metu?
Trys pagrindiniai ir dažniausiai naudojami šaltai valcuotų ritinių mikrolydinimo elementai yra niobis (Nb), titanas (Ti) ir vanadis (V). Nors jie visi gali pagerinti jėgą, jų veikimo mechanizmai ir dėmesys skiriasi.
2.Kokie yra unikalūs niobio (Nb) mikrolydinimo pranašumai?
Niobis yra efektyviausias grūdų rafinavimo įrenginys, kurio unikalus pranašumas yra stiprus austenito perkristalizavimo slopinimas.
Stiprus perkristalizavimo slopinimas ir fazių transformacijos mikrostruktūros tobulinimas: karšto valcavimo metu nedideli niobio kiekiai (pvz., 0,025 %) gali žymiai padidinti austenito rekristalizavimo stabdymo temperatūrą, todėl austenito grūdeliai pailgėja ir susidaro daugybė deformacijos juostų valcuojant žemesnėje temperatūroje. Šios deformacijos juostos tampa pirmenybėmis ferito grūdelių branduolių susidarymo vietomis vėlesnių fazių transformacijų metu, todėl galutinė mikrostruktūra yra ypač puiki. Tyrimai parodė, kad niobio pridėjimas gali sumažinti vidutinį laivo plokščių plieno grūdelių skersmenį iki 42,89%.
Taip pat sustiprina kritulių kiekį: fazės transformacijos metu arba po jos niobis nusėda kaip nanoskalės NbC dalelės, suteikdamas papildomą kritulių stiprinimą matricai. Tai dar vienas svarbus didelio stiprumo niobio mikrolegiruoto plieno šaltinis.
Reikšmingas poveikis ir ekonomiškas dozavimas: į plieną pridėjus nuo 0,02 % iki 0,05 % niobio, paprastai gaunamas reikšmingas smulkių grūdelių stiprinimo efektas ir pasiekiama optimali stiprumo ir kietumo pusiausvyra. Dėl to niobio mikrolegiruotas plienas yra ypač tinkamas automobilių konstrukcijų komponentams ir vamzdynų plienams, kuriems keliami aukšti formavimo ir saugos reikalavimai.
3.Kuo ypatingas titano (Ti) mikrolydinimo vaidmuo?
Unikalios titano savybės slypi itin aukštame cheminiame reaktyvumu ir universalumu, todėl jis yra universalus mikrolydinimo elementas.
**Azoto{0}}fiksavimo apsauga:** titanas pasižymi stipriu ryšiu su azotu, todėl aukštoje temperatūroje susidaro labai stabilios TiN dalelės. Šios smulkios TiN dalelės atlieka du esminius vaidmenis: pirma, jos pritvirtina grūdelių ribas plokštės kaitinimo metu, užkertant kelią austenito grūdelių grubėjimui; antra, jie imobilizuoja laisvąjį azotą pliene, pašalindami žalingą jo poveikį formavimui ir kietumui bei apsaugodami kitus mikro legiravimo elementus (pvz., niobį ir vanadį), todėl jie gali veikti efektyviau.
**Stiprus kritulių stiprinimas:** Vėlesnių kontroliuojamų valcavimo ir aušinimo procesų metu titanas nusėda dideliais kiekiais kaip nanoskalės TiC dalelės, sukeldamas reikšmingą kritulių kiekį stiprinantį poveikį. Pavyzdžiui, titano mikrolydymas plačiai naudojamas kuriant 700 MPa didelio stiprumo{2}}plieną plonų plokščių nepertraukiamo liejimo ir valcavimo procesuose.
**Įtakos tvarka:** Tyrimai patvirtino, kad gebėjimas slopinti austenito grūdelių augimą kaitinant padidėja vanadžio → niobio → titano tvarka, o titanas pasižymi stipriausiu poveikiu.
4.Kokie pagrindiniai vanadžio (V) mikrolydinimo indėliai? Su kokiais elementais jis dažnai naudojamas kartu?
Vanadis yra tipiškiausias kritulius stiprinantis elementas, kurio pagrindinis indėlis yra didelis plieno stiprumo padidėjimas dėl nuosėdų.
Pagrindinis indėlis – stiprinimas nuo kritulių: Vanadis gerai tirpsta kietajame pliene ir pirmiausia nusėda kaip nanoskalės VC arba VN dalelės ferito matricoje austenito -į-ferito fazės transformacijos metu arba po jos. Šios smulkios dalelės efektyviai trukdo dislokacijos judėjimui, todėl žymiai pagerina plieno takumo ribą ir atsparumą tempimui. Pavyzdžiui, vanadžio mikrolydymas gali padidinti Q960 juostinio plieno takumo ribą iki 1053 MPa.
Ribotas grūdų rafinavimo efektas, dažnai reikalingas kompozicinis papildymas: Palyginti su niobu ir titanu, vanadis turi silpnesnį gebėjimą slopinti austenito perkristalizaciją ir gryninti grūdelius karšto apdirbimo metu. Todėl, siekiant geresnio bendro veikimo, vanadis dažnai naudojamas kartu su tokiais elementais kaip niobis ir titanas.
Sudėtinių programų pavyzdžiai:
V-N mikrolydymas: tyčia padidinus azoto kiekį, skatinamas VN kritulių kiekis, dar labiau sustiprinamas kritulių kiekį stiprinantis poveikis ir pagerinamas atsparumas korozijai. Jis plačiai naudojamas jūrų inžinerijos plieno, didelio-stiprumo armatūrinio plieno ir kitose srityse.
Ti-Nb-V kompozitas: kuriant didelio-stiprumo plieną 420LA automobilių konstrukcijoms, naudojamas Ti-Nb-V kompozitinis mikrolydinys, kuris gali sujungti titano azoto fiksavimo ir grūdų rafinavimo poveikį, stiprinantį vanadžio grūdų rafinavimo poveikį. pasiekti puikią stiprumo ir formavimo pusiausvyrą.
5. Kokie kiti elementai, be Nb, Ti ir V, gali būti naudojami šaltai valcuotų ritinių mikrolydymui?
Boras (B): ypač mažais kiekiais pagerina kietėjimą. Boras yra veiksmingiausias elementas, gerinantis plieno kietumą. Į plieną pridėjus nuo 0,0005 % iki 0,003 % boro, galima žymiai sulėtinti ferito virsmą perlitu, taip užtikrinant, kad net storesniuose ruožuose būtų galima pasiekti martensitinę struktūrą, o tai labai svarbu karštai formuotiems plienams.
Molibdenas (Mo): pagerina kietėjimą ir padidina grūdinimo stabilumą. Molibdenas stipriai pagerina plieno kietumą ir slopina temperatūrinį trapumą. Mikro legiruotoje plienuose molibdenas dažnai naudojamas kartu su niobiu, titanu ir kt., siekiant skatinti nanoskalės karbidų nusodinimą ir išlaikyti jų smulkią dispersiją esant aukštesnei temperatūrai, todėl pasiekiamas didesnis stiprumas ir geras veikimas aukštoje -temperatūroje. Pavyzdžiui, molibdeno mikrolydymas yra viena iš pagrindinių technologijų taupant nikelį{5}}SGD talpyklų plieną.
Chromas (Cr): pagerina stiprumą ir atsparumą korozijai. Chromas gali tinkamai padidinti plieno stiprumą ir, dar svarbiau, gali pagerinti plieno atsparumą korozijai. Pridėjus Cr prie V-N mikrolegiruoto plieno, galima dar labiau optimizuoti mikrostruktūrą ir pasiekti gerą stiprumo ir kietumo pusiausvyrą.