1. Bagaimanakah saiz bijian ditakrifkan? Apakah saiz butiran biasa bagi kepingan keluli bergulung sejuk-?
Saiz butiran merujuk kepada saiz kristal kecil individu (butiran) dalam struktur polihablur logam. Ia biasanya dinyatakan sebagai saiz butiran purata dan boleh diperhatikan menggunakan mikroskop metalografik dan dinilai mengikut piawaian seperti ASTM E112.
Untuk-gegelung bergulung sejuk (terutamanya produk anil), julat saiz butiran adalah kira-kira seperti berikut:
Saiz Bijian Biasa: Kebanyakan helaian bergulung sejuk-yang boleh didapati secara komersial mempunyai saiz butiran antara gred ASTM 7 dan 10. Ditukar kepada diameter purata, ini adalah lebih kurang 30 mikrometer (0.030 mm) hingga 10 mikrometer (0.010 mm).
Bijian Ultra-halus: Beberapa keluli berkekuatan tinggi-, melalui pengaloian mikro dan penggelek dan penyejukan terkawal, boleh mempunyai butiran yang ditapis kepada gred ASTM 12 atau lebih tinggi (< 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 mikrometer), situasi yang biasanya dielakkan dalam pengeluaran perindustrian.
2. Apakah kesan saiz bijian terhadap kualiti permukaan semasa pengecapan?
Mekanisme Pembentukan: Apabila saiz butiran besar, anisotropi setiap butiran (keupayaan ubah bentuk yang berbeza dalam arah yang berbeza) menjadi lebih menonjol. Semasa pengecapan, ubah bentuk seragam makroskopik sebenarnya adalah hasil daripada ubah bentuk diselaraskan bijirin yang tidak terkira banyaknya. Jika butiran terlalu kasar, bilangan butiran yang terlibat dalam ubah bentuk adalah agak kecil, dan tingkah laku ubah bentuk setiap butiran akan dicerminkan pada permukaan makroskopik.
Keputusan: Di bawah tekanan, bijirin dengan orientasi berbeza mempamerkan tahap gelinciran yang berbeza-beza, membawa kepada ketidaksamaan mikroskopik pada permukaan bahagian, yang dikenali sebagai kesan kulit oren. Ini bukan sahaja menjejaskan penampilan estetik tetapi juga kekal kelihatan selepas lukisan, dan dalam kes yang teruk, boleh menjadi titik kepekatan tekanan, mendorong keretakan.
Keperluan Am: Untuk panel badan luaran automotif (seperti pintu dan tudung) dengan keperluan kualiti permukaan yang sangat tinggi, saiz butiran secara amnya dikehendaki agak kecil, biasanya dikawal kepada gred ASTM 7-8 atau lebih halus.
3.Apakah kesan butiran yang terlalu halus atau kasar terhadap kekuatan dan keplastikan (pemanjangan) sesuatu bahan?
Bijirin yang terlalu halus (cth, gred ASTM 12 dan ke atas):
Kekuatan (↑): Banyak sempadan butiran sangat menghalang pergerakan terkehel, mengakibatkan kekuatan hasil dan kekuatan tegangan meningkat dengan ketara.
Keplastikan (↓): Walaupun bijirin halus boleh meningkatkan kedua-dua kekuatan dan keliatan, bijirin yang terlalu halus membawa kepada pengerasan kerja yang terlalu cepat. Semasa pengacuan, bahan mempamerkan rintangan yang tinggi terhadap ubah bentuk, mudah menyebabkan haus acuan dan springback yang teruk, menjadikannya sukar untuk dibentuk. Untuk bahagian yang memerlukan pengacuan kompleks, butiran yang terlalu halus sebenarnya memudaratkan.
Saiz butiran sederhana (cth, gred ASTM 7-9):
Keseimbangan ideal: Kekuatan yang mencukupi untuk mengelakkan ubah bentuk semasa penggunaan, bersama dengan keplastikan (pemanjangan) yang baik dan nisbah hasil yang rendah, memudahkan pengecapan.
Bijirin yang terlalu kasar (cth, ASTM gred 5 dan ke bawah):
Kekuatan (↓): Sempadan butiran yang lebih sedikit mengurangkan rintangan terhadap pergerakan terkehel, menghasilkan bahan yang lebih lembut (kekuatan hasil yang lebih rendah).
Keplastikan (↓): Walaupun pemanjangan mungkin tidak rendah pada lengkung tegangan, keupayaan untuk berubah bentuk secara tempatan adalah lemah. Apabila bahan berbutir-kasar tertakluk kepada tegasan, ubah bentuk cenderung untuk menumpukan pada beberapa butiran berorientasikan-lembut, yang membawa kepada tengkuk dan keretakan awal, iaitu, pengurangan dalam pemanjangan seragam.
4. Untuk lukisan dalam (seperti pembuatan tin minuman dan kuali minyak kereta), adakah terdapat sebarang keperluan khas untuk saiz butiran?
Keperluan Dimensi Mutlak: Keluli lukisan-dalam (seperti keluli IF, keluli interstisial) biasanya memerlukan butiran kasar yang sesuai (tetapi tidak sekali-kali begitu kasar sehingga menghasilkan kesan kulit oren). Sebagai contoh, saiz butiran helaian gulung-dalam-sejuk-lebih dalam selalunya dikawal kepada sekitar gred ASTM 6-7. Ini kerana butiran kasar yang sesuai menawarkan keplastikan yang lebih baik, kekuatan hasil yang lebih rendah, dan lebih kondusif untuk aliran bahan dalam acuan.
Peranan Penting Keseragaman: Lukisan dalam paling terdedah kepada bijirin campuran (iaitu, campuran bijirin besar dan kecil).
Jika bahan mengandungi kedua-dua biji kasar ASTM gred 5 dan bijirin halus ASTM gred 9, ubah bentuk akan menjadi sangat tidak sekata. Kawasan berbutir-halus mempunyai kekuatan tinggi dan sukar berubah bentuk, manakala kawasan berbutir-kasar mempunyai kekuatan rendah dan mudah berubah bentuk.
Di bawah keadaan tegasan yang sengit dalam lukisan dalam, ketidakhomogenan ini akan membawa kepada penipisan setempat yang berlebihan, akhirnya menyebabkan keretakan pada-sempadan berbutir kasar atau di kawasan berbutir-kasar. Oleh itu, pemeriksaan metalografi ke atas kepingan-drawing sejuk-dalam mempunyai keperluan yang ketat berkenaan variasi saiz butiran.
5. Dalam pengeluaran sebenar, bagaimanakah kita boleh mendapatkan saiz bijian yang ideal melalui kawalan proses?
Pengurangan rolling sejuk: Semakin besar ubah bentuk rolling sejuk, semakin teruk pecahan bijian, semakin tinggi tenaga yang disimpan, dan semakin besar daya penggerak untuk penghabluran semula. Ini biasanya menghasilkan butiran yang lebih halus selepas penghabluran semula. Sekiranya pengurangan terlalu kecil, daya penggerak tidak mencukupi, yang boleh menyebabkan pembentukan butiran kasar.
Suhu dan masa penyepuhlindapan (paling kritikal):
Suhu rendah, masa yang singkat: Penghabluran semula baru sahaja selesai, dan butirannya sangat halus.
Suhu tinggi, masa yang lama: Pertumbuhan bijirin berlaku (mekanisme penelan bijirin). Untuk mendapatkan butiran saiz tertentu, kawalan tepat suhu pemanasan dan masa penahanan diperlukan dalam garis penyepuhlindapan berterusan atau relau jenis -loceng.
Elemen mengaloi dan zarah-kedua:
Menambah unsur pengaloian mikro (seperti Nb, Ti) membentuk zarah karbonitrida halus yang bertindak seperti "paku" yang berlabuh pada sempadan bijian, dengan berkesan menghalang pertumbuhan bijirin. Walaupun dengan suhu penyepuhlindapan yang lebih tinggi, butiran halus boleh diperolehi. Ini adalah asas untuk menghasilkan-keluli berkekuatan tinggi-berbutir halus.
Untuk keluli lukisan-dalam, mendakan ini perlu dikawal untuk mengelakkan pertumbuhan bijirin secara berlebihan, untuk mendapatkan butiran kasar yang sesuai dengan kebolehbentukan yang baik.
Meratakan (Pelindapkejutan dan Pembajaan): Proses akhir-perataan-sementara bertujuan untuk memperbaiki bentuk dan menghapuskan dataran tinggi hasil, juga memperkenalkan sebilangan kecil kehelan dalam butiran, menyempurnakan-prestasi akhir, tetapi secara amnya tidak mengubah saiz butiran dengan ketara.