האם קצב הקירור של סליל מגולגל קר-משפיע על קשיותו?

1.מדוע קצב הקירור משפיע על קשיותם של סלילים מגולגלים- קרים? מהו העיקרון הבסיסי?

תוצרי טרנספורמציה הפאזיים שונים: עם קירור איטי, לאטומים יש מספיק זמן להתפזר, ויוצרים פריט ופרליט (שלבים רכים); עם קירור מהיר במיוחד, לאטומים אין מספיק זמן להתפזר, וכתוצאה מכך טרנספורמציה של פאזה לא-דיפוזית, ויוצרות מרטנזיט (פאזה קשה). מרטנסיט הוא תמיסה מוצקה על-רוויה עם עיוות סריג חמור וצפיפות נקע גבוהה, ובכך מציג קשיות גבוהה במיוחד.

המורפולוגיה של הקרביד שונה: עבור פלדת פחמן נמוכה-, קירור מהיר מונע מאטומי פחמן להצטבר במלואו, ליצור צמנטיט עדין או פתרונות מוצקים על-רוויים, המספקים חיזוק פיזור; קירור איטי מביא לקרבידים גסים וריכוך מספק.

גודל גרגר: קירור מהיר מעכב את צמיחת הדגנים, וכתוצאה מכך גרגרים עדינים יותר (חיזוק גרגר עדין, קשיות מוגברת מעט); התקררות איטית גורמת לגרגרים גסים ולירידה בקשיות.

2. עבור סלילי גלגול רגילים של פלדת פחמן קרה-נמוכה (כגון SPCC ו-DC01), כיצד משפיע קצב הקירור באופן ספציפי על הקשיות?

קירור איטי של תנור (קצב קירור איטי במיוחד, כגון<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).

קירור אוויר (קצב קירור בינוני): כתוצאה מכך נוצר פריט עדין + פרלייט למלרי עדין (סורביט). עקב עידון גרגירים ומרווח בין-למלי פרלייט מופחת, הקשיות גדלה, ומגיעה פוטנציאלית ל-55-65 HRB.

קירור אוויר או קירור בהתזה (קצב קירור מהיר יחסית): אם קצב הקירור מהיר מספיק, בייניט או פריט פריט עם-צפיפות גבוהה עלולים להיווצר באזורים מסוימים, ולהגביר עוד יותר את הקשיות; HRB עשוי לעלות על 70.

קירור מהיר במיוחד (המרווה): אם ישררו מים באופן ישיר, יווצר מרטנזיט, והקשיות תמריא למעל HRC 30 (המרה ל-HRB היא חסרת משמעות בגלל קשיות קיצונית).

3. כיצד ניתן להשתמש בקצב הקירור כדי לשלוט בקשיות של פלדה בעלת חוזק- גבוה (כגון פלדת DP) בקו ייצור חישול מתמשך?

מטרה: להשיג מבנה מיקרו דו-פאזי- של פריט רך + מרטנזיט קשה, השגת חוזק תפוקה נמוך, חוזק מתיחה גבוה והתקשות עבודה טובה.

בקרת תהליך: יריעת הפלדה מחוממת לאזור הדו-פאזי (בערך 770~830 מעלות ) באזור החישול, ובשלב זה המבנה המיקרו הוא פריט + אוסטניט.

שלב מפתח: לאחר מכן יש להשתמש בקירור מהיר במיוחד (-אולטרה-קירור מהיר), בדרך כלל יותר מ-30 מעלות/שניות, ואפילו עולה על 100 מעלות/שניות.

מנגנון: קצב קירור מהיר זה מספיק כדי לעכב את ההפיכה של אוסטניט לפרליט או בייניט, מה שמאלץ אותו להפוך למרטנזיט בטמפרטורה נמוכה יותר.

תוצאת קשיות: אם קצב הקירור אינו מהיר מספיק, ייווצר פרלייט או בייניט, וכתוצאה מכך חוזק מתיחה וקשיות לא מספקים במוצר הסופי, מה שהופך אותו לא מתאים לפלדה דו-פאזית.- לכן, קצב הקירור קובע ישירות את הפרופורציה של השלב הקשה (מרטנזיט) והקשיות הסופית בפלדת DP.

4. מלבד קשיות מוגברת, אילו השפעות שליליות אחרות יכולות לגרום לקירור מהיר מדי?

שבירות מוגברת: אם קצב הקירור מהיר מדי, מה שמוביל להיווצרות מרטנזיט מוגזמת, הפלסטיות של החומר תפחת בחדות, ההתארכות תרד וסדקים יתרחשו ישירות במהלך ההטבעה.

פגמים בצורת גיליון (גלי/עיוות): קירור מהיר במיוחד (במיוחד כיבוי מים או קירור סילון חזק) יוצר מתח תרמי עצום בתוך הרצועה. קירור לא אחיד עלול לגרום לבעיות מורכבות בצורת גיליון (כגון גלי קצה, גלי מרכז).

סיכון התיישנות: עבור דרגות פלדה מסוימות, אם קירור מהיר אינו מלווה בטיפול יישון מתאים, אטומי פחמן מומסים יישרדו במהלך אחסון או צביעה בטמפרטורת החדר הבאים, מה שיוביל לקשיות מוגברת ולירידה בקשיחות (הזדקנות טבעית).

ביצועים לא עקביים: בחישול פעמונים, קצב הקירור של סליל הפלדה מהיר יותר בקצוות ואיטי יותר בליבה. הבדל זה בקצב הקירור מוביל ישירות לקשיות לא אחידה בכל הסליל (קצוות קשים יותר, ליבה רכה יותר), ומשפיע על העקביות של העיבוד שלאחר מכן על ידי המשתמש.

5. בייצור בפועל, כיצד אנו מתכננים את תהליך הקירור על סמך קשיות היעד?

קבע את ביצועי היעד: ראשית, הבהיר את טווח הקשיות הנדרש של הלקוח (למשל, צורך בחומר רך עם HRB 45-55, או פלדה בעלת חוזק גבוה עם חוזק מתיחה של 780MPa).

עקומת CCT שאילתה (עקומת מעבר מתמשכת בקירור): עבור ציוני פלדה ספציפיים, עיין בעיקומי CCT שלהם. עקומה זו אומרת בבירור למהנדסי תהליך: באיזה קצב קירור, איזה מבנה מיקרו יתקבל והקשיות המשוערת.

בחר שיטת קירור:

לשרטוט הרך ביותר (ציור עמוק), בחר בקירור איטי במיוחד (למשל, קירור איטי בכבשן פעמון או קירור אוויר לאחר החזקה).

לקשיות בינונית (הטבעה רגילה), בחרו בקירור מבוקר (קטע הקירור האיטי בקו חישול מתמשך).

לחוזק גבוה (פלדת DP, פלדת MS), בחר בקירור מהיר + התיישנות- מדויקת.

אימות והתאמה: לאחר הייצור, בצע בדיקת קשיות וניתוח מטאלוגרפי כדי לאשר שקצב הקירור עמד ביעד התכנון. אם הקשיות גבוהה מדי, פירוש הדבר שקצב הקירור מהיר מדי, ויש להפחית את קצב הקירור או להגביר את-הטמפרטורה/זמן ההזדקנות יתר; אם הקשיות נמוכה מדי (פלדה בחוזק-גבוהה אינה עומדת בתקן), זה אומר שקצב הקירור אינו מספיק, ויש לשפר את יכולת הקירור.