1. אילו יסודות מתווספים בעיקר בסגסוגת מיקרו של סלילים מגולגלים- קרים? מהם ההבדלים בתפקודים ובמאפיינים שלהם?
ניוביום (Nb): ניוביום הוא אחד מיסודות הזיקוק-היעילים ביותר. במהלך גלגול חם, הוא מדכא התגבשות מחודשת של אוסטניט באמצעות משקעים המושרים על ידי מתח, ובכך מעדן את גרגרי הפריט לאחר טרנספורמציה של פאזה. במהלך חישול גלגול קר, כמויות עקבות של ניוביום (למשל, 0.020%) מעכבות באופן משמעותי את התגבשות מחדש, וכתוצאה מכך גרגירים סופיים עדינים ואחידים יותר, שהוא חיוני לשיפור החוזק והקשיחות. במקביל, ניוביום מתמוסס בגבולות התבואה, ומשפר את שבירות העבודה הקרה של הפלדה.
טיטניום (Ti): טיטניום הוא יסוד רב תכליתי. זה יכול לשמש כאלמנט מחזק ראשוני, להגביר את החוזק על ידי שיקוע קרבוניטרידים (TiC, TiN) במטריצת הפריט. זה יכול לשמש גם לקיבוע אטומים ביניים (C, N) בפלדה, תוך שהוא ממלא תפקיד מפתח בפלדות נטולות אטומים-בין (IF). יתר על כן, בעבר, כאשר תכולת הגופרית הייתה גבוהה, נעשה שימוש בטיטניום כדי לשלוט במורפולוגיה של גופרית ולשפר את האנזיטרופיה.
וניום (V): ונדיום מציג השפעות משמעותיות לחיזוק משקעים, במיוחד בטמפרטורות גבוהות יותר. בפלדה המכילה ונדיום-, ניתן להמיס ונדיום קרבוניטריד ולזרז שוב באמצעות חישול ובהמשך טיפול, המשפר את היציבות של שארית האוסטניט, ובכך משיג שילוב של חוזק גבוה ופלסטיק גבוה (תוצר פלסטיות גבוה-).
2.מדוע נעשה שימוש תכוף בשיטת התוספת של ניוביום-טיטניום?
אופטימיזציה של ביצועים: לדוגמה, בפלדה חופשית-אטומית-בין-ביתית (פלדת IF), בעוד שהוספת טיטניום לבדה יכולה לתקן אטומי C ו-N, היא מובילה בקלות לפגמים על פני השטח. עם זאת, שימוש בתוספת טיטניום-ניוביום לא רק משיג ביצועי שרטוט עמוק- מעולים אלא גם איכות פני שטח טובה יותר ותכונות מכניות יציבות יותר. בפלדה מבנית, תוספת מרוכבת טיטניום-ניוביום יכולה לעכב בצורה יעילה יותר את התגבשות מחדש ולהשיג השפעות חיזוק מרובות-על ידי משקעים בגדלים שונים.
חלון תהליך רחב יותר: מחקרים מצאו שפלדה עם תוספת מרוכבת טיטניום-ניוביום יכולה להשיג חוזק גבוה בטמפרטורות סלסול שונות עם תנודות ביצועים קטנות, מה שהופך אותה למתאימה יותר לתהליכי ייצור ותורמת לייצור תעשייתי יציב יותר.
3. כיצד אלמנטים מיקרוניזגים מאפשרים ליריעות פלדה מגולגלות קר- להשיג חוזק גבוה?
חיזוק משקעים: במהלך תהליכי הקירור והחישול הבאים לאחר גלגול חם, אלמנטים מיקרוניטריים מתחברים עם פחמן וחנקן בפלדה ויוצרים חלקיקי קרבוניטריד ננומטריים (כגון TiC ו-NbC). חלקיקים זעירים אלו משקעים מהמטריצה, פועלים כמו אינספור "מסמרים" זעירים המפוזרים בכל מטריצת המתכת, מעכבים את תנועת הנקע ובכך מגדילים משמעותית את החוזק.
חיזוק חידוד התבואה: אלמנטים מיקרוניזגים יכולים לדכא את צמיחת הדגנים במהלך עבודה חמה, וכתוצאה מכך גרגרי פריט עדינים במיוחד. גבולות התבואה הם מכשולים לתנועת נקע; ככל שהגרגרים עדינים יותר וגבולות הגרגרים יותר, החוזק גבוה יותר (וגם הקשיחות טובה יותר). ניוביום הוא אחד המרכיבים היעילים ביותר לעידון דגנים.
4. חוץ מ-Nb, Ti ו-V, האם יש אלמנטים אחרים המשמשים למיקרוניזג של יריעות פלדה מגולגלות קר-?
בורון (B): מיקרו סגסוגת בורון משמשת בעיקר לשיפור יכולת ההתקשות של פלדה. עבור פלדות מתקדמות בחוזק- גבוה כגון פלדת דופלקס מגולגלת קרה-(פלדת DP), כמויות עקבות של בורון יכולות לעכב את ההפיכה של אוסטניט לפריט במהלך הקירור, מה שמבטיח היווצרות מספקת של מרטנזיט לחוזק גבוה.
יישומים חדשים של מנגן (Mn): למרות שמנגן הוא אלמנט סגסוג קונבנציונלי, במחקרים עדכניים, נעשה שימוש בעיצובים של מנגן גבוה- באסטרטגיית המיקרוניזג לפלדת IF דקה-ממד גבוה-. על ידי הגדלת תכולת המנגן, ניתן להפחית משמעותית את טמפרטורת הטרנספורמציה של אוסטניט-ל-פריט (Ar3), מה שמאפשר השלמת גלגול חם באזור האוסטניטי בטמפרטורות נמוכות יותר. זה פותר את הבעיות של ירידה מהירה בטמפרטורה והיווצרות קלה של גבישים מעורבים בגלגול דק -, ומפחית את הקושי של גלגול קר.
5. מהם כמה יישומים טיפוסיים של יריעות פלדה מגולגלות קרה- בתעשיית הרכב והמכשירים הביתיים?
רכיבים מבניים וחיזוקים לרכב: רכיבים כגון קורות נגד-התנגשות לדלתות, לוחות חיזוק עמודים B-וחלקי שלדה משתמשים בדרך כלל במיקרו-מסגסוגת גבוהה-חוזק נמוך-פלדה מסגסוגת (HSLA). סוג זה של פלדה, באמצעות מיקרו-סגסוגת עם Nb, Ti וכו', מספק חוזק תפוקה של 350 MPa או אפילו יותר (לדוגמה, 420LA, 500LA) תוך הבטחת ריתוך ויכולת צורה טובה, תוך השגת קלות משקל של גוף המכונית.
לוחות פנימיים וחיצונים לרכב: עבור לוחות רכב מורכבים בצורת -כמו לוחות צד ולוחות מכסה מנוע, משתמשים בפלדה אטומית- נטולת ביניים (פלדת IF). באמצעות מיקרו-סגסוגת עם Ti או Nb, האטומים הביניים בפלדה מקובעים לחלוטין, מה שמעניק לה ביצועי רישום עמוקים- שאין שני להם, המאפשרים הטבעה של צורות גוף מורכבות.
בתי מכשירי חשמל ביתיים ורכיבים מבניים פנימיים: לרכיבים כגון יחידות חיצוניות של מזגן, תופי מכונות כביסה ולוחות צד למקרר יש דרישות גבוהות לחוזק החומר ואיכות פני השטח. יריעות פלדה מיקרו-מסגסוגות (כגון נגזרות SPHD) יכולות לספק חוזק מספיק כדי למנוע דפורמציה תוך הבטחת ביצועי יצירת- קרים מעולים, העומדות בדרישות העיבוד של צורות מורכבות.