1. מדוע אין תקן מאוחד לתוכן פריט? מה הקשר שלו עם פלדה?
פלדה חד-פאזית (כגון פלדת פחמן נמוכה-, פלדת IF): המבנה המיקרו של פלדה מסוג זה הוא כמעט 100% פריט. המטרה היא לנצל את יכולת הצורה המצוינת של פריט לייצור חלקים הדורשים משיכה עמוקה (כגון לוחות דלתות רכב, מחבתות שמן).
פלדה דו-פאזית-(פלדת DP): המיקרו-מבנה של פלדה מסוג זה הוא פריט + מרטנזיט. תכולת הפריט היא בדרך כלל בסביבות 80% ~ 90%, מה שמספק פלסטיות; מרטנסיט מהווה 10%~20%, ומספק חוזק.
פלדה רב-פאזית (פלדת CP) או פלדת TRIP: המבנה המיקרו מורכב יותר, מכיל פריט, בייניט, אוסטניט שמור וכו'. תכולת הפריט נעה בין 30% ל-70% בהתאם לדרגת החוזק.
2. מהי תכולת הפריט המתאימה לפלדת דופלקס נפוצה (פלדת DP)?
טווח טיפוסי: בפלדות דו-פאזיות מסחריות-, חלק הנפח של פריט נע בדרך כלל בין 50% ל-90%. ככל שדרגת החוזק עולה (למשל, מ-DP600 ל-DP980), תכולת המרטנסיט עולה, ותכולת הפריט יורדת בהתאם.
מקרה ספציפי: טכנולוגיה מוגנת בפטנט מראה שעבור פלדה קרה-מגולגלת חוזק- גבוה עם חוזק מתיחה גבוה במיוחד, להשגת תכונות התארכות והתרחבות אחידות טובות, המבנה המיקרו שלה מתוכנן באופן הבא: שבר נפח פריט 5%~20%, שבר נפח מרטנזיט מחוסמ 80%~95%. כאן, תכולת הפריט נמוכה מאוד מכיוון שהיא קיימת בעיקר כשלב התקשות, בעוד שהחוזק מובטח על ידי מרטנזיט.
תקן מתאים: בפלדות דו-פאזיות-, "מתאים" פירושו שהתפלגות הפריט והמרטנזיט היא אחידה, והשלב הרך (פריט) יכול למעשה להקל על ריכוז המתח בין השלב הקשה (מרטנזיט), תוך הימנעות מפיצוח מוקדם במהלך היווצרות.
3. מהן הדרישות לתכולת פריט בפלדות פחמן נמוכות- המשמשות בעיקר לייצור (כגון SPCC ו-DC01)?
עם תכולת פריט שמתקרבת ל-100%: מטרת התכנון של מבנה המיקרו עבור סוג זה של פלדה היא להשיג כמה שיותר פריט שווה ציר עם גודל גרגר מתאים. תקנים כגון GB/T 4335, "קביעת גודל גרגירי פריט בגליונות פלדת פחמן קרות-מגולגלות נמוכה", קיימים כדי לתקנן את הקביעה וההערכה של גודל גרגירי פריט בסוג זה של פלדה, במקום התוכן שלה, שכן התוכן הוא מטריצת ברירת המחדל.
מיקוד שונה: עבור סוג זה של פלדה, ההתמקדות אינה ב"כמות" הפריט, אלא דווקא ב"גודל ואחידות" של גרגרי הפריט. הסיבה לכך היא שכושר הצורה שלו (למשל, r-value, n-value) קשורה קשר הדוק לגודל גרגירי הפריט ולמרקם הקריסטלוגרפי (למשל, {111} מרקם מישור). מחקרים הראו שגלגול באזור הפריט יכול להניב גרגרי פריט גסים יותר (עד 17 מיקרומטר), ולמעשה להפחית את חוזק התפוקה לסביבות 230 MPa ולשפר את יכולת הצורה הקרה.
4. כיצד משפיע תוכן פריט על המאפיינים המכניים של יריעות פלדה מגולגלות קר-?
השפעות על חוזק: תכולת פריט גבוהה יותר גורמת בדרך כלל לחוזק חומר נמוך יותר (חוזק תפוקה וחוזק מתיחה). הסיבה לכך היא שלפריט עצמו יש עמידות נמוכה לנקע וניתן לעיוות בקלות. פלדה בעלת חוזק- גבוה משיגה את החוזק הגבוה שלה על ידי הפחתת פריט והגברת השלב הקשה.
השפעות על פלסטיות:
מגמה כללית: תכולת פריט גבוהה יותר מובילה בדרך כלל להתארכות גבוהה יותר. הסיבה לכך היא שהוא מספק מספיק מרחב דפורמציה ויכולת התקשות עבודה.
מקרה מיוחד: עבור פלדת TRIP המכילה אוסטניט שמור, הפלסטיות שלה נובעת לא רק מפריט אלא גם מתרומת הפלסטיות המושרה על ידי טרנספורמציה אוסטניט ({0}}אפקט TRIP). במקרה זה, אפילו עם תכולת פריט נמוכה, ניתן להשיג פלסטיות גבוהה.
5. בייצור בפועל, כיצד אנו קובעים את תכולת הפריט "המתאימה"?
פירוק ביצועי יעד: ראשית, הגדירו בבירור את רמת החוזק הנדרשת (למשל, 500MPa, 800MPa) ודרישות היצירה (למשל, ציור עמוק, הרחבת חור, כיפוף) של לוח הפלדה.
עיצוב מיקרו-מבנה: בהתבסס על ביצועי היעד, תכנן את מבנה המיקרו-מטרה תוך שימוש בעקרונות של מטלורגיה פיזית. לדוגמה, כדי להשיג חוזק של 980MPa, ייתכן שיהיה צורך לשלוט בתכולת הפריט מתחת ל-20%, בתוספת כמות גדולה של מרטנזיט או בייניט.
אימות ואופטימיזציה של תהליך: על ידי התאמת ההרכב הכימי ותהליכי גלגול חם, גלגול קר וחישול, מתקבלת תכולת פריט שונה. לאחר מכן, המאפיינים המכניים התואמים (חוזק, התארכות, ערך n-, ערך r-, קצב התפשטות חורים וכו') נבדקות כדי לקבוע את ההתאמה בין ביצועי "תהליכים-מיקרו-מבנה-".
פסק דין סופי: כאשר הביצועים המקיפים (חוזק, פלסטיות, קשיחות, יכולת צורה) בתוכן פריט מסוים משיגים את ההתאמה האופטימלית ועומדים בדרישות השימוש של הלקוח, תוכן זה נחשב "מתאים". לדוגמה, מחקר מצא שכאשר קצב הפחתת הגלגול הקר הוא 60%, תכולת האוסטניט בפלדה δ-פריטית מסוימת מגיעה לערכה המקסימלי של 61%, בשלב זה תוצר המשיכות החוזק- הוא הגבוה ביותר והביצועים הטובים ביותר.