1.Hva er det grunnleggende prinsippet bak hvordan karboninnhold påvirker hardheten til kaldvalsede-ruller?
Styrking av fast løsning: Karbonatomer eksisterer som interstitielle faste løsninger i ferrittgitteret. Fordi karbonatomer er mye mindre enn jernatomer, forvrenger de jerngitteret, skaper lokaliserte spenningsfelt og hindrer dislokasjonsbevegelse. Denne gitterforvrengningen øker materialets motstand mot plastisk deformasjon, noe som resulterer i forbedret hardhet og styrke.
Fasetransformasjonsforsterkning og mikrostrukturbestemmelse: Karboninnhold bestemmer mikrostrukturen til stål:
Ultra-lavkarbonstål (C ≤ 0,01%): Mikrostrukturen er nesten 100 % ferritt. Ferritten i seg selv er relativt myk og har ekstremt lav hardhet.
Lavkarbonstål (C 0,02%~0,15%): Ferritt + en liten mengde perlitt. Pearlitt er en lagdelt blanding av ferritt og sementitt (Fe₃C, en ekstremt hard forbindelse), og hardheten er mye høyere enn for ferritt.
Middels karbonstål (C 0,25%~0,60%): Andelen perlitt økes betydelig, noe som resulterer i moderat hardhet.
Høykarbonstål (C > 0,60%): Mer sementitt vises i mikrostrukturen, og til og med nettverk eller granulære karbider dannes, noe som resulterer i en betydelig økning i hardhet.
2.Hva er det kvantitative forholdet mellom karboninnhold og hardheten til kaldvalsede-ruller?
Hardhetskonvertering: Tar glødede kaldvalsede-coils som et eksempel:
Lav-karbonstål (f.eks. SPCC, C ≤ 0,12%): Hardhet ca. HRB 50-70
Medium-karbonstål (f.eks. 45#, C 0,42%~0,50%): Utglødd hardhet ca. HRB 80-90
Høyt-karbonstål (f.eks. 65Mn, C 0,62%~0,70%): Utglødd hardhet kan nå HRB 90-100 eller høyere
Ytterligere kald-valsingsherding: For kald-valsede spoler, endelig hardhet=(matrisehardhet bestemt av karboninnhold) + (arbeidsherding bidratt av reduksjonshastighet for kald-valsing). Ved samme kald-reduksjonshastighet, for hver 0,1 % økning i karboninnhold, kan hardheten (HV) øke med 20-40 poeng.
Nonlinear Characteristics: In the high-carbon range (>0,8 %C), har hellingen av hardhetsøkningen en tendens til å flate ut på grunn av tilstedeværelsen av nettverkssementitt i mikrostrukturen, og kan til og med føre til økt sprøhet i stedet for en lineær økning i hardhet.
3.Hva er forskjellene i arbeidsherdehastigheter?
Lavt-karbonstål: Har relativt lav herdekapasitet. Hardheten øker etter kaldvalsing, men herdehastigheten er langsom, noe som tillater høye reduksjonshastigheter uten lett å sprekke.
Høyt-karbonstål: Har ekstremt høy arbeidsherdehastighet. På grunn av den store mengden perlitt og karbider som allerede er tilstede i den opprinnelige mikrostrukturen, blir dislokasjonsbevegelsen mer alvorlig hindret under kaldvalsing, noe som resulterer i en kraftig økning i hardhet med økende reduksjonshastighet, og det er mer sannsynlig at den når metning.
4.Hva er forskjellene i hardhet avhengig av leveringsbetingelsen?
Glødet tilstand: Myknet for å lette etterfølgende bearbeiding og forming.
1/4 hard, 1/2 hard: Middels hardhet oppnådd ved å kontrollere reduksjonshastigheten for kaldvalsing.
Full hard state: Hardhet når maksimalverdien for dette karboninnholdet etter kaldvalsing med stor reduksjonshastighet.
5.Hvordan velge karboninnhold og prosess basert på hardhetskrav i produksjon eller applikasjon?
Komposisjonsdesign:
For applikasjoner som krever ekstremt høy hardhet (f.eks. fjærstålstrimler, skjæreblad): høy-karbonstål (f.eks. 65Mn, C75S, SK5) må velges, siden arbeidsherding alene ikke kan øke hardheten til lav-karbonstål til det nødvendige nivået.
For applikasjoner som krever utmerket formbarhet (f.eks. dyptrukne-deler): ultra-lav-karbonstål eller lav-karbonstål må brukes, siden gløding ikke kan eliminere plastisitetstapet forårsaket av høyt karboninnhold.
Prosesskompensasjon:
Glødejustering: I kontinuerlig gløde- eller klokkeglødingsprosesser, hvis et høyt karboninnhold i en bestemt varme oppdages, noe som resulterer i høy hardhet, kan glødingstemperaturen økes passende eller holdetiden forlenges for å redusere hardheten gjennom omkrystallisering og sfæroidisering.
Temperaturbehandling: For middels- og høy-karbonstål brukes noen ganger "kritisk gløding" eller "isotermisk gløding" for å oppnå en spesifikk mikrostruktur (f.eks. sorbitt) for å balansere hardhet og seighet.
Kvalitetskriterier:
Hardheten til kaldvalsede-ruller kan ikke bare utledes fra karboninnholdet. Ved samme karboninnhold kan den endelige hardheten variere betydelig på grunn av forskjeller i kaldvalsingsreduksjon og glødeprosesser.
Når du velger materialer, må brukere være oppmerksomme på både karakteren (tilsvarende karboninnholdsområde) og leveringsbetingelsen (glødet, 1/4 hard, 1/2 hard, helt hard, etc.).