1. Hvilke grunnleggende endringer skjer i seigheten til galvaniserte spoler under lav-temperaturbehandling?
Lav temperatur har en dobbelt-kumulativ effekt på den generelle seigheten til galvaniserte spoler. For det første følger stålmatrisen et generelt mykgjøringsprinsipp med lav-temperatur-når temperaturen synker, styrkeindikatorene (flytestyrke og strekkstyrke) til stålet øker, men dets plastiske deformasjonskapasitet reduseres og sprøheten øker. Dette fenomenet kalles lav-skjørhet. Når temperaturen synker til et visst område, endres bruddmodusen til stålet plutselig fra duktil brudd til sprø brudd; dette temperaturpunktet kalles den duktile-sprø overgangstemperaturen. For det andre er det galvaniserte laget i seg selv ekstremt følsomt for lave temperaturer: sink er et temperatur-følsomt metall. Under lave-temperaturforhold blir krystallstrukturen mer stabil, og den interatomiske bindingskraften øker, noe som reduserer duktiliteten betydelig og øker sprøheten til sinklaget. Dette gjør den mer utsatt for å flasse eller sprekke under bøying og bearbeiding. Med andre ord, under lav{14}}temperaturbehandling blir stålmatrisen "hard og sprø", og sinklaget blir "skjørt". Når den utsettes for formingsoperasjoner som kaldbøying og stansing, øker den kumulative effekten risikoen for total sprekkdannelse betydelig.
2. Er lav-skjørhetsmekanismene til stålunderlaget og det galvaniserte laget de samme? Hva slags gjensidig påvirkning er det mellom dem?
Mekanismene er forskjellige, men de kan forverre hverandres skader under behandlingen. Grunnårsaken til lav-temperatursprøhet i stålsubstratet (kropps-sentrert kubisk strukturmetall) ligger i den økte motstanden mot dislokasjonsbevegelse ved lave temperaturer, og den økte interaksjonsintensiteten mellom interstitielle urenhetsatomer og dislokasjoner og korngrenser, noe som drastisk svekker materialets tilpasningsevne til plastisk deformasjon. Den lave-temperatursprøheten til sinklaget (tett-pakket sekskantet struktur) kommer av at krystallstrukturen blir mer stiv ved lave temperaturer, noe som naturlig reduserer duktiliteten. Den gjensidige påvirkningen mellom de to under bearbeiding kommer hovedsakelig til uttrykk på følgende måter: Når stålsubstratet gjennomgår kaldbøyedeformasjon ved lave temperaturer, bærer dens ytre overflate en stor strekkbelastning. Sinklaget, på grunn av dets høye sprøhet og utilstrekkelige duktilitet, kan ikke deformeres synkront med underlaget, noe som fører til mikrosprekker eller til og med blokkaktig avskalling av belegget. Jo større deformasjonen av stålsubstratet er, desto mer alvorlig er belastningen som bæres av sinklaget, og desto tidligere initiering av lav-temperatursprø sprekker. Omvendt, når belegget utvikler sprekker, vil spenningen konsentreres der, noe som ytterligere kan indusere sprø forplantning av stålsubstratet, noe som fører til gjennom{11}}tykkelsessvikt.
3. Sprekking av galvaniserte spoler under lav-temperaturbehandling: Er den metallurgiske kvaliteten på selve metallplaten den mest kritiske medvirkende faktoren?
Utvilsomt er den interne kvaliteten til grunnmaterialet den avgjørende forutsetningen for vellykket lav-temperaturbehandling. Selv ved romtemperatur kan metallurgiske defekter i stålspolen lett føre til sprekker under bearbeiding; ved lave temperaturer forstørres den negative virkningen av disse defektene mange ganger.
Spesielt varierer årsakene til feilen avhengig av stålkvaliteten. Kasusstudiedata viser at selv ved romtemperatur kan grunnmaterialer av dårlig-kvalitet sprekke på grunn av interne defekter under en 180 graders kaldbøyningstest. Metallografisk analyse indikerer tilstedeværelsen av en rekke komposittinneslutninger av silikater, sulfider og muggfluks på sprekkstedene. Disse inneslutningene har utilstrekkelig lokal forlengelse, blir spenningskonsentrasjonspunkter under bøyning, noe som fører til sprekkinitiering. Videre er for høye nivåer av fri sementitt også en betydelig årsak til bøyningssprekker i Q195C-stål, mens den kraftige båndstrukturen til Q355B-stål kan føre til delaminering under skjæring, og den ufullstendige utglødningen av mikrostrukturen i Q420XG-stål resulterer også i utilstrekkelig total plastisitet av basismaterialet. Det er klart at under lave-temperaturforhold må materialvalgskriteriene heves betydelig-de mindre effektene av urenheter vil bli dramatisk forsterket, og renheten og jevnheten til underlaget vil endres fra en "bonus" til en "overlevelsesgrunnlinje".
4. Hvor betydelige er forskjellene i prosesseringsseighet ved lav-temperatur mellom galvaniserte spoler med forskjellige styrkegrader og sammensetninger?
Forskjellene er svært betydelige, primært som følge av design og utvikling av det originale stålet. Konvensjonelle vanlige stålsubstrater viser en drastisk reduksjon i seighet ved lave temperaturer, og faller ofte under den akseptable nedre grensen for slagenergi ved -20 grader og viser en høy sannsynlighet for sprø brudd ved -40 grader. I motsetning til dette viser spesialdesignede lav-temperaturbestandige galvaniserte plater en helt annen ytelse: ved å bruke en lav-mikrolegeringssammensetning av karbonniob og oppnå en jevn, fin-kornet struktur gjennom kontrollert rulling og avkjøling, med en kornstørrelse som når grad 11, opprettholder de selv under ekstreme {0}-grader. Deres slagenergi ved -40 grader er ikke mindre enn 34J, og deres Z-retningsforlengelse er ikke mindre enn 35%. De er egnet for sveisede strukturer og ekstremt kalde områder, og kan trygt brukes i applikasjoner med ekstremt høye sikkerhetskrav, for eksempel busskonstruksjonsrammer. Studier har også vist at den ultimate bæreevnen til galvaniserte komponenter ved lave temperaturer til og med kan være ca. 8-9 % høyere enn ved romtemperatur. Dette viser at substratets seighetsdesign ved lav temperatur er den grunnleggende faktoren som bestemmer suksess eller fiasko, snarere enn selve belegget.
5. Hvilke effektive tiltak kan iverksettes for å forhindre sprekkdannelse under bearbeiding av galvanisert spole om vinteren?
Ved behandling av galvaniserte spoler ved lave temperaturer om vinteren, kan følgende viktige forebyggende tiltak tas:
Velg først stålkvaliteter som passer for lave-temperaturforhold. Hvis omgivelsestemperaturen er under -20 grader, bør det prioriteres å bruke spesialiserte stålsubstrater med lav-temperatur (som Q355ND, som har gjennomgått mikrolegeringsbehandling), i stedet for vanlige Q235- eller Q195-substrater.
For det andre, administrer temperaturen før behandling. Utfør formingsoperasjoner som skjæring, stansing og bøying innendørs eller i et relativt varmt miljø når det er mulig, og unngå direkte, betydelig kalddeformasjon av den galvaniserte spolen under -10 grader. Hvis bearbeiding må utføres i et miljø med lav temperatur, vurder moderat forvarming av stålplaten, men pass på å ikke overopphetes for å unngå å skade det galvaniserte laget.
For det tredje, kontroller deformasjonshastigheten og mengden. Rask, betydelig deformasjon ved lave temperaturer vil mest sannsynlig forårsake sprekker. Derfor anbefales det å redusere bøyningsvinkelen per pass og bruke en "multi-progressiv forming"-metode i stedet for "en-gangsforming"; redusere samtidig prosesseringshastigheten for å gi materialet nok tid til mikro-avspenning av stress og unngå sprø brudd.