Kaldt arbeid (for eksempel kald rulling, kald tegning, kald bøyning og stempling) bruker eksterne krefter på Q195, noe som forårsaker plastisk deformasjon og endrer dens fysiske egenskaper betydelig. Disse endringene stammer først og fremst fra justeringer av materialets indre struktur (for eksempel korndeformasjon og økt dislokasjonstetthet). De spesifikke effektene er som følger:
1. Endringer i mekaniske egenskaper (mest betydningsfulle innvirkning)
Økt styrke og hardhet (arbeidsherding)
Under kaldt arbeid er materialets indre korn langstrakte og flatet (danner en "fibrøs struktur"). Samtidig spredes dislokasjoner (krystalldefekter) og viklet sammen med hverandre, og hindrer ytterligere atomlip og forbedrer materialets motstand mot deformasjon.
Dette manifesterer seg som signifikante økninger i strekkfasthet (σb) og avkastningsstyrke (σs), samt en økning i hardhet (f.eks. Brinell Hardness HB). For eksempel er strekkfastheten til Q195 i annealert tilstand omtrent 315-430 MPa. Etter 50%kald deformasjon øker strekkfastheten til 500-600 MPa, og hardheten øker med 30%-50%. Redusert plastisitet og seighet
Når mengden av deformasjon øker, intensiveres stresskonsentrasjonen i materialet. Kornfragmentering og dislokasjonsakkumulering gjør ytterligere plastisk deformasjon vanskelig, noe som resulterer i en betydelig reduksjon i forlengelse (Δ) og reduksjon av areal (ψ).
For eksempel er forlengelsen av glødet Q195 omtrent 30%-40%. Etter kulde som arbeider med en deformasjon på 30%, kan denne forlengelsen falle til 10%-15%, og brudd er mer sannsynlig å være sprø (uten betydelig plastisk deformasjon).
Litt redusert elastisk modul
Kaldt arbeid forårsaker gitterforvrengning, som påvirker interatomisk binding, noe som resulterer i en liten reduksjon i materialets elastiske modul (E) (typisk 5%-10%). Imidlertid er denne effekten langt mindre betydelig enn endringene i styrke og plastisitet.
Ii. Andre endringer i fysiske egenskaper
Litt redusert tetthet
Under kaldt arbeid kan plastisk deformasjon skape mikroskopiske porer eller mikrokrakker i materialet, noe som fører til en liten reduksjon i total tetthet (typisk<1%). However, this has a negligible impact on macroscopic performance. Reduced Electrical and Thermal Conductivity
Q195, som en lav - karbonstål, har elektrisk og termisk ledningsevne som hovedsakelig er bestemt av krystallstrukturen til jernmatrisen. Kaldt arbeid forårsaker kornforvrengning og økte dislokasjoner, noe som hindrer retningsbestemmelsen av frie elektroner, noe som resulterer i en reduksjon i elektrisk og termisk ledningsevne (omtrent 5%- 15%), men fortsatt langt mindre enn endringene som ble sett i ikke-jernholdige metaller som kobber og aluminium.
Magnetiske endringer
Q195 er et ferromagnetisk materiale. Kaldt arbeid fører til at kornene blir mer ensartet (fibrøse), noe som resulterer i anisotropisk magnetisk permeabilitet (materialets evne til å utføre magnetiske felt): litt høyere permeabilitet langs deformasjonsretningen og litt lavere vinkelrett), men den totale magnetiske egenskapen (som metningsmagnetisk induksjonsintensitet) forblir sentralt urokket.
Dimensjonal og formstabilitet
Kaldt arbeid kan etterlate "indre belastninger" i materialet (for eksempel restspenning etter kald rulling). Etterfølgende endringer i omgivelsestemperatur eller eksterne krefter kan forårsake svake "springback" eller dimensjonale endringer (for eksempel en svak vinkling av en kald - bøyd del etter lagring), noe som påvirker dimensjonal nøyaktighet. Iii. Forholdet mellom graden av påvirkning og mengden deformasjon
Graden av påvirkning av kulde som arbeider på de fysiske egenskapene til Q195 er positivt korrelert med mengden av deformasjon (prosesseringshastighet):
Når deformasjonen er mindre enn 10%, er ytelsesendringene relativt gradvis, med en liten økning i styrke og en minimal reduksjon i duktilitet. Dette gjør det egnet for applikasjoner som krever høy duktilitet (for eksempel lysbøyning).
Når deformasjonen er mellom 10% og 50%, er arbeidsherding betydelig, med en rask økning i styrke og hardhet og en kraftig reduksjon i duktilitet. Dette gjør det egnet for deler som krever høy styrke (for eksempel kald - tegnet ståltråd og kald - rullet ark).
Når deformasjonen er større enn 50%, nærmer materialet seg en "kald sprø" tilstand og er utsatt for sprekker under prosessering. Mellomglødning er påkrevd for å eliminere arbeidsherding før videre behandling.
Sammendrag
Kjerneeffekten av kulde som arbeider på Q195 er arbeidsherderingseffekten av "økt styrke og redusert duktilitet", ledsaget av en liten forverring i fysiske egenskaper som elektrisk og termisk konduktivitet, samt dimensjonale stabilitetsproblemer forårsaket av indre belastninger. Disse endringene kan elimineres delvis ved påfølgende varmebehandling (for eksempel annealing) (gjenopprette plastisitet og redusere indre stress). I praktiske anvendelser er det derfor nødvendig å balansere den kalde arbeidsdeformasjonen og ytelseskravene i henhold til behov, og justere ytelsen i kombinasjon med varmebehandlingsprosess når det er nødvendig.