1. Jakie jest wydłużenie plastyczności zwojów-walcowanych na zimno? Jak to się ma do stemplowania?
Wydłużenie granicy plastyczności odnosi się do zjawiska, podczas którego podczas próby rozciągania-blacha stalowa walcowana na zimno w dalszym ciągu ulega odkształceniu plastycznemu po osiągnięciu przez naprężenie granicy plastyczności, bez znaczącego wzrostu siły zewnętrznej. Jest to przedstawiane jako „plateau plastyczności” na krzywej naprężenia-odkształcenia.
Zjawisko to ma bezpośredni wpływ na stemplowanie, ponieważ:
Jest to główna przyczyna nierównomiernego odkształcenia: wydłużenie granicy plastyczności odpowiada nierównomiernemu odkształceniu plastycznemu materiału. Kiedy rozpoczyna się tłoczenie, materiały o wydłużeniu plastyczności nagle odkształcają się w określonych obszarach, zamiast rozciągać się równomiernie na całej części.
Jest to bezpośrednią przyczyną defektów powierzchni: to nagłe, nierówne odkształcenie powoduje powstanie pasmowych wzorów na powierzchni wytłoczonej części, tj. pasm Lüdersa lub śladów naprężeń przy rozciąganiu, poważnie pogarszających jakość powierzchni części.
2. W jaki sposób wydłużenie plastyczności powoduje powstanie „rozstępów” na powierzchni wytłoczonej części?
Mechanizm mikroskopowy: w zwojach-walcowanych na zimno śródmiąższowe atomy węgla i azotu gromadzą się wokół dyslokacji, tworząc „chmury Coothill”, które mocno unieruchamiają dyslokacje. Podczas tłoczenia wymagane jest większe naprężenie, aby uwolnić przemieszczenia.
Nagłe ustępowanie: gdy naprężenie jest wystarczająco wysokie, duża liczba unieruchomionych przemieszczeń uwalnia się niemal jednocześnie, powodując nagłe odkształcenie plastyczne.
Objawy makroskopowe: To nagłe odkształcenie nie występuje równomiernie, ale raczej tworzy na powierzchni materiału pasmowe strefy poślizgu pod kątem do kierunku rozciągania, zwane pasmami Lüdersa. Te obszary z paskami mają inne właściwości optyczne niż obszary nieodkształcone i gołym okiem wyglądają jak wzory lub zmarszczki.
Wyniki: Części wytłoczone z tą wadą, szczególnie pokrycia zewnętrzne (takie jak drzwi i maski samochodu), muszą zostać zezłomowane lub obniżonej jakości, ponieważ wada pozostaje widoczna po malowaniu.
3. Czy oprócz rozstępów powierzchniowych wydłużenie plastyczności wpływa również na inne właściwości tłoczonych części?
Zmniejszona dokładność wymiarowa: Ze względu na nierównomierne odkształcenie sprężynowanie tłoczonych części jest trudne do przewidzenia i kontrolowania, co powoduje słabą stabilność wymiarową i wpływa na późniejszą dokładność spawania i montażu.
Ryzyko miejscowego przerzedzenia: Pasma Lüdersa są często obszarami skoncentrowanych odkształceń, co może prowadzić do nadmiernego pocienienia materiału w tych obszarach, stając się potencjalnym źródłem pęknięć tłoczących.
Nierówne właściwości mechaniczne: Obecność wydłużenia plastyczności oznacza, że materiał ulega nierównomiernemu odkształceniu na wczesnych etapach tłoczenia, co skutkuje różnym stopniem umocnienia przez zgniot w różnych częściach gotowej części, co ostatecznie prowadzi do różnic we właściwościach mechanicznych.
Zwiększone zużycie matrycy: Nierównomierne odkształcenie zwiększa miejscowe naprężenia na matrycy, przyspieszając zużycie matrycy i skracając jej żywotność.
4.Dlaczego niektóre kręgi-walcowane na zimno wykazują wydłużenie plastyczności, a inne nie? Jak można to kontrolować u źródła?
Wyrównywanie-po wyżarzaniu (hartowanie i odpuszczanie): jest to najbardziej bezpośrednia metoda kontroli. Zwoje walcowane na zimno-po wyżarzaniu muszą zostać poddane procesowi poziomowania. Stosując niewielką redukcję od 0,8% do 1,5%, dyslokacje są wstępnie-odpięte, eliminując plateau plastyczności. Jeśli wydłużenie poziomujące jest niewystarczające lub jeśli unikanie szwów spawalniczych powoduje miejscowe nierówności, obszary te zachowają wydłużenie plastyczności.
Kontrola składu (kontrola źródła): Atomy śródmiąższowe (C, N) w stali są podstawową przyczyną powstawania atmosfery Cotillarda. Dodając pierwiastki mikrostopowe, takie jak tytan i niob, które łączą się z C i N, tworząc stabilne węglikoazotki, można zmniejszyć liczbę atomów w roztworze stałym, zasadniczo obniżając tendencję do wydłużenia plastyczności. Dzięki tej zasadzie stal ultra-niskowęglowa (stal IF) jest wolna od starzenia-.
Koordynacja procesu wyżarzania: Sterowanie szybkością chłodzenia po wyżarzaniu wpływa również na zachowanie wytrącania węglika, wpływając w ten sposób na wydłużenie plastyczności.
5.Co powinieneś zrobić, jeśli podczas tłoczenia zetkniesz się z kręgami-walcowanymi na zimno z wydłużeniem plastyczności?
Szybkie wykrywanie i potwierdzanie: w razie wątpliwości należy pobrać próbki z obu końców zwoju stali do próby rozciągania i obserwować krzywą naprężenia-odkształcenia pod kątem zauważalnego plateau plastyczności. Jest to najbardziej bezpośrednia metoda oceny.
Dostosowanie procesu (środki tymczasowe):
Obróbka-przed odkształceniem: przed formalnym tłoczeniem należy poddać blachę niewielkiemu odkształceniu przy rozciąganiu lub zginaniu (np. przepuścić ją przez prostownicę), aby uzyskać podobny efekt spłaszczenia i wyeliminować plateau plastyczności.
Regulacja szybkości tłoczenia: W rzadkich przypadkach zmiana prędkości stemplowania lub siły trzymania półfabrykatu może zmniejszyć widoczność pasm Lüdersa, ale zazwyczaj trudno jest je całkowicie wyeliminować.
Śledzenie lokalizacji surowca: Wady wydłużenia plastyczności często koncentrują się na czubku i końcu zwoju stali (w promieniu około 20–50 metrów), ponieważ współczynnik wydłużenia spłaszczającego może nie spełniać standardów podczas poziomowania stalowni, aby uniknąć szwów spawalniczych. Spróbuj usunąć więcej materiału z głowy i ogona i użyć środkowej części do wytworzenia kluczowych części.
Współpraca z dostawcami:
Zachowaj certyfikaty zapewnienia jakości i próbki problematycznej partii oraz zgłoś zastrzeżenia jakościowe u dostawcy.
Przekaż informację zwrotną na temat konkretnej lokalizacji wady (np. który arkusz znajduje się na początku zwoju), aby pomóc hucie prześledzić zapisy procesu prostowania i znaleźć pierwotną przyczynę problemu.