1. Jakie zasadnicze zmiany zachodzą w wytrzymałości zwojów ocynkowanych podczas obróbki w niskiej-temperaturze?
Niska temperatura ma-dwukrotny skumulowany wpływ na ogólną wytrzymałość zwojów ocynkowanych. Po pierwsze, osnowa stali podlega ogólnej zasadzie mięknienia-w niskiej temperaturze-wraz ze spadkiem temperatury wskaźniki wytrzymałości (granica plastyczności i wytrzymałość na rozciąganie) stali rosną, ale jej zdolność do odkształcenia plastycznego maleje, a kruchość wzrasta. Zjawisko to nazywa się kruchością-w niskiej temperaturze. Kiedy temperatura spada do pewnego zakresu, sposób pękania stali nagle zmienia się z pękania plastycznego na pękanie kruche; ten punkt temperatury nazywany jest temperaturą-kruchości. Po drugie, sama warstwa cynku jest niezwykle wrażliwa na niskie temperatury: cynk jest metalem-wrażliwym na temperaturę. W warunkach niskiej-temperatury jego struktura krystaliczna staje się bardziej stabilna, a siła wiązania międzyatomowego wzrasta, co znacznie zmniejsza plastyczność i zwiększa kruchość warstwy cynku. To sprawia, że jest bardziej podatny na łuszczenie się lub pękanie podczas zginania i obróbki. Innymi słowy, podczas obróbki-w niskiej temperaturze osnowa stali staje się „twarda i krucha”, a warstwa cynku staje się „krucha”. Poddane operacjom formowania, takim jak gięcie na zimno i tłoczenie, skumulowany efekt znacznie zwiększa ryzyko ogólnego pękania.
2. Czy mechanizmy kruchości-w niskiej temperaturze podłoża stalowego i warstwy ocynkowanej są takie same? Jaki rodzaj wzajemnego wpływu istnieje między nimi?
Mechanizmy są różne, ale mogą wzajemnie zaostrzać uszkodzenia podczas przetwarzania. Podstawowa przyczyna kruchości w niskiej-temperaturze podłoża stalowego (metal o strukturze sześciennej skupionej wokół ciała-) leży w zwiększonej odporności na ruchy dyslokacyjne w niskich temperaturach oraz zwiększonej intensywności interakcji między atomami zanieczyszczeń międzywęzłowych a dyslokacjami i granicami ziaren, co drastycznie osłabia zdolność materiału do adaptacji do odkształceń plastycznych. Kruchość-w niskiej temperaturze warstwy cynku (ściśle-upakowane struktury sześciokątne) wynika z tego, że jej struktura krystaliczna staje się sztywniejsza w niskich temperaturach, co w naturalny sposób zmniejsza jej plastyczność. Wzajemny wpływ między nimi podczas przetwarzania objawia się głównie w następujący sposób: Kiedy podłoże stalowe ulega odkształceniu zginającemu na zimno w niskich temperaturach, jego zewnętrzna powierzchnia jest poddawana dużym naprężeniom rozciągającym. Warstwa cynku ze względu na dużą kruchość i niewystarczającą ciągliwość nie może odkształcać się synchronicznie z podłożem, co może prowadzić do mikropęknięć lub nawet blokowego złuszczania się powłoki. Im większe odkształcenie podłoża stalowego, tym większe odkształcenie przenoszone przez warstwę cynku i tym wcześniejsza inicjacja pęknięć wynikających z kruchości w niskiej-temperaturze. I odwrotnie, gdy w powłoce pojawią się pęknięcia, skupią się tam naprężenia, co może jeszcze bardziej spowodować propagację kruchości podłoża stalowego, prowadząc do{{11}zniszczeń na całej grubości.
3. Pękanie ocynkowanych zwojów podczas-obróbki w niskiej temperaturze: czy jakość metalurgiczna samej blachy jest najważniejszym czynnikiem?
Bez wątpienia jakość wewnętrzna materiału podstawowego jest decydującym warunkiem udanej obróbki-w niskiej temperaturze. Nawet w temperaturze pokojowej wady metalurgiczne zwoju stali mogą łatwo doprowadzić do pękania podczas przetwarzania; w niskich temperaturach negatywny wpływ tych defektów zwiększa się wielokrotnie.
W szczególności przyczyny awarii różnią się w zależności od gatunku stali. Dane ze studium przypadku pokazują, że nawet w temperaturze pokojowej materiały podstawowe o niskiej-jakości mogą pękać z powodu defektów wewnętrznych podczas próby zginania na zimno w temperaturze 180 stopni. Analiza metalograficzna wskazuje na obecność licznych wtrąceń kompozytowych krzemianów, siarczków i topnika formy w miejscach pęknięć. Wtrącenia te mają niewystarczające wydłużenie lokalne, stając się punktami koncentracji naprężeń podczas zginania, co prowadzi do inicjacji pęknięć. Ponadto zbyt wysoki poziom wolnego cementytu jest również istotną przyczyną pęknięć zginających w stali Q195C, podczas gdy silna pasmowa struktura stali Q355B może prowadzić do rozwarstwienia podczas ścinania, a niepełne wyżarzanie mikrostruktury w stali Q420XG powoduje również niewystarczającą ogólną plastyczność materiału podstawowego. Oczywiste jest, że w warunkach niskiej-temperatury należy znacznie podnieść kryteria wyboru materiału,-drobne skutki zanieczyszczeń zostaną dramatycznie wzmocnione, a czystość i jednorodność podłoża zmienią się z „premii” na „podstawową wartość przeżycia”.
4. Jak znaczące są różnice w wytrzymałości- podczas przetwarzania w niskiej temperaturze pomiędzy cewkami ocynkowanymi o różnych klasach wytrzymałości i składzie?
Różnice są bardzo znaczące i wynikają przede wszystkim z projektu i rozwoju oryginalnej stali. Konwencjonalne podłoża ze zwykłej stali wykazują drastyczny spadek wytrzymałości w niskich temperaturach, często spadając poniżej dopuszczalnej dolnej granicy energii uderzenia przy -20 stopniach i wykazując duże prawdopodobieństwo kruchego pękania przy -40 stopniach. Z kolei specjalnie zaprojektowane blachy ocynkowane odporne na niskie{{6}temperatury charakteryzują się zupełnie innymi właściwościami: dzięki zastosowaniu kompozycji mikrostopów niobu o niskiej{{12}węglowej zawartości węgla i uzyskaniu jednolitej, drobnoziarnistej struktury w wyniku kontrolowanego walcowania i chłodzenia, przy wielkości ziarna sięgającej 11. stopnia, zachowują one niezawodną wytrzymałość nawet w ekstremalnie niskich temperaturach wynoszących -40 stopni. Ich energia uderzenia w -40 stopniach wynosi nie mniej niż 34J, a ich wydłużenie w kierunku Z wynosi nie mniej niż 35%. Odpowiednie do konstrukcji spawanych i regionów o wyjątkowo niskiej temperaturze, można je bezpiecznie stosować w zastosowaniach o wyjątkowo wysokich wymaganiach bezpieczeństwa, takich jak ramy konstrukcyjne autobusów. Badania wykazały również, że ostateczna nośność elementów ocynkowanych w niskich temperaturach może być nawet o około 8-9% większa niż w temperaturze pokojowej. Pokazuje to, że wytrzymałość podłoża w niskich temperaturach jest podstawowym czynnikiem decydującym o sukcesie lub porażce, a nie sama powłoka.
5. Jakie skuteczne środki można podjąć, aby zapobiec pękaniu podczas obróbki kręgów ocynkowanych w zimie?
Podczas obróbki zwojów ocynkowanych w niskich temperaturach zimą można podjąć następujące kluczowe środki zapobiegawcze:
Najpierw wybierz gatunki stali odpowiednie do warunków-niskich temperatur. Jeśli temperatura otoczenia jest niższa od -20 stopni, należy priorytetowo zastosować niskotemperaturowe-podłoża stalowe (takie jak Q355ND, które zostały poddane obróbce mikrostopowej), a nie zwykłe podłoża Q235 lub Q195.
Po drugie, kontroluj temperaturę przed przetwarzaniem. Jeśli to możliwe, wykonuj operacje formowania, takie jak ścinanie, wykrawanie i gięcie w pomieszczeniach zamkniętych lub w stosunkowo ciepłym środowisku, unikając bezpośredniego, znacznego odkształcenia ocynkowanej cewki na zimno poniżej -10 stopni. Jeśli obróbka musi odbywać się w środowisku o niskiej temperaturze, należy rozważyć umiarkowane podgrzanie blachy stalowej, ale uważać, aby nie przegrzać, aby uniknąć uszkodzenia warstwy ocynkowanej.
Po trzecie, kontroluj prędkość i wielkość deformacji. Gwałtowne, znaczne odkształcenie w niskich temperaturach najprawdopodobniej spowoduje pękanie. Dlatego zaleca się zmniejszenie kąta zgięcia na przejście i zastosowanie metody „formowania-wielokrotnego przejścia” zamiast „formowania-jednorazowego”; jednocześnie zmniejsz prędkość przetwarzania, aby zapewnić materiałowi wystarczająco dużo czasu na mikro-relaksację naprężeń i uniknąć kruchego pękania.