1.Čo je to otužovanie? Prečo musí byť tento jav eliminovaný po valcovaní zvitkov za studena?
Pracovné spevnenie sa týka javu, keď kov podlieha plastickej deformácii (ako je valcovanie za studena) pod teplotou rekryštalizácie, čo vedie k výraznému zvýšeniu pevnosti a tvrdosti, zatiaľ čo jeho plasticita a húževnatosť sa výrazne znižujú.
Príčiny: Počas valcovania za studena vytvára veľké množstvo mechanickej energie dislokácie v zrnách. Tieto dislokácie sa zamotajú a hromadia, čím sa vytvorí „dislokačný les“. Čím vyššia je hustota dislokácie, tým väčšia je odolnosť kovu voči ďalšej deformácii, prejavujúcej sa ako tvrdnutie a krehkosť.
Nevyhnutnosť eliminácie: Za studena-valcované zvitky v pracovnom-vytvrdenom stave nemožno priamo použiť na lisovanie zložitých dielov (ako sú panely karosérií automobilov a kryty zariadení). Nútené razenie okamžite spôsobí praskanie. Preto je potrebné následné spracovanie na odstránenie tohto vytvrdnutého stavu a obnovenie plasticity materiálu.
2. Aká je hlavná metóda na elimináciu mechanického spevnenia vo zvitkoch valcovaných za studena{{1}?
Hlavnou metódou na elimináciu mechanického spevnenia je rekryštalizačné žíhanie.
Ide o proces tepelného spracovania, pri ktorom sa zvitok valcovaný za studena -zahreje na špecifickú teplotu (zvyčajne vyššiu, ako je teplota rekryštalizácie kovu, zvyčajne okolo 650 stupňov ~ 720 stupňov pre nízkouhlíkovú oceľ), určitý čas sa udržiava pri tejto teplote a potom sa pomaly alebo rýchlo ochladí.
Princíp: Zahrievanie poskytuje energiu, čo spôsobuje, že neusporiadané zrná s vysokou{0}}dislokáciou{1}}hustotou rekryštalizujú a prostredníctvom atómovej difúzie vyrastú nové rovnoosé zrná bez deformácií-.
Výsledok: Novovytvorené zrná majú extrémne nízku hustotu dislokácií, čo vedie k výraznému zníženiu tvrdosti materiálu, podstatnému zvýšeniu predĺženia a úplnému vylúčeniu deformácie.
3.Ako presne rekryštalizačné žíhanie eliminuje kalenie? Aké zmeny nastávajú v mikroštruktúre?
Fáza obnovy (nízka teplota): Atómy získajú malé množstvo energie a podstúpia difúziu na krátke{0}}dosahy, čím sa čiastočne uvoľní vnútorné napätie. Morfológia predĺženého zrna však zostáva do značnej miery nezmenená a pokles tvrdosti nie je významný.
Fáza rekryštalizácie (nad kritickou teplotou): Nové, jemné rovnoosé zárodky sa tvoria na najviac zdeformovaných miestach (ako sú hranice zŕn a klzné pásy). Tieto jadrá nepretržite pohlcujú okolité deformované staré zrná a rastú, kým úplne nenahradia zdeformovanú štruktúru. Tento krok je rozhodujúci pre elimináciu tvrdnutia.
Fáza rastu zrna: Ak teplota naďalej stúpa alebo sa udržiava na vyššej úrovni, zrná sa spoja a rastú. Zatiaľ čo plasticita sa môže ďalej zvyšovať, pevnosť sa nadmerne znižuje, čo si vyžaduje presnú kontrolu.
4.Ako by sa mala kontrolovať teplota ohrevu a doba zdržania, keď sa eliminuje vytvrdzovanie? Prečo sa nemôže prehriať?
Teplota rekryštalizácie: Teplota ohrevu musí byť vyššia ako teplota rekryštalizácie materiálu (zvyčajne 0,4-násobok absolútnej teploty topenia kovu). Príliš nízka teplota zabráni rekryštalizácii; príliš vysoká teplota alebo príliš dlhý čas ohrevu povedie k zhrubnutiu zrna.
Kritický stupeň deformácie: Ak je redukcia valcovaním za studena presne na kritickom stupni deformácie (zvyčajne veľmi malá, ako napr.<10%), a very small number of grains will grow abnormally during annealing, leading to mixed grains and deteriorating performance.
Škodlivé účinky prehriatia (prehriatie/zhrubnutie):
Znížené mechanické vlastnosti: Pri hrubších zrnách sa medza klzu materiálu výrazne zníži podľa Hall-Petchovho vzorca a dokonca sa môžu objaviť chyby „pomarančovej kôry“.
Poškodená kvalita povrchu: Hrubé zrná spôsobia pri následnom razení drsný povrch pripomínajúci pomarančovú kôru, čo ovplyvní vzhľad náteru.
5. Aké sú rozdiely v skutočnej výrobe v procese eliminácie mechanického spevnenia pri zvitkoch valcovaných za studena- na rôzne použitie?
Úplné{0}}tvrdé/kalené a temperované valcovanie (ne-rekryštalizácia): Pri produktoch, ktoré nevyžadujú hlboké ťahanie, ale len určitý stupeň rovinnosti (ako sú niektoré hardvérové substráty), sa za studena{2}}vytvrdený stav zachová, alebo sa žíhanie vykonáva len pri nízkej{3}}teple a vysoká tvrdosť sa využíva na úplné prekryštalizovanie (uvoľnenie napätia).
Mäkké plechy na hlboké ťahanie (úplná rekryštalizácia): Pre výrobky vyžadujúce zložité tvarovanie, ako sú panely automobilových dverí a palivové nádrže, je potrebné úplné rekryštalizačné žíhanie.
Žíhanie vrecového-typu (BAF): Tradičná metóda, dávkové spracovanie, dlhý čas žíhania, hrubšie zrná, vysoká r-hodnota (pomer plastickej deformácie), dobrý výkon pri hlbokom ťahaní.
Kontinuálne žíhanie (CAL/CAPL): Moderná a efektívna metóda, krátky čas žíhania (niekoľko minút), jemnejšie zrná, dobrá rovnomernosť pevnosti, vysoká efektivita výroby.
Špeciálne kontroly: Niektoré plechy pre automobilový priemysel vyššej{0}}triedy sú po žíhaní tiež podrobené starnutiu, aby sa kontrolovalo zrážanie karbidu a zabránilo sa predĺženiu medze klzu (vedúcemu k lisovaniu sklzových čiar) počas následného skladovania, čím sa zaisťuje dokonalý povrch.