1.Čo je perlit? Prečo stojí za povšimnutie jeho morfológia vo zvitkoch surovín valcovaných za studena{{1}?
Perlit je bežnou mikroštruktúrou vo zvitkoch valcovaných za tepla- (za studena-valcované suroviny), ktoré sú zvyčajne zložené zo striedajúcich sa vrstiev feritu a cementitu (Fe₃C). Pred valcovaním za studena je rozhodujúca morfológia perlitu vo zvitku valcovanom za tepla- (či už je hrubý lamelárny, jemne sféroidizovaný alebo pásikový), pretože:
Ovplyvňuje tvrdosť: Lamelový perlit má vysokú tvrdosť, zvyšuje zaťaženie pri valcovaní za studena a urýchľuje opotrebovanie valcov.
Ovplyvňuje plasticitu: Nehomogénny alebo hrubý perlit môže spôsobiť praskanie hrán alebo lámanie pásu počas valcovania za studena.
Ovplyvňuje účinnosť žíhania: Pôvodná morfológia určuje náročnosť následného žíhania valcovaním za studena (rekryštalizačné žíhanie alebo sféroidizačné žíhanie).
2.Aké špecifické riziká predstavuje lamelárny perlit pre proces valcovania za studena?
Ak zvitok valcovaný za tepla- obsahuje veľké množstvo hrubého lamelárneho perlitu alebo silného pásikavého perlitu (rozmiestneného v pásoch pozdĺž smeru valcovania), vyskytnú sa nasledujúce problémy:
Silné vytvrdzovanie: Lamelová štruktúra značne bráni pohybu dislokácie, čo vedie k prudkému zvýšeniu deformačného odporu počas valcovania za studena, čo si potenciálne vyžaduje viac valcovacích prechodov alebo spôsobuje, že valcovacie sily prekračujú limity.
Anizotropia: Najmä v prípade pásikavého perlitu, cievka valcovaná za studena- vykazuje výrazné rozdiely vo výkone medzi smermi kolmými a rovnobežnými so smerom valcovania, čo spôsobuje, že pri hlbokom ťahaní dochádza k vzniku klasov.
Riziko praskania hrán: Oblasť perlitu je tvrdá a krehká, zatiaľ čo oblasť feritu je mäkká a húževnatá. Táto striedajúca sa tvrdá a mäkká štruktúra je náchylná na mikrotrhlinky na rozhraní pri vysokom napätí pri valcovaní za studena, čo v konečnom dôsledku vedie k praskaniu hrán.
3. Keďže lamelárna štruktúra je nežiaduca, aká je ideálna morfológia perlitu pred valcovaním za studena?
Pre za studena-valcované zvitky, ktoré sa podrobujú ďalšiemu spracovaniu (najmä výrobky vyžadujúce dobrý výkon pri razení), je ideálna morfológia perlitu dokonale guľovitý perlit (guľovitý alebo granulovaný cementit).
Znížená tvrdosť: Ako sa cementit premieňa z lamelárneho na sférický, jeho rezný účinok na matricu sa oslabuje, čím sa výrazne znižuje medza klzu a tvrdosť materiálu a zároveň sa zvyšuje plasticita.
Uľahčuje rekryštalizáciu: Jemné a rovnomerne rozdelené sférické karbidové častice pôsobia počas žíhania ako nukleačné miesta, čím podporujú zjemnenie a homogenizáciu rekryštalizovaných zŕn, výsledkom čoho sú neorientované rovnoosé kryštály.
Zvýšené predĺženie: Sféroidizovaná štruktúra výrazne zlepšuje r-hodnotu (pomer plastickej deformácie) a n{1}}hodnotu (index deformačného spevnenia) za studena -valcovaných plechov, čo je veľmi výhodné pri razení.
4.Môže samotný proces valcovania za studena zmeniť morfológiu perlitu? Ak áno, ako?
Fáza deformácie valcovaním za studena: Obrovská sila valcovania za studena láme, láme a krúti pôvodný lamelárny perlit. Hrubé cementitové platne sa drvia na jemné častice alebo krátke tyčinky, čím sa pripravujú na následnú sféroidizáciu. Tento proces je fyzická likvidácia.
Fáza žíhania (kritická): Počas následného zvonového -typu alebo kontinuálneho žíhania sa zlomený cementit poháňaný medzipovrchovou energiou spontánne transformuje z vysoko-energeticky ostrých-uhlových lamelových tvarov na nízkoenergetické sférické tvary prostredníctvom difúzie atómov uhlíka. Tento proces sa nazýva sféroidné žíhanie. Preto je valcovanie za studena + žíhanie základnou metódou na elimináciu nežiaduceho lamelárneho perlitu a získanie ideálnej sféroidizovanej mikroštruktúry.
5. Ak morfológia perlitu v konečnom produkte nie je dobre kontrolovaná (ako sú zvyškové vločky alebo veľké častice), aký to bude mať vplyv na používateľa?
Prasknutie razením: Zvyškový lamelárny cementit alebo hrubé častice pôsobia ako „mikro-trhliny“ alebo body koncentrácie napätia v materiáli. Počas lisovania a ťahania sa tieto oblasti ľahko stanú bodmi iniciácie prasklín, čo spôsobí prasknutie dielu a stane sa nepoužiteľným vo forme.
Povrchové defekty: Ak sú častice cementitu príliš veľké a blízko povrchu, razenie môže spôsobiť odlupovanie povrchu alebo defekty „pomarančovej kôry“, ktoré ovplyvňujú vzhľad náteru.
Znížený únavový výkon: V prípade konštrukčných dielov hrubé karbidy výrazne znižujú únavovú životnosť materiálu, čo vedie k predčasnému zlyhaniu dielu počas používania.