1.Hvad er det grundlæggende princip bag, hvordan kulstofindholdet påvirker hårdheden af koldt-valsede bredbånd?
Forstærkning af fast opløsning: Carbonatomer eksisterer som interstitielle faste opløsninger i ferritgitteret. Fordi kulstofatomer er meget mindre end jernatomer, forvrænger de jerngitteret, hvilket skaber lokaliserede spændingsfelter og hindrer dislokationsbevægelser. Denne gitterforvrængning øger materialets modstandsdygtighed over for plastisk deformation, hvilket resulterer i forbedret hårdhed og styrke.
Fasetransformationsstyrkelse og mikrostrukturbestemmelse: Kulstofindhold bestemmer stålets mikrostruktur:
Ultra-lavt kulstofstål (C ≤ 0,01%): Mikrostrukturen er næsten 100 % ferrit. Ferrit i sig selv er relativt blødt og har ekstremt lav hårdhed.
Lavt kulstofstål (C 0,02%~0,15%): Ferrit + en lille mængde perlit. Pearlit er en lagdelt blanding af ferrit og cementit (Fe₃C, en ekstrem hård forbindelse), og dens hårdhed er meget højere end ferrits.
Mellem kulstofstål (C 0,25%~0,60%): Andelen af perlit øges betydeligt, hvilket resulterer i moderat hårdhed.
Højkulstofstål (C > 0,60%): Mere cementit forekommer i mikrostrukturen, og der dannes endda netværks- eller granulære karbider, hvilket resulterer i en betydelig stigning i hårdhed.
2.Hvad er det kvantitative forhold mellem kulstofindhold og hårdheden af koldt-valsede bredbånd?
Hårdhedskonvertering: Tager udglødede koldvalsede-spoler som et eksempel:
Lavt-kulstofstål (f.eks. SPCC, C ≤ 0,12%): Hårdhed ca. HRB 50-70
Medium-kulstofstål (f.eks. 45#, C 0,42%~0,50%): Udglødet hårdhed ca. HRB 80-90
Høj-kulstofstål (f.eks. 65Mn, C 0,62%~0,70%): Udglødet hårdhed kan nå HRB 90-100 eller højere
Yderligere kold-valsningshærdning: For kold-valsede ruller, endelig hårdhed=(matrixhårdhed bestemt af kulstofindhold) + (arbejdshærdning bidraget af koldvalsningsreduktionshastighed). Ved den samme reduktionshastighed for koldvalsning, for hver 0,1 % stigning i kulstofindhold, kan hårdheden (HV) stige med 20-40 point.
Nonlinear Characteristics: In the high-carbon range (>0,8 %C), har hældningen af hårdhedsstigningen en tendens til at blive flad på grund af tilstedeværelsen af netværkscementit i mikrostrukturen og kan endda føre til øget skørhed snarere end en lineær stigning i hårdheden.
3.Hvad er forskellene i arbejdshærdningshastigheder?
Lavt-kulstofstål: Har relativt lav hærdeevne. Hårdheden øges efter koldvalsning, men hærdningshastigheden er langsom, hvilket giver mulighed for høje reduktionshastigheder uden let at revne.
Høj-kulstofstål: Har ekstremt høj hærdningshastighed. På grund af den store mængde perlit og karbider, der allerede er til stede i den indledende mikrostruktur, er dislokationsbevægelser mere alvorligt hæmmet under koldvalsning, hvilket resulterer i en kraftig stigning i hårdhed med stigende reduktionshastighed, og det er mere sandsynligt, at den når mætning.
4.Hvad er forskellene i hårdhed afhængigt af leveringsbetingelserne?
Udglødet tilstand: Blødgjort for at lette efterfølgende bearbejdning og formning.
1/4 hård, 1/2 hård: Mellemhårdhed opnået ved at kontrollere koldvalsningsreduktionshastigheden.
Fuld hård tilstand: Hårdheden når den maksimale værdi for dette kulstofindhold efter koldvalsning med en stor reduktionshastighed.
5.Hvordan vælger man kulstofindhold og -proces baseret på hårdhedskrav i produktion eller anvendelse?
Kompositionsdesign:
Til applikationer, der kræver ekstrem høj hårdhed (f.eks. fjederstålstrimler, skæreklinger): høj-kulstofstål (f.eks. 65Mn, C75S, SK5) skal vælges, da arbejdshærdning alene ikke kan hæve hårdheden af lav-kulstofstål til det krævede niveau.
Til applikationer, der kræver fremragende formbarhed (f.eks. dybt-trukne dele): skal der anvendes ultra-lavt-kulstofstål eller lavt-kulstofstål, da udglødning ikke kan eliminere plasticitetstabet forårsaget af højt kulstofindhold.
Proceskompensation:
Udglødningsjustering: Ved kontinuerlig udglødning eller klokke--type udglødningsprocesser, hvis et højt kulstofindhold i en bestemt varme detekteres, hvilket resulterer i høj hårdhed, kan udglødningstemperaturen øges passende eller holdetiden forlænges for at reducere hårdheden gennem omkrystallisation og sfæroidisering.
Temperaturbehandling: For medium- og høj-kulstofstål bruges nogle gange "kritisk udglødning" eller "isotermisk udglødning" for at opnå en specifik mikrostruktur (f.eks. sorbit) for at balancere hårdhed og sejhed.
Kvalitetskriterier:
Hårdheden af koldt-ruller kan ikke blot udledes af kulstofindholdet. Ved samme kulstofindhold kan den endelige hårdhed variere betydeligt på grund af forskelle i koldvalsningsreduktion og udglødningsprocesser.
Ved valg af materialer skal brugerne være opmærksomme på både kvaliteten (tilsvarende kulstofindholdsinterval) og leveringsbetingelserne (glødet, 1/4 hårdt, 1/2 hårdt, fuldt hårdt osv.).