1. Hvad er grundårsagen?
Stål har en krop-centreret kubisk krystalstruktur. I denne struktur falder dislokationers evne til at bevæge sig mellem atomer betydeligt, når temperaturen falder.
Når temperaturen falder under en vis kritisk værdi (kaldet den duktile-skøre overgangstemperatur), går materialet fra duktilt brud (ledsaget af betydelig plastisk deformation) til skørt brud (pludselig brud med næsten ingen plastisk deformation).
2.Hvad er de forværrende virkninger af koldvalsningsprocessen?
Arbejdshærdning: Koldvalsning er en plastisk deformationsproces ved stuetemperatur, som fører til kornforvrængning og øget dislokationstæthed, hvorved materialets styrke og hårdhed forbedres, men plasticiteten og sejheden reduceres. Denne iboende tilstand med lav plasticitet forværres yderligere ved lave temperaturer.
Indre spændinger: Koldvalseprocessen efterlader betydelig indre spænding i materialet, hvilket kan fremme revneinitiering og udbredelse ved lave temperaturer.
3. Hvad er de vigtigste faktorer, der påvirker?
Kemisk sammensætning:
Kulstofindhold: Højere kulstofindhold fører generelt til en højere duktil-skør overgangstemperatur og mere udtalt lav-temperaturskørhed.
Urenhedselementer: Urenhedselementer såsom fosfor, svovl og nitrogen øger stålets koldskørhedstendens betydeligt.
Legeringselementer: Tilføjelse af elementer som nikkel og mangan kan forfine kornstørrelsen, sænke den duktile-skøre overgangstemperatur og forbedre lav-temperatursejhed.
Mikrostruktur:
Kornstørrelse: Fine korn kan forbedre sejheden og sænke den duktile-skøre overgangstemperatur. Omkrystallisationsudglødning efter koldvalsning kan yderligere forbedre sejheden.
Mikrostrukturtype: Ferritisk stål udviser mere udtalt lav-temperaturskørhed, mens austenitiske rustfrie stål (såsom 304) på grund af deres ansigts-centrerede kubiske struktur typisk opretholder god sejhed ved lave temperaturer.
Servicetemperatur: Jo lavere temperaturen er, jo mere alvorlig er faldet i sejhed. Forskellige stålkvaliteter har deres specifikke minimumsdriftstemperaturer.
4.Hvad er nogle modforanstaltninger i tekniske applikationer?
Materialevalg: I miljøer med lav-temperatur (såsom udendørs strukturer i kolde områder, kryogene trykbeholdere og transportudstyr) skal kryogenisk stål vælges.
For eksempel er Q345D/E (svarende til den gamle kvalitet 16MnDR) et lav-legeret høj-stål. "D" og "E" i karakterbetegnelsen repræsenterer kravene til slagstyrke ved henholdsvis -20 grader og -40 grader.
Til kryogene miljøer (såsom udstyr til flydende naturgas) kræves austenitisk rustfrit stål eller nikkellegeringer.
Varmebehandling: Udglødning af koldt-valset stål kan eliminere arbejdshærdning og genoprette plasticitet og sejhed.
Design og fremstilling: Undgå skarpe hak og spændingskoncentrationer, kontroller strengt svejseprocesser (for at forhindre varme-påvirket zoneskørhed), og udfør slagtest ved lav-temperatur for at sikre sikkerheden.
5.Hvor hård er en kold-rullet spole i omgivelser med lav-temperatur?
På grund af dets forarbejdningsegenskaber har kold-ruller i sagens natur lavere sejhed end varmvalsede- eller udglødede bredbånd. Dette fald i sejhed (øget skørhed) er endnu mere udtalt ved lave temperaturer. Når du bruger koldt-valset stål under lave-temperaturforhold, bør materialevalg derfor ikke udelukkende baseres på dets rum-temperatur. Dens duktile-skøre overgangstemperatur skal tages i betragtning, og materialer, der opfylder de tilsvarende lav-temperatursejhedsstandarder, skal vælges. Varmebehandling kan være nødvendig for at forbedre ydeevnen. I praktiske applikationer bør kravene til lav-temperaturpåvirkningsenergi for materialer i relevante industristandarder og specifikationer (såsom GB/T 150 "Trykbeholdere", EN 10028 osv.) følges nøje.