1. پرلیت چیست؟ چرا مورفولوژی آن در کویل های مواد خام سرد-نوردیده شده قابل توجه است؟
پرلیت یک ریزساختار متداول در{0}کویلهای نورد گرم (مواد خام سرد{{1}) است که معمولاً از لایههای متناوب فریت و سیمانیت (Fe3C) تشکیل شده است. قبل از نورد سرد، مورفولوژی پرلیت در کویل نورد گرم-(چه لایهای درشت، چه کروی ریز یا نواری) بسیار مهم است زیرا:
بر سختی تأثیر می گذارد: پرلیت لایه ای سختی بالایی دارد، بار را در هنگام نورد سرد افزایش می دهد و سایش رول را تسریع می کند.
بر انعطاف پذیری: پرلیت ناهمگن یا درشت می تواند باعث ترک خوردن لبه یا شکستگی نوار در هنگام نورد سرد شود.
بر راندمان بازپخت تأثیر میگذارد: مورفولوژی اصلی دشواری نورد سرد بعدی را تعیین میکند (بازپخت تبلور مجدد یا بازپخت کروی).
2. پرلیت لایهای چه خطراتی برای فرآیند نورد سرد ایجاد میکند؟
اگر یک کویل نورد گرم حاوی مقدار زیادی پرلیت لایهای درشت یا پرلیت نواری شدید (که به صورت نوارها در جهت نورد توزیع شده باشد)، مشکلات زیر رخ خواهد داد:
سخت شدن کار شدید: ساختار لایهای تا حد زیادی مانع حرکت نابجایی میشود، که منجر به افزایش شدید مقاومت در برابر تغییر شکل در طول نورد سرد میشود که به طور بالقوه نیاز به عبور نورد بیشتری دارد یا باعث میشود که نیروهای غلتش از حد مجاز فراتر رود.
ناهمسانگردی: به خصوص با پرلیت نواری، سیمپیچ سرد-تفاوت عملکردی قابل توجهی بین جهتهای عمود بر و موازی جهت غلتش نشان میدهد، که باعث میشود در حین کشیدن عمیق، مستعد گوشکردن باشد.
خطر ترک خوردن لبه: ناحیه پرلیت سخت و شکننده است، در حالی که ناحیه فریت نرم و سخت است. این ساختار متناوب سخت و نرم مستعد ایجاد ریزترک در سطح مشترک تحت تنش نورد سرد بالا است که در نهایت منجر به ترک لبه می شود.
3. از آنجایی که ساختار لایه ای نامطلوب است، مورفولوژی پرلیت ایده آل قبل از نورد سرد چیست؟
برای سیمپیچهای نورد سرد-که تحت پردازش بیشتر قرار میگیرند (مخصوصاً محصولاتی که به عملکرد خوب مهر زنی نیاز دارند)، مورفولوژی پرلیت ایدهآل پرلیت کاملاً کروی (سمنتیت کروی یا دانهای) است.
سختی کاهش یافته: با تبدیل سمنتیت از لایه ای به کروی، اثر برش آن بر روی ماتریس ضعیف می شود و به طور قابل توجهی مقاومت تسلیم و سختی ماده را کاهش می دهد و در عین حال انعطاف پذیری را افزایش می دهد.
تبلور مجدد را تسهیل می کند: ذرات کاربید کروی ریز و به طور یکنواخت به عنوان مکان های هسته در طول بازپخت عمل می کنند و باعث بهبود پالایش و همگن شدن دانه های تبلور مجدد می شوند و در نتیجه کریستال های هم محور غیر{0}}را ایجاد می کنند.
افزایش طول کشیدگی: ساختار کروی به طور قابل توجهی مقدار r-(نسبت کرنش پلاستیک) و n-ارزش (شاخص سخت شدن کار) ورق های نورد سرد{{2} را بهبود می بخشد، که برای مهر زنی بسیار مفید است.
4. آیا فرآیند نورد سرد می تواند مورفولوژی پرلیت را تغییر دهد؟ اگر چنین است، چگونه؟
مرحله تغییر شکل نورد سرد: نیروی نورد سرد بسیار زیاد، پرلیت لایهای اصلی را میشکند، میشکند و میپیچد. صفحات سمنتیت درشت به صورت ذرات ریز یا میله های کوتاه خرد می شوند و برای کروی شدن بعدی آماده می شوند. این فرآیند تخریب فیزیکی است.
مرحله بازپخت (بحرانی): در طول بازپخت بعدی زنگ-یا پیوسته، سمنتیت شکسته، که توسط انرژی سطحی هدایت میشود، بهطور خود به خود از شکلهای-پر انرژی{2}} زاویه دار و لایهای به اشکال کروی{3} کم انرژی از طریق اختلاف اتم کربن تبدیل میشود. این فرآیند آنیلینگ کروی نامیده می شود. بنابراین، نورد سرد + آنیل روش اصلی برای حذف پرلیت لایه ای نامطلوب و به دست آوردن یک ریزساختار کروی ایده آل است.
5. اگر مورفولوژی پرلیت در محصول نهایی به خوبی کنترل نشود (مانند ورقه های باقیمانده یا ذرات بزرگ)، چه تاثیری بر مصرف کننده خواهد داشت؟
ترکخوردگی: سمنتیت لایهای باقیمانده یا ذرات درشت بهعنوان «میکرو{0}}ترکها یا نقاط تمرکز تنش در ماده عمل میکنند. در هنگام مهر زنی و کشیدن، این نواحی به راحتی تبدیل به نقاط شروع ترک می شوند و باعث ترک خوردن قطعه و غیرقابل استفاده شدن آن در قالب می شوند.
عیوب سطحی: اگر ذرات سمنتیت بیش از حد بزرگ و نزدیک به سطح باشند، کوبیدن ممکن است باعث لایه برداری سطحی یا عیوب "پوست پرتقال" شود و ظاهر پوشش را تحت تاثیر قرار دهد.
کاهش عملکرد خستگی: برای قطعات ساختاری، کاربیدهای درشت به طور قابل توجهی عمر خستگی مواد را کاهش می دهند و منجر به شکست زودرس قطعه در حین استفاده می شود.