1. چه تغییرات اساسی در چقرمگی سیمپیچهای گالوانیزه در هنگام پردازش در دمای پایین{1}} رخ میدهد؟
دمای پایین اثر تجمعی دو برابری بر چقرمگی کلی سیم پیچ های گالوانیزه دارد. اولاً، ماتریس فولاد از یک-اصل نرم شدن دمای پایین- پیروی می کند، با کاهش دما، شاخص های مقاومت (مقاومت تسلیم و استحکام کششی) فولاد افزایش می یابد، اما ظرفیت تغییر شکل پلاستیک آن کاهش می یابد و شکنندگی آن افزایش می یابد. این پدیده شکنندگی-درجه حرارت پایین نامیده میشود. هنگامی که دما به یک محدوده خاص کاهش می یابد، حالت شکست فولاد به طور ناگهانی از شکست انعطاف پذیر به شکست شکننده تغییر می کند. این نقطه دما را دمای انتقالی شکل پذیر{7}}می نامند. ثانیاً، خود لایه گالوانیزه به دماهای پایین بسیار حساس است: روی یک فلز حساس به دما-است. در شرایط دمای پایین{11}، ساختار کریستالی آن پایدارتر میشود و نیروی پیوند بین اتمی افزایش مییابد که به طور قابل توجهی شکلپذیری را کاهش میدهد و شکنندگی لایه روی را افزایش میدهد. این باعث می شود که در حین خم شدن و پردازش بیشتر مستعد پوسته شدن یا ترک خوردن شود. به عبارت دیگر، در هنگام پردازش در دمای پایین، زمینه فولاد "سخت و شکننده" می شود و لایه روی "شکننده" می شود. هنگامی که تحت عملیات شکل دهی مانند خمش سرد و مهر زنی قرار می گیرد، اثر تجمعی به طور قابل توجهی خطر ترک خوردگی کلی را افزایش می دهد.
2. آیا مکانیسمهای شکنندگی در دمای پایین زیرلایه فولادی و لایه گالوانیزه یکسان هستند؟ چه نوع نفوذ متقابلی بین آنها وجود دارد؟
مکانیسم ها متفاوت است، اما آنها می توانند آسیب یکدیگر را در طول پردازش تشدید کنند. علت اصلی-تردی دمای پایین در زیرلایه فولادی (بدنه-فلز ساختار مکعبی در مرکز) در افزایش مقاومت در برابر حرکت نابجایی در دماهای پایین، و افزایش شدت برهمکنش بین اتمهای ناخالصی بینابینی و نابجاییها و مرزهای دانه است که به شدت سازگاری با تغییر شکل مواد را تضعیف میکند. شکنندگی لایه روی در دمای پایین (ساختار شش ضلعی نزدیک{{5}) ناشی از این است که ساختار کریستالی آن در دماهای پایین سفت تر می شود و به طور طبیعی شکل پذیری آن را کاهش می دهد. تأثیر متقابل بین این دو در طول پردازش عمدتاً به روشهای زیر آشکار میشود: هنگامی که بستر فولادی در دماهای پایین دچار تغییر شکل خمشی سرد میشود، سطح بیرونی آن یک کرنش کششی بزرگ را تحمل میکند. لایه روی به دلیل شکنندگی زیاد و شکلپذیری ناکافی، نمیتواند به طور همزمان با زیرلایه تغییر شکل دهد که منجر به ایجاد ریزترکها یا حتی لایهبرداری بلوکی پوشش میشود. هر چه تغییر شکل زیرلایه فولادی بیشتر باشد، کرنشی که لایه روی تحمل می کند شدیدتر می شود و ترک های شکنندگی در دمای پایین زودتر شروع می شوند. برعکس، هنگامی که پوشش ترک ایجاد میکند، تنش در آنجا متمرکز میشود، که ممکن است باعث انتشار شکننده زیرلایه فولادی شود و منجر به شکست{11} ضخامت شود.
3. ترک خوردگی سیم پیچ های گالوانیزه در هنگام پردازش در دمای پایین{1}: آیا کیفیت متالورژیکی خود ورق فلز مهم ترین عامل کمک کننده است؟
بدون شک، کیفیت داخلی مواد پایه، پیش نیاز تعیین کننده برای پردازش موفق در دمای پایین-است. حتی در دمای اتاق، عیوب متالورژیکی در سیم پیچ فولادی می تواند به راحتی منجر به ترک خوردن در طول پردازش شود. در دماهای پایین تاثیر منفی این عیوب چندین برابر می شود.
به طور خاص، علل شکست بسته به درجه فولاد متفاوت است. دادههای مطالعه موردی نشان میدهد که حتی در دمای اتاق، مواد پایه بیکیفیت-ممکن است در طول آزمایش خمش سرد 180 درجه، به دلیل نقص داخلی ترک بخورند. تجزیه و تحلیل متالوگرافی نشان دهنده وجود ترکیبات کامپوزیتی متعدد از سیلیکات ها، سولفیدها و شار قالب در محل های ترک است. این آخال ها دارای کشیدگی موضعی کافی نیستند، در حین خمش به نقاط تمرکز تنش تبدیل می شوند که منجر به شروع ترک می شود. علاوه بر این، سطوح بیش از حد بالای سمنتیت آزاد نیز یکی از دلایل مهم ترک های خمشی در فولاد Q195C است، در حالی که ساختار نواری شدید فولاد Q355B می تواند منجر به لایه برداری در طول برش شود، و بازپخت ناقص ریزساختار در فولاد Q420XG همچنین منجر به پلاستیک ناکافی کلی پایه می شود. واضح است که در شرایط دمای پایین{10}}معیارهای انتخاب مواد باید به میزان قابل توجهی افزایش یابد{11}اثرات جزئی ناخالصی ها به طور چشمگیری تقویت می شود و تمیزی و یکنواختی بستر از یک "پاداش" به "خط پایه بقا" تغییر می کند.
4. تفاوت در چقرمگی پردازش در دمای پایین بین سیم پیچ های گالوانیزه با درجه های مقاومت و ترکیبات مختلف چقدر قابل توجه است؟
تفاوت ها بسیار قابل توجه است، که در درجه اول از طراحی و توسعه فولاد اصلی ناشی می شود. زیرلایههای فولادی معمولی کاهش شدید چقرمگی را در دماهای پایین نشان میدهند، که اغلب به زیر حد قابل قبول پایین انرژی ضربه در -20 درجه میرسند و احتمال شکستگی شکننده بالایی را در -40 درجه نشان میدهند. در مقابل، ورقهای گالوانیزه مقاوم در برابر دمای پایین{6}طراحیشده، عملکرد کاملاً متفاوتی را نشان میدهند: با استفاده از-طراحی ترکیب میکروآلیاژی نیوبیم کربن کم، و دستیابی به ساختاری یکنواخت و دانهریز-از طریق نورد و خنککردن کنترلشده، با اندازه دانهای که در شرایط سرد تا درجه 19 قابل اطمینان میرسد، حتی در شرایط سرد تا 14 درجه قابل اطمینان {10} را حفظ میکنند. . انرژی ضربه آنها در -40 درجه کمتر از 34J نیست و ازدیاد طول جهت Z آنها کمتر از 35٪ نیست. مناسب برای سازه های جوش داده شده و مناطق بسیار سرد، آنها را می توان با خیال راحت در کاربردهایی با الزامات ایمنی بسیار بالا، مانند قاب های سازه اتوبوس، استفاده کرد. مطالعات همچنین نشان داده اند که ظرفیت باربری نهایی قطعات گالوانیزه در دماهای پایین حتی ممکن است حدود 8-9٪ بیشتر از دمای اتاق باشد. این نشان می دهد که طراحی چقرمگی زیرلایه در دمای پایین عامل اساسی تعیین کننده موفقیت یا شکست است، نه خود پوشش.
5. چه اقدامات موثری می توان برای جلوگیری از ترک خوردگی در هنگام پردازش کویل گالوانیزه در زمستان انجام داد؟
هنگام پردازش کویل های گالوانیزه در دماهای پایین در زمستان، اقدامات پیشگیرانه کلیدی زیر را می توان انجام داد:
ابتدا، گریدهای فولادی مناسب برای شرایط دمای پایین-را انتخاب کنید. اگر دمای محیط زیر -20 درجه باشد، اولویت باید به استفاده از بسترهای فولادی تخصصی با دمای پایین (مانند Q355ND که تحت عملیات میکروآلیاژی قرار گرفته است) به جای بسترهای معمولی Q235 یا Q195 داده شود.
دوم، مدیریت دما قبل از پردازش. عملیات شکل دهی مانند برش، پانچ و خمش را در داخل یا در محیط نسبتاً گرم تا حد امکان انجام دهید، از تغییر شکل مستقیم و سرد قابل توجه سیم پیچ گالوانیزه زیر -10 درجه اجتناب کنید. اگر پردازش باید در محیطی با دمای پایین انجام شود، پیش گرمایش متوسط صفحه فولادی را در نظر بگیرید، اما مراقب باشید که بیش از حد گرم نشود تا به لایه گالوانیزه آسیبی نرسد.
سوم، سرعت و مقدار تغییر شکل را کنترل کنید. تغییر شکل سریع و قابل توجه در دماهای پایین به احتمال زیاد باعث ایجاد ترک می شود. بنابراین، توصیه می شود زاویه خمش در هر گذر را کاهش دهید و از روش "شکل دهی تدریجی چند گذری" به جای "یک-زمان شکل گیری" استفاده کنید. در عین حال، سرعت پردازش را کاهش دهید تا به مواد زمان کافی برای رهایی از استرس میکرو- داده شود و از شکستگی شکننده جلوگیری شود.