Profitoj povas esti akiritaj per kompreno pri unu tavolo de la grenstrukturo, kiu kontrolas la mekanikan konduton de neoksidebla ŝtalo. Getty Images
La elekto de neoksidebla ŝtalo kaj aluminio-alojoj ĝenerale centras ĉirkaŭ forto, muldebleco, plilongiĝo kaj malmoleco. Ĉi tiuj ecoj indikas kiel la konstrubriketoj de la metalo respondas al aplikataj ŝarĝoj. Ili estas efika indikilo pri administrado de krudmaterialaj limoj;tio estas, kiom ĝi fleksos antaŭ rompiĝo.La krudaĵo devas povi elteni la muldan procezon sen rompiĝi.
Detrua streĉa kaj malmoleco-testado estas fidinda, kostefika metodo por determini mekanikajn ecojn. Tamen, ĉi tiuj provoj ne ĉiam estas tiel fidindaj post kiam la dikeco de la krudaĵo komencas limigi la grandecon de la testa specimeno. Tireca testado de plataj metalaj produktoj estas kompreneble ankoraŭ utila, sed profitoj povas esti akiritaj per rigardado pli profunde de la meĥanika strukturo de tiu grajna konduto.
Metaloj konsistas el serio de mikroskopaj kristaloj nomataj grajnoj. Ili estas hazarde distribuitaj tra la metalo. Atomoj de alojaj elementoj, kiel fero, kromo, nikelo, mangano, silicio, karbono, nitrogeno, fosforo kaj sulfuro en aŭstenitaj neoksideblaj ŝtaloj, estas parto de ununura grajno. Ĉi tiuj atomoj formas la solidajn solvaĵojn de metalo kunligataj en neoksideblajn metalojn.
La kemia konsisto de la alojo determinas la termodinamike preferatan aranĝon de atomoj en la grajnoj, konata kiel la kristala strukturo.Homogenaj partoj de metalo enhavanta ripetan kristalstrukturon formas unu aŭ plurajn grajnojn nomitajn fazoj.La mekanikaj ecoj de alojo estas funkcio de la kristala strukturo en la alojo.Samo validas por la grajna aranĝo de ĉiu fazo.
Plej multaj homoj konas la stadiojn de akvo.Kiam likva akvo frostiĝas, ĝi fariĝas solida glacio.Tamen, se temas pri metaloj, ekzistas ne nur unu solida fazo.Certaj alojfamilioj estas nomitaj laŭ siaj fazoj.Inter neoksideblaj ŝtaloj, aŭstenitaj 300-serialoj alojoj konsistas ĉefe el aŭstenito kiam kalitaj.Tamen el neoksidebla ŝtalo aŭ alojoj konsistas el neoksidebla ŝtalo aŭ martenita ferito. 10 kaj 420 neoksideblaj alojoj.
Same pri titanaj alojoj. La nomo de ĉiu alojgrupo indikas ilian superregan fazon ĉe ĉambra temperaturo - alfa, beta aŭ miksaĵo de ambaŭ. Estas alfa, preskaŭ-alfa, alfa-beta, beta kaj preskaŭ-beta alojoj.
Kiam la likva metalo solidiĝas, la solidaj partikloj de la termodinamike preferata fazo precipitos kie premo, temperaturo kaj kemia konsisto permesas. Ĉi tio kutime okazas ĉe interfacoj, kiel glacikristaloj sur la surfaco de varma lageto en malvarma tago. Kiam grajnoj nukleiĝas, la kristala strukturo kreskas en unu direkto ĝis alia grajno estas renkontita ĉe la malkongruaj limoj de la intersecoj de la malsamaj orientiĝoj de grajnoj formiĝas ĉe la malsamaj intersecoj de la limoj. kristalaj strukturoj.Imagu meti aron da Rubik-kuboj de malsamaj grandecoj en skatolon.Ĉiu kubo havas kvadratan kradan aranĝon, sed ili ĉiuj estos aranĝitaj en malsamaj hazardaj direktoj.Tute solidigita metala laborpeco konsistas el serio de ŝajne hazarde orientitaj grajnoj.
Ĉiufoje kiam grajno formiĝas, ekzistas ebleco de liniodifektoj. Ĉi tiuj difektoj estas mankantaj partoj de la kristala strukturo nomitaj dislokiĝoj. Ĉi tiuj dislokiĝoj kaj ilia posta movo tra la greno kaj trans grenaj limoj estas fundamentaj por metala ductileco.
Sekco de la laborpeco estas muntita, muelita, polurita kaj gravurita por vidi la grajnan strukturon.Kiam unuformaj kaj ekaksaj, la mikrostrukturoj observitaj sur optika mikroskopo aspektas iom kiel puzlo. En realeco, la grajnoj estas tridimensiaj, kaj la sekco de ĉiu grajno varias depende de la orientiĝo de la laborpeco sekco.
Kiam kristala strukturo estas plenigita kun ĉiuj siaj atomoj, ekzistas neniu loko por movado krom la streĉado de la atomaj ligoj.
Kiam vi forigas duonon de vico da atomoj, vi kreas ŝancon por alia vico da atomoj gliti en tiun pozicion, efike movante la dislokiĝon.Kiam forto estas aplikata al la laborpeco, la agregacia moviĝo de dislokiĝoj en la mikrostrukturo ebligas ĝin fleksi, streĉi aŭ kunpremi sen rompi aŭ rompi.
Kiam forto agas sur metala alojo, la sistemo pliigas energion.Se oni aldonas sufiĉan energion por kaŭzi plastan deformadon, la krado misformiĝas kaj formiĝas novaj dislokiĝoj.Ŝajnas logike, ke tio devus pliigi la duktilecon, ĉar ĝi liberigas pli da spaco kaj tiel kreas la potencialon por pli da dislokiĝomovo.Tamen, kiam dislokiĝoj kolizias, ili povas ripari unu la alian.
Dum la nombro kaj koncentriĝo de dislokiĝoj pligrandiĝas, pli kaj pli da dislokiĝoj estas kunfiksitaj, reduktante la duktilecon.Evene tiom da dislokiĝoj aperas, ke malvarma formado ne plu eblas. Ĉar ekzistantaj alpinglaj dislokiĝoj ne plu povas moviĝi, la atomaj ligoj en la krado streĉiĝas ĝis ili rompiĝas aŭ rompiĝas. Tial metalaj alojoj funkcias malmoliĝas antaŭ ol la metalaj alojoj funkcias deformado, kaj kial la metalaj alojoj funkcias deformado antaŭ ol disiĝo estas limo.
Greno ankaŭ ludas gravan rolon en kalciado.Kuzado de laborhardita materialo esence restarigas la mikrostrukturon kaj tiel restarigas la duktilecon.Dum la kalcia procezo, la grajnoj estas transformitaj en tri paŝoj:
Imagu homon marŝantan tra plenplena vagono.Homamasoj povas esti premitaj nur per lasado de interspacoj inter la vicoj, kiel dislokiĝoj en krado.Dum ili progresis, la homoj malantaŭ ili plenigis la malplenon, kiun ili forlasis, dum ili kreis novan spacon antaŭe.Unufoje ili atingis la alian finon de la vagono, la aranĝo de pasaĝeroj en la sama tempo klopodas fari tro da pasaĝeroj ŝanĝas ĉambron por la sama tempo aranĝi la pasaĝeron. kolizios unu kun la alia kaj trafos la murojn de la vagonoj, alpinglante ĉiujn sur la loko.Ju pli da dislokiĝoj aperas, des pli malfacile estas por ili moviĝi samtempe.
Gravas kompreni la minimuman nivelon de deformado necesa por ekigi rekristaliĝon. Tamen, se la metalo ne havas sufiĉe da deforma energio antaŭ esti varmigita, rekristaliĝo ne okazos kaj la grajnoj simple daŭre kreskos preter sia originala grandeco.
Mekanikaj ecoj povas esti agorditaj per kontrolado de grenkresko.Grena limo estas esence muro de dislokiĝoj.Ili malhelpas movadon.
Se grenkresko estas limigita, pli alta nombro da malgrandaj grajnoj estos produktitaj. Ĉi tiuj pli malgrandaj grajnoj estas konsiderataj pli fajnaj laŭ grajna strukturo. Pli da grenlimoj signifas malpli da dislokmoviĝo kaj pli alta forto.
Se grenkresko ne estas limigita, la grenstrukturo fariĝas pli kruda, la grajnoj estas pli grandaj, la limoj estas malpli, kaj la forto estas pli malalta.
Grajngrandeco ofte estas referita kiel senunua nombro, ie inter 5 kaj 15. Ĉi tio estas relativa proporcio kaj rilatas al la meza grena diametro. Ju pli alta la nombro, des pli fajna la granulareco.
ASTM E112 skizas metodojn por mezuri kaj taksi grajngrandecon.Ĝi implikas kalkuli la kvanton da greno en difinita areo. Ĉi tio estas kutime farita per tranĉado de sekco de la krudaĵo, muelado kaj polurado de ĝi, kaj poste akvafortante ĝin per acido por elmontri la partiklojn. Kalkulado estas farita sub mikroskopo, kaj la pligrandigo permesas la adekvatan grajnon de unuforma grandeco de la grajnoj indikas la adekvatan grajnnivelon. en grajna formo kaj diametro.Povas eĉ esti avantaĝe limigi variadon en grajngrandeco al du aŭ tri poentoj por certigi konsekvencan agadon tra la laborpeco.
En la kazo de labormalmoliĝo, forto kaj ductilidad havas inversan rilaton.La rilato inter ASTM-grengrandeco kaj forto inklinas esti pozitiva kaj forta, ĝenerale plilongigo estas inverse rilata al ASTM-grengrandeco.Tamen, troa grenkresko povas kaŭzi "mortajn molajn" materialojn ne plu labori efike malmoliĝi.
Grajngrandeco ofte estas referita kiel senunua nombro, ie inter 5 kaj 15. Ĉi tio estas relativa proporcio kaj rilatas al la averaĝa grena diametro. Ju pli alta la ASTM-grajngrandeco-valoro, des pli da grajnoj po unuopa areo.
La grajnograndeco de la kalzita materialo varias laŭ tempo, temperaturo kaj malvarmiga rapideco.Kuzo estas kutime farita inter la rekristaliĝotemperaturo kaj fandpunkto de la alojo.La rekomendita kalcia temperaturo-intervalo por aŭstenitika neoksidebla ŝtalo alojo 301 estas inter 1,900 kaj 2,050 gradoj Fahrenheit.Ĝi komencos degeli ĉirkaŭ 1,5 gradoj, 5,5 gradoj, 2,5 gradoj, 2,5 gradoj, 2,5 gradoj. devus esti kalzita je 1,292 gradoj Fahrenheit kaj fandi ĉirkaŭ 3,000 gradoj Fahrenheit.
Dum kalciado, la reakiro- kaj rekristaligprocezoj konkuras unu kun la alia ĝis la rekristaligitaj grajnoj konsumas ĉiujn misformitajn grajnojn. La rekristaliĝo-rapideco varias laŭ temperaturo. Iam rekristaliĝo estas kompleta, grena kresko transprenas. 301 neoksidebla ŝtalo laborpeco kalzita je 1,900 °F dum unu horo havos pli fajnan grenan strukturon ol la saman grenan strukturon ol 200 °F je la sama tempo.
Se la materialo ne estas tenita en la taŭga kalcia gamo sufiĉe longe, la rezulta strukturo povas esti kombinaĵo de malnovaj kaj novaj grajnoj.Se unuformaj propraĵoj estas dezirataj tra la metalo, la kalcia procezo devus celi atingi unuforman ekvazian grajnstrukturon.Unuforma signifas ke ĉiuj grajnoj estas proksimume la sama grandeco, kaj ekviaksaj signifas ke ili estas proksimume la sama formo.
Por akiri unuforman kaj egalan mikrostrukturon, ĉiu laborpeco devas esti elmontrita al la sama kvanto da varmo dum la sama kvanto de tempo kaj devus malvarmigi kun la sama rapideco. Ĉi tio ne estas ĉiam facila aŭ ebla kun bata kalciado, do gravas almenaŭ atendi ĝis la tuta laborpeco estas saturita je la taŭga temperaturo antaŭ kalkuli la tremptempon.
Se grajnograndeco kaj forto rilatas, kaj la forto estas konata, kial kalkuli grajnojn, ĉu ne?Ĉiuj detruaj provoj havas ŝanĝeblecon.Treĉa testado, precipe ĉe pli malaltaj dikecoj, estas plejparte dependa de specimena preparado.Treĉofortrezultoj, kiuj ne reprezentas realajn materialajn ecojn, povas sperti trofruan fiaskon.
Se la propraĵoj ne estas unuformaj tra la laborpeco, preni streĉan testspecimon aŭ specimenon de unu rando eble ne rakontas la tutan historion.Provinkopreparo kaj testado ankaŭ povas esti tempopostulaj.Kiom da provoj estas eblaj por difinita metalo, kaj en kiom da direktoj ĝi estas farebla?Taksado de la grena strukturo estas kroma asekuro kontraŭ surprizoj.
Anizotropa, izotropa.Anizotropio rilatas al la direkteco de mekanikaj propraĵoj.Aldone al forto, anizotropeco povas esti pli bone komprenita ekzamenante la grajnan strukturon.
Unuforma kaj ekvaza grajna strukturo devus esti izotropa, kio signifas, ke ĝi havas la samajn ecojn en ĉiuj direktoj.Izotropio estas precipe grava en profundaj desegnaĵprocezoj kie koncentreco estas kritika.Kiam la malplena estas tirita en la ŝimon, la anizotropa materialo ne fluos unuforme, kio povas konduki al difekto nomita orelringo.La orelringo okazas kie la supra parto de la silueto formas la ondulan strukturon de la grajno en la silueto. laborpeco kaj helpi diagnozi la radikan kaŭzon.
Ĝusta kalciado estas esenca por atingi izotropion, sed ankaŭ gravas kompreni la amplekson de deformado antaŭ kalcigado. Ĉar la materialo plastike deformas, la grajnoj komencas deformiĝi. En la kazo de malvarma rulado, konvertanta dikecon al longo, la grajnoj plilongiĝos en la ruldirekto. Ĉar la grajna aspektproporcio ŝanĝiĝas, kaj tiel entute la izotropeco funkcias la izotropeco entute funkcias. orientiĝo povas esti retenita eĉ post kalciado.Tio rezultigas anizotropion.Por profundtiritaj materialoj, estas foje necese limigi la kvanton de deformado antaŭ fina kalcigado por eviti eluziĝon.
oranĝa ŝelo.Pleki ne estas la sola profunddetiranta difekto asociita kun ĵetkubo.Oranĝa ŝelo okazas kiam krudaĵoj kun tro krudaj partikloj estas desegnitaj.Ĉiu greno deformiĝas sendepende kaj kiel funkcio de sia kristala orientiĝo.La diferenco en deformado inter apudaj grajnoj rezultigas teksturitan aspekton similan al oranĝa ŝelo.Teksturo estas la granula surfaco de la strukturo rivelita sur la muro.
Same kiel la pikseloj sur televida ekrano, kun fajngrajna strukturo, la diferenco inter ĉiu grajno estos malpli rimarkebla, efike pliigante la rezolucion.Specifikado de mekanikaj propraĵoj sole eble ne sufiĉas por certigi sufiĉe fajnan grajnan grandecon por malhelpi la oranĝan ŝelan efikon. Kiam la dimensia vario de la laborpeco estas malpli ol 10-oble la grena diametro, la propraĵoj de la grajno-diametro, la propraĵoj de la grajnoj ne malformas la konduton de individuaj grajnoj. s la specifa grandeco kaj orientiĝo de ĉiu grajno. Ĉi tio povas esti vidita de la oranĝa ŝelo efiko sur la muroj de la tiritaj tasoj.
Por ASTM-grengrandeco de 8, la averaĝa grajna diametro estas 885 µin. Ĉi tio signifas, ke ĉiu dikeco-redukto de 0,00885 coloj aŭ malpli povas esti tuŝita de ĉi tiu mikroforma efiko.
Kvankam krudaj grajnoj povas kaŭzi profundajn trejnajn problemojn, ili foje estas rekomenditaj por presado. Stamping estas deformadprocezo en kiu malplena estas kunpremita por doni deziratan surfacan topografion, kiel kvaronon de la vizaĝaj konturoj de George Washington. Male al drattrejnado, stampado kutime ne implikas multe da groca materialfluo, sed postulas multan forton, kiu povas deformi la malplenan surfacon.
Tial, minimumigi surfacfluan streson uzante pli krudan grenstrukturon povas helpi mildigi la fortojn postulatajn por taŭga ŝimoplenigo. Ĉi tio estas precipe vera por liber-morta impreso, kie dislokiĝoj sur surfacaj grajnoj povas flui libere, prefere ol akumuliĝi ĉe grenlimoj.
La tendencoj diskutitaj ĉi tie estas ĝeneraligoj, kiuj eble ne aplikiĝas al specifaj sekcioj. Tamen, ili reliefigis la avantaĝojn de mezurado kaj normigado de krudmaterialo-grandeco dum desegnado de novaj partoj por eviti komunajn difektojn kaj optimumigi muldajn parametrojn.
Fabrikistoj de precizecaj metalaj stampaj maŝinoj kaj profunddetiraj operacioj sur metalo por formi siajn partojn bone funkcios kun metalurgistoj sur teknike kvalifikitaj precizecaj re-ruliloj, kiuj povas helpi ilin optimumigi materialojn ĝis la grena nivelo. Kiam metalurgiaj kaj inĝenieraj spertuloj ambaŭflanke de la rilato estas integritaj en unu teamon, ĝi povas havi transforman efikon kaj produkti pli pozitivajn rezultojn.
STAMPING Journal estas la nura industria revuo dediĉita al servado de la bezonoj de la metala stampada merkato. Ekde 1989, la publikigo kovras avangardajn teknologiojn, industriajn tendencojn, plej bonajn praktikojn kaj novaĵojn por helpi al stampaj profesiuloj prizorgi sian komercon pli efike.
Nun kun plena aliro al la cifereca eldono de The FABRICATOR, facila aliro al valoraj industriaj rimedoj.
La cifereca eldono de The Tube & Pipe Journal estas nun plene alirebla, havigante facilan aliron al valoraj industriaj rimedoj.
Ĝuu plenan aliron al la cifereca eldono de STAMPING Journal, kiu provizas la plej novajn teknologiajn progresojn, plej bonajn praktikojn kaj industriajn novaĵojn por la metala stampada merkato.
Nun kun plena aliro al la cifereca eldono de The Fabricator en Español, facila aliro al valoraj industriaj rimedoj.