Foardielen kinne helle wurde troch ynsjoch te krijen yn ien laach fan 'e nôtstruktuer dy't it meganyske gedrach fan roestfrij stiel kontrolearret.Getty Images
De seleksje fan RVS en aluminium alloys algemien sintraal om sterkte, ductility, elongation, en hurdens. Dizze eigenskippen jouwe oan hoe't de boustiennen fan it metaal reagearje op tapaste loads.They binne in effektive yndikator fan it behearen fan grûnstof beheinings;dat is, hoefolle it sil bûge foar it brekken.
Destruktive tensile en hurdens testen is in betroubere, kosten-effektive metoade foar it bepalen fan meganyske eigenskippen. Dizze testen binne lykwols net altyd sa betrouber as de dikte fan 'e grûnstof de grutte fan' e testmonster begjint te beheinen. Tensile testen fan platte metalen produkten is fansels noch nuttich, mar foardielen kinne helle wurde troch djipper te sjen nei ien laach fan 'e nôtstruktuer fan' e meganyske struktuer.
Metalen binne opboud út in rige fan mikroskopyske kristallen neamd korrels. Se wurde willekeurich ferdield oer it metaal. Atomen fan alloying eleminten, lykas izer, chromium, nikkel, mangaan, silisium, koalstof, stikstof, fosfor en swevel yn austenitic RVS stielen, binne diel fan in fêste oplossing metaal nôt, De sulver foarmje in ienige atom norrel. rooster troch harren dielde elektroanen.
De gemyske gearstalling fan 'e alloy bepaalt de thermodynamysk foarkar arranzjeminten fan atomen yn' e korrels, bekend as de kristal struktuer. Homogene dielen fan in metaal mei dêryn in werheljende crystal struktuer foarmje ien of mear kerrels neamd fazen. De meganyske eigenskippen fan in alloy binne in funksje fan de kristal struktuer yn de alloy. Itselde jildt foar de grutte en regeling fan elke faze.
De measte minsken binne bekend mei de stadia fan wetter. As floeiber wetter befriest, wurdt it fêst iis. As it giet om metalen, is der lykwols net mar ien fêste faze. Bepaalde alloy famyljes binne neamd nei harren fazen. Under RVS stielen, austenitic 300 rige alloys bestean foaral út austenite doe't alle searjes 40 ferrit yn 40 ferryt yn 40 searjes yn gleed yn 40 searjes. stiel of martensite yn 410 en 420 roestfrij stiel alloys.
Itselde jildt foar titanium alloys.The namme fan elke alloy groep jout harren oerhearskjende faze by keamertemperatuer - alfa, beta of in mingsel fan beide. Der binne alfa, near-alfa, alfa-beta, beta en near-beta alloys.
Wannear't it floeibere metaal stolt, sille de fêste dieltsjes fan 'e termodynamysk foarkommende faze útfalle wêr't druk, temperatuer en gemyske gearstalling it tastean. Dit bart meastentiids by interfaces, lykas iiskristallen op it oerflak fan in waarme fiver op in kâlde dei. rystal struktueren. Stel jo foar dat jo in bosk fan Rubik syn kubes fan ferskillende maten yn in doaze.Elke kubus hat in fjouwerkante raster arranzjeminten, mar se sille allegearre wurde regele yn ferskillende willekeurich directions.In folslein solidified metalen workpiece bestiet út in rige fan skynber willekeurich oriïntearre korrels.
Eltse kear in nôt wurdt foarme, der is in mooglikheid fan line defects.These defekten binne ûntbrekkende dielen fan de kristal struktuer neamd dislocations.This dislocations en harren dêropfolgjende beweging troch de nôt en oer nôt grinzen binne fûneminteel foar metalen ductility.
In dwerstrochsneed fan it workpiece wurdt monteard, grûn, gepolijst en etste te besjen it nôt structure.When unifoarm en equiaxed, de microstructures waarnommen op in optyske mikroskoop lykje in bytsje as in puzel. Yn werklikheid, de kerrels binne trijediminsjonale, en de dwerstrochsneed fan elke nôt sil fariearje de ôfhinklik fan it wurk stik cross-oriïntaasje.
As in kristalstruktuer fol is mei al syn atomen, is d'r gjin romte foar beweging oars as it útrekkenjen fan 'e atomyske bannen.
As jo ​​de helte fan in rige atomen fuortsmite, meitsje jo in kâns foar in oare rige atomen om yn dy posysje te slipjen, effektyf it ferpleatsen fan 'e dislokaasje.
Wannear't in krêft wurket op in metalen alloy, it systeem fergruttet enerzjy. As genôch enerzjy wurdt tafoege te feroarsaakje plastyske deformation, it rooster ferfoarme en nije dislocations form.It liket logysk dat dit moat tanimme ductility, sa't it frijmakket mear romte en dus skept de mooglikheden foar mear dislocation beweging.
As it oantal en konsintraasje fan dislocations tanimme, mear en mear dislocations wurde pined tegearre, it ferminderjen fan duktility. Uteinlik safolle dislocations ferskine dat kâld foarmjen is net mear mooglik. Sûnt besteande pinning dislocations kinne net mear bewege, de atomic obligaasjes yn it rooster stretch oant se brekke of brekke. Dit is wêrom metalen alloys wurkje ferhurde oan it bedrach fan plestik brekking, en wêrom is der in limyt fan plastic brekken.
Nôt spilet ek in wichtige rol by it gloeien. It útgloeien fan in troch wurk ferhurde materiaal set yn essinsje de mikrostruktuer werom en bringt dêrmei de duktiliteit werom.
Stel jo in persoan foar dy't troch in oerbefolke treinwagon rint. Folken kinne allinich yndrukt wurde troch gatten tusken de rigen te litten, lykas ûntwâlden yn in rooster. As se foarútgongen, folden de minsken efter har de leechte op dy't se efterlitten, wylst se nije romte kreëarje foaroan. rekke de muorren fan 'e treinwagons, pinning elkenien yn plak. Hoe mear dislokaasjes dy't ferskine, hoe dreger it is foar harren om te bewegen tagelyk.
It is wichtich om it minimale nivo fan deformaasje te begripen dy't nedich is om rekristallisaasje te triggerjen. As it metaal lykwols net genôch deformaasje-enerzjy hat foardat it ferwaarme wurdt, sil rekristallisaasje net foarkomme en de kerrels sille gewoan fierder groeie bûten har oarspronklike grutte.
Mechanyske eigenskippen kinne wurde ôfstimd troch it kontrolearjen fan nôt groei.In nôt grins is yn wêzen in muorre fan dislocations.Se hinderjen beweging.
As nôtgroei beheind wurdt, sil in heger oantal lytse kerrels produsearre wurde. Dizze lytsere kerrels wurde kwa nôtstruktuer as fyner beskôge. Mear nôtgrinzen betsjut minder dislokaasjebeweging en hegere krêft.
As nôtgroei net beheind wurdt, wurdt de nôtstruktuer grober, de kerrels binne grutter, de grinzen binne minder en de krêft is leger.
Korrelgrutte wurdt faak oantsjutten as in ienheidleas nûmer, earne tusken 5 en 15. Dit is in relative ferhâlding en is besibbe oan de gemiddelde nôtdiameter. Hoe heger it nûmer, hoe fyner de korreligens.
ASTM E112 sketst metoaden foar mjitten en evaluearje nôt grutte.It giet it om it tellen fan de hoemannichte nôt yn in opjûne gebiet. Dit wurdt meastentiids dien troch snije in dwerstrochsneed fan de grûnstof, grinding en polishing it, en dan etse it mei soer te bleatstelle de dieltsjes.Tellen wurdt útfierd ûnder in mikroskoop, en de fergrutting fan de adekwate oantsjutting fan de grain samp tm. steat nivo fan uniformiteit yn nôt foarm en diameter.It kin sels wêze foardielich te beheinen fariaasje yn nôt grutte ta twa of trije punten te garandearjen konsekwint prestaasjes oer it workpiece.
Yn it gefal fan wurk ferhurding, sterkte en ductility hawwe in omkearde relaasje. De relaasje tusken ASTM nôt grutte en sterkte tend to wêzen posityf en sterk, oer it algemien elongation is omkearde besibbe oan ASTM nôt grutte.
Korrelgrutte wurdt faak oantsjutten as in ienheidleas nûmer, earne tusken 5 en 15. Dit is in relatyf ferhâlding en is besibbe oan de gemiddelde nôtdiameter. Hoe heger de ASTM nôtgrutte wearde, hoe mear korrels per ienheid gebiet.
De nôt grutte fan de annealed materiaal fariearret mei tiid, temperatuer en cooling rate.Annealing wurdt meastentiids útfierd tusken de rekristallisaasje temperatuer en raanpunt fan de alloy.The oanrikkemandearre annealing temperatuer berik foar austenitic RVS alloy 301 is tusken 1.900 en 2.050 graden Fahrenheit.It sil begjinne te smelten om 150 graden, Fa 50 graden kommersjeel. moat wurde annealed op 1,292 graden Fahrenheit en smelten om 3,000 graden Fahrenheit.
Tidens annealing, de hersteltiid en rekristallisaasje prosessen konkurrearje mei elkoar oant de rekristallisearre korrels ferbrûke alle misfoarme korrels. De rekristallisaasje taryf fariearret mei temperatuer. Sadree't rekristallisaasje is foltôge, nôt groei nimt oer.A 301 RVS workpiece annealed op 1.900 ° F foar ien oere sil hawwe in fynere wurk struktuer, 00 ° F foar itselde wurk. deselde tiid.
As it materiaal wurdt net holden yn 'e goede annealing berik lang genôch, de resultearjende struktuer kin in kombinaasje fan âlde en nije grains.If unifoarme eigenskippen wurde winske hiele metaal, de annealing proses moat as doel te kommen ta in unifoarm equiaxed nôt structure.Uniform betsjut dat alle kerrels binne likernôch deselde grutte, en equiaxed betsjut dat se binne likernôch deselde foarm.
Om in unifoarme en lykwichtige mikrostruktuer te krijen, moat elk wurkstik foar deselde tiid bleatsteld wurde oan deselde hoemannichte waarmte en moat op deselde taryf koelje. Dit is net altyd maklik of mooglik mei batch-gloeijen, dus it is wichtich om op syn minst te wachtsjen oant it hiele wurkstik verzadigd is op 'e goede temperatuer foardat jo de weaktiid berekkenje.
As korrel grutte en sterkte binne besibbe, en de sterkte is bekend, wêrom berekkenje korrels, rjochts? Alle destruktive tests hawwe fariabiliteit. Tensile testen, benammen by legere dikten, is foar it grutste part ôfhinklik fan sample tarieding. Tensile sterkte resultaten dy't net fertsjintwurdigje eigentlike materiaal eigenskippen kinne ûnderfine te betiid falen.
As de eigenskippen binne net unifoarm hiele workpiece, nimme in tensile test eksimplaar of stekproef út ien râne kin net fertelle it hiele ferhaal. Sample tarieding en testen kin ek wêze tiidslinend. Hoefolle testen binne mooglik foar in opjûne metaal, en yn hoefolle rjochtings is it mooglik? Evaluearje de nôt struktuer is in ekstra fersekering tsjin ferrassingen.
Anisotropy, isotropic.Anisotropy ferwiist nei de rjochting fan meganyske eigenskippen.Njonken sterkte kin anisotropy better begrepen wurde troch it ûndersykjen fan de nôtstruktuer.
In unifoarme en equiaxed nôt struktuer moat wêze isotropic, dat betsjut dat it hat deselde eigenskippen yn alle directions.Isotropy is benammen wichtich yn djippe tekening prosessen dêr't konsintriteit is kritysk. As de blank wurdt lutsen yn 'e mal, de anisotropic materiaal sil net streame uniformly, dat kin liede ta in defekt neamd earing. De earring optreedt dêr't de boppeste part fan de silhouette struktuer fan it boppeste part fan de silhou struktuer. inhomogeniteiten yn it wurkstik en helpe by it diagnostisearjen fan 'e woartel oarsaak.
Proper annealing is kritysk foar it realisearjen fan isotropy, mar it is ek wichtich om te begripen de omfang fan deformaasje foarôfgeand oan annealing.As it materiaal plastically ferfoarme, de kerrels begjinne te ferfoarmjen. Yn it gefal fan kâld rôljen, it omsette fan dikte nei lingte, de korrels sille elongate yn de rolling direction.As de nôt aspect ratio feroaret, sa docht it is it gefal fan kjeld rôljen, konvertearjen fan dikte nei lingte, de korrels sille elongate yn 'e rôljende rjochting. guon oriïntaasje kin wurde behâlden sels nei annealing.This resultearret yn anisotropy.For djip-lutsen materialen, is it soms nedich om te beheinen it bedrach fan deformaasje foarôfgeand oan definitive annealing foar te kommen wear.
oranje peel.Pick up is net de ienige djip-tekening defect ferbûn mei die.Oranje skil optreedt as grûnstoffen mei te grouwe dieltsjes wurde tekene.Elke nôt ferfoarme ûnôfhinklik en as in funksje fan syn crystal oriïntaasje.It ferskil yn deformaasje tusken neistlizzende kerrels resultearret yn in textured uterlik fergelykber mei de struktuer fan 'e beker fan' e muorre de granulêre fan it oerflak fan 'e beker.
Krekt as de piksels op in tv-skerm, mei in fynkorrelige struktuer, sil it ferskil tusken elke korrel minder merkber wêze, wêrtroch't de resolúsje effektyf fergruttet. It opjaan fan meganyske eigenskippen allinich is miskien net genôch om in foldwaande fyn korrelgrutte te garandearjen om it oranje-peel-effekt te foarkommen. en oriïntaasje fan elk nôt. Dit kin sjoen wurde oan de oranje peel effekt op 'e muorren fan' e tekene bekers.
Foar in ASTM-korrelgrutte fan 8 is de gemiddelde korreldiameter 885 µin. Dit betsjut dat elke dikte-reduksje fan 0,00885 inch of minder kin wurde beynfloede troch dit mikrofoarmjende effekt.
Hoewol't grouwe korrels kinne soargje foar djippe tekenjen problemen, se wurde soms oanrikkemandearre foar imprinting.Stamping is in deformation proses wêryn in blank wurdt komprimearre te jaan in winske oerflak topografy, lykas in kwart fan George Washington syn gesicht kontoeren.
Om dizze reden kin it minimalisearjen fan oerflakstreamstress troch it brûken fan in grouwe nôtstruktuer helpe om de krêften te ferminderjen dy't nedich binne foar goede skimmelfilling. Dit is foaral wier foar free-die imprinting, wêrby't dislokaasjes op oerflakkearn frij kinne streame, ynstee fan accumulearje by nôtgrinzen.
De trends dy't hjir besprutsen binne generalisaasjes dy't miskien net fan tapassing binne op spesifike seksjes. Se markearje lykwols de foardielen fan mjitten en standerdisearring fan grûnstofkorrelgrutte by it ûntwerpen fan nije dielen om mienskiplike defekten te foarkommen en foarmparameters te optimalisearjen.
Fabrikanten fan precision metal stamping masines en djip-tekening operaasjes op metaal te foarmjen harren dielen sil wurkje goed mei metallurgists op technysk kwalifisearre presyzje re-rollers dy't kinne helpe harren optimalisearjen fan materialen omleech nei it nôt level.When metallurgical en engineering saakkundigen oan beide kanten fan de relaasje wurde yntegrearre yn ien team, it kin hawwe in posityf outcomes ynfloed en produsearje mear.
STAMPING Journal is it ienige yndustrysjoernaal dat wijd is oan it tsjinjen fan 'e behoeften fan' e metalen stampingsmerk. Sûnt 1989 hat de publikaasje de nijste technologyen, yndustrytrends, bêste praktiken en nijs om te helpen stimpelprofessionals te helpen har bedriuw effisjinter te rinnen.
No mei folsleine tagong ta de digitale edysje fan The FABRICATOR, maklike tagong ta weardefolle yndustryboarnen.
De digitale edysje fan The Tube & Pipe Journal is no folslein tagonklik, en biedt maklike tagong ta weardefolle yndustryboarnen.
Genietsje fan folsleine tagong ta de digitale edysje fan STAMPING Journal, dat jout de nijste technologyske foarútgong, bêste praktiken en yndustry nijs foar de metalen stamping merk.
No mei folsleine tagong ta de digitale edysje fan The Fabricator en Español, maklike tagong ta weardefolle yndustryboarnen.