Cov txiaj ntsig tuaj yeem tau txais los ntawm kev nkag siab rau hauv ib txheej ntawm cov qauv nplej uas tswj cov neeg kho tshuab tus cwj pwm ntawm stainless hlau.Getty Images
Kev xaiv ntawm stainless hlau thiab aluminium alloys feem ntau yog nyob ib ncig ntawm lub zog, ductility, elongation, thiab hardness.Cov khoom no qhia tau hais tias lub tsev blocks ntawm cov hlau teb li cas rau cov ntaub ntawv loads.Lawv yog ib qho kev qhia zoo ntawm kev tswj cov khoom raw txwv;uas yog, ntau npaum li cas nws yuav khoov ua ntej tawg.Cov khoom siv raw yuav tsum tuaj yeem tiv taus cov txheej txheem molding yam tsis muaj kev tawg.
Kev puas tsuaj tensile thiab hardness testing yog ib tug txhim khu kev qha, nqi-zoo txoj kev rau kev txiav txim mechanical zog.Txawm li cas los xij, cov kev ntsuam xyuas no tsis yog ib txwm muaj kev ntseeg siab thaum lub thickness ntawm cov khoom siv pib txwv qhov loj ntawm cov qauv kuaj.Tensile kuaj ntawm cov khoom siv hlau tiaj tiaj yog qhov tseem ceeb, tab sis cov txiaj ntsig tuaj yeem tau txais los ntawm kev saib ntau dua ntawm ib txheej ntawm cov qauv nplej uas tswj nws cov khoom siv hlau.
Cov hlau yog tsim los ntawm cov khoom siv microscopic hu ua grains.Lawv muab faib thoob plaws hauv cov hlau.Atoms ntawm alloying ntsiab, xws li hlau, chromium, npib tsib xee, manganese, silicon, carbon, nitrogen, phosphorus thiab sulfur nyob rau hauv austenitic stainless hlau, yog ib feem ntawm ib leeg grain.Cov atoms electrons yog sib koom ua cov khoom siv lead ua los ntawm cov hlau.
Cov tshuaj muaj pes tsawg leeg ntawm cov hlau txiav txim siab thermodynamically nyiam kev npaj ntawm atoms hauv cov nplej, lub npe hu ua cov qauv siv lead ua. Homogeneous feem ntawm cov hlau uas muaj cov qauv siv lead ua rov ua dua ib lossis ntau cov nplej hu ua theem. Cov khoom siv ntawm cov hlau yog cov haujlwm ntawm cov qauv siv lead ua hauv cov hlau.
Cov neeg feem coob paub txog cov theem ntawm cov dej.Thaum cov kua dej khov, nws dhau los ua dej khov.Txawm li cas los xij, thaum nws los rau cov hlau, tsis yog ib theem khoom xwb.Cov tsev neeg hlau muaj npe tom qab lawv cov theem.Ntawm cov hlau tsis muaj steel, austenitic 300 series alloys muaj feem ntau ntawm austenite thaum annealed.40ferrite 3 stainless hlau los yog marine series. 410 thiab 420 stainless hlau alloys.
Tib yam mus rau titanium alloys.Lub npe ntawm txhua pawg alloy qhia lawv qhov tseem ceeb theem ntawm chav tsev kub - alpha, beta lossis sib tov ntawm ob qho tib si.Muaj alpha, ze-alpha, alpha-beta, beta thiab ze-beta alloys.
Thaum cov kua hlau solidifies, cov khoom ntawm lub thermodynamically nyiam theem yuav precipitate qhov twg siab, kub thiab tshuaj muaj pes tsawg leeg tso cai.Qhov no feem ntau tshwm sim ntawm interfaces, zoo li cov dej khov muaju rau saum npoo ntawm lub pas dej sov rau hnub txias.Thaum cov nplej nucleate, cov qauv siv lead ua loj hlob nyob rau hauv ib qho kev coj mus txog rau lwm cov nplej raug ntsib.Grain ciam teb rau ntawm qhov sib txawv ntawm cov qauv siv lead ua tsis sib haum xeeb. Ib pawg ntawm Rubik lub voos xwmfab ntawm ntau qhov sib txawv hauv ib lub thawv.Txhua lub voos xwmfab muaj cov phiaj xwm square, tab sis lawv txhua tus yuav tau teem caij sib txawv.
Txhua lub sij hawm cov qoob loo tsim, muaj peev xwm ntawm kab defects.Cov kev tsis zoo no yog qhov tsis zoo ntawm cov qauv siv lead ua hu ua dislocations.Cov dislocations thiab lawv cov kev txav mus tom ntej thoob plaws hauv cov nplej thiab hla cov ciam teb yog qhov tseem ceeb rau cov hlau ductility.
Ib ntu ntawm lub workpiece yog mounted, hauv av, polished thiab etched los saib cov qauv nplej.Thaum sib xws thiab equiaxed, cov microstructures pom ntawm lub tshuab tsom iav zoo li me ntsis zoo li jigsaw puzzle.Qhov tseeb, cov nplej yog peb-dimensional, thiab cov hlaws ntawm txhua daim nplej yuav txawv nyob ntawm qhov kev taw qhia ntawm kev ua haujlwm.
Thaum cov qauv siv lead ua tau ntim nrog tag nrho nws cov atoms, tsis muaj chaw rau kev txav mus los ntawm kev ncab ntawm cov atomic bonds.
Thaum koj tshem tawm ib nrab ntawm ib kab ntawm cov atoms, koj tsim ib lub sijhawm rau lwm kab ntawm atoms kom plam mus rau hauv txoj haujlwm ntawd, txav tau zoo.Thaum lub zog siv rau lub workpiece, qhov sib xyaw ua ke ntawm dislocations hauv microstructure ua rau nws khoov, ncab lossis compressed yam tsis muaj kev tawg lossis tawg.
Thaum lub zog ua haujlwm ntawm cov hlau alloy, lub zog ua kom muaj zog ntxiv.Yog tias muaj zog txaus ntxiv los ua cov yas deformation, cov lattice deforms thiab tshiab dislocations daim ntawv.Nws zoo nkaus li tias qhov no yuav tsum ua kom cov ductility, vim nws tso ntau qhov chaw thiab yog li tsim lub peev xwm rau ntau qhov dislocation motion.Txawm li cas los xij, thaum dislocations sib tsoo, lawv tuaj yeem txhim kho ib leeg.
Raws li tus naj npawb thiab cov concentration ntawm dislocations nce, ntau thiab ntau dislocations pinned ua ke, txo ductility.Thaum kawg li ntau dislocations tshwm sim tias txias forming yog tsis tau lawm.Txij li thaum uas twb muaj lawm pinning dislocations tsis tau txav mus, cov atomic bonds nyob rau hauv lub lattice stretch mus txog rau thaum lawv tawg los yog tawg.Qhov no yog vim li cas hlau alloys ua hauj lwm harden, thiab yog vim li cas muaj ib tug deformation ntawm yas.
Cov nplej kuj tseem ua lub luag haujlwm tseem ceeb hauv kev sib xyaw ua ke.Annealing cov khoom siv ua haujlwm-hardened tseem ceeb rov pib dua lub microstructure thiab yog li rov ua kom ductility.Thaum lub sijhawm annealing, cov nplej tau hloov pauv hauv peb kauj ruam:
Xav txog ib tus neeg taug kev los ntawm lub tsheb ciav hlau uas muaj neeg coob coob.Cov neeg coob coob tuaj yeem raug thawb los ntawm qhov sib txawv ntawm cov kab, zoo li kev tsis sib haum xeeb hauv lub lattice.Thaum lawv nce mus, cov neeg tom qab lawv puv qhov khoob lawv tawm mus, thaum lawv tsim qhov chaw tshiab nyob rau pem hauv ntej.Thaum lawv mus txog lwm qhov kawg ntawm lub tsheb thauj neeg, kev npaj cov neeg caij tsheb hloov pauv.Yog tias muaj coob tus neeg caij tsheb ciav hlau sib tsoo ntawm ib zaug, cov neeg caij tsheb sib tsoo yuav ua rau muaj kev sib tsoo. , pinning txhua leej txhua tus nyob rau hauv qhov chaw.Qhov ntau dislocations tshwm sim, qhov nyuaj nws yog rau lawv tsiv nyob rau tib lub sij hawm.
Nws yog ib qho tseem ceeb kom nkag siab txog qhov tsawg kawg nkaus ntawm deformation yuav tsum tau ua rau recrystallization.Txawm li cas los xij, yog tias cov hlau tsis muaj lub zog deformation txaus ua ntej ua kom sov, recrystallization yuav tsis tshwm sim thiab cov nplej yuav tsuas loj hlob dhau lawv qhov loj me.
Cov khoom siv kho tshuab tuaj yeem hloov kho los ntawm kev tswj cov qoob loo loj hlob.Ib qho ciam teb yog qhov tseem ceeb ntawm phab ntsa ntawm kev txav.Lawv cuam tshuam kev txav mus los.
Yog tias tsis muaj kev loj hlob ntawm cov qoob loo, ntau cov nplej me me yuav raug tsim tawm.Cov nplej me me no raug suav hais tias zoo dua nyob rau hauv cov ntsiab lus ntawm cov qauv nplej.Ntau cov qoob loo txhais tau hais tias tsis muaj kev txav mus los thiab muaj zog dua.
Yog tias cov qoob loo loj hlob tsis txwv, cov qauv ntawm cov nplej yuav coarser, cov nplej loj dua, cov ciam teb tsawg dua, thiab lub zog qis dua.
Grain loj yog feem ntau hu ua ib unitless tooj, qhov chaw ntawm 5 thiab 15.Qhov no yog ib tug txheeb ze piv thiab muaj feem xyuam rau qhov nruab nrab grain inch.Qhov ntau dua tus naj npawb, lub finer lub granularity.
ASTM E112 qhia txog txoj hauv kev rau kev ntsuas thiab ntsuas cov qoob loo loj.Nws suav nrog suav cov qoob loo hauv thaj chaw muab.Qhov no feem ntau yog ua los ntawm kev txiav cov ntu ntu ntawm cov khoom siv raw, sib tsoo thiab polishing nws, thiab tom qab ntawd etching nrog cov kua qaub kom nthuav tawm cov khoom.Kev suav yog ua nyob rau hauv ib lub tshuab tsom, thiab lub magnification ntawm cov lej loj ASTM. muaj peev xwm theem ntawm uniformity nyob rau hauv grain cov duab thiab txoj kab uas hla.Nws tej zaum yuav txawm yuav ua tau zoo los txwv variation ntawm grain loj mus rau ob los yog peb lub ntsiab lus los xyuas kom meej kev ua tau zoo nyob rau hauv lub workpiece.
Nyob rau hauv cov ntaub ntawv ntawm kev ua hauj lwm hardening, lub zog thiab ductility muaj ib tug inverse kev sib raug zoo.Qhov kev sib raug zoo ntawm ASTM grain loj thiab lub zog yuav ua tau zoo thiab muaj zog, feem ntau elongation yog inversely cuam tshuam rau ASTM grain loj. Txawm li cas los xij, kev loj hlob ntau dhau tuaj yeem ua rau "tuag mos" cov ntaub ntawv tsis ua hauj lwm zoo.
Grain loj yog feem ntau hu ua ib unitless naj npawb, qhov chaw ntawm 5 thiab 15.Qhov no yog ib tug txheeb ze piv thiab muaj feem xyuam rau qhov nruab nrab grain inch.Qhov siab dua cov ASTM grain loj tus nqi, cov nplej ntau dua ib chav tsev.
Lub grain loj ntawm cov khoom annealed sib txawv raws li lub sij hawm, qhov kub thiab txias npaum li cas.Annealing feem ntau yog ua nyob rau hauv lub recrystallization kub thiab melting point ntawm lub alloy.Qhov pom zoo annealing kub ntau rau austenitic stainless hlau alloy 301 yog nyob nruab nrab ntawm 1,900 thiab 2,050 degrees Fahrenheit.Nws yuav pib melting 5 degrees Fahrenheit, nyob rau hauv kev lag luam ntshiab 5 degrees Fahrenheit. tanium yuav tsum tau annealed ntawm 1,292 degrees Fahrenheit thiab yaj nyob ib ncig ntawm 3,000 degrees Fahrenheit.
Thaum lub sij hawm annealing, cov txheej txheem rov qab thiab recrystallization sib tw ua ke kom txog rau thaum cov nplej recrystallized noj tag nrho cov nplej deformed.Tus recrystallization tus nqi txawv nrog kub.Thaum recrystallization tiav, cov nplej loj hlob yuav siv sij hawm ntau dua.A 301 stainless steel workpiece annealed ntawm 1,900 ° F rau ib teev yuav muaj ib tug finer 02 lub sij hawm cov nplej ntau dua.
Yog hais tias cov khoom tsis tuav nyob rau hauv qhov zoo annealing ntau ntev txaus, lub resulting qauv tej zaum yuav ib tug ua ke ntawm cov qub thiab tshiab nplej.Yog hais tias uniform zog yog xav tau thoob plaws hauv cov hlau, cov txheej txheem annealing yuav tsum ua kom tiav ib tug uniform equiaxed grain qauv.Uniform txhais tau hais tias tag nrho cov nplej yog kwv yees li qhov loj me, thiab equiaxed txhais tau hais tias lawv yog kwv yees li tib yam.
Txhawm rau kom tau txais cov qauv zoo sib xws thiab equiaxed microstructure, txhua qhov chaw ua haujlwm yuav tsum raug rau tib lub sijhawm ntawm cov cua sov rau tib lub sijhawm thiab yuav tsum txias ntawm tib tus nqi.Qhov no tsis yog ib qho yooj yim los yog ua tau nrog batch annealing, yog li nws yog ib qho tseem ceeb kom tsawg kawg tos kom txog thaum tag nrho cov workpiece yog saturated ntawm qhov tsim nyog kub ua ntej xam lub sij hawm so.
Yog hais tias grain loj thiab lub zog muaj feem xyuam nrog, thiab lub zog paub, vim li cas xam cov nplej, puas yog?Txhua qhov kev ntsuam xyuas kev puas tsuaj muaj qhov sib txawv.Tensile kuaj, tshwj xeeb tshaj yog nyob rau hauv qis thicknesses, feem ntau nyob ntawm cov qauv kev npaj.Tensile lub zog cov txiaj ntsig uas tsis sawv cev rau cov khoom siv tiag tiag yuav muaj kev ua tsis tiav ntxov.
Yog tias cov khoom tsis zoo ib yam thoob plaws hauv lub workpiece, noj cov qauv ntsuas tensile los yog qauv ntawm ib ntug yuav tsis qhia tag nrho zaj dab neeg.Sample kev npaj thiab kev sim kuj tuaj yeem siv sijhawm ntev. Muaj pes tsawg qhov kev ntsuam xyuas tau ua rau cov hlau muab, thiab pes tsawg cov lus qhia nws ua tau? Kev ntsuam xyuas cov qauv nplej yog ib qho kev pov hwm ntxiv rau kev xav tsis thoob.
Anisotropic, isotropic.Anisotropy hais txog cov kev taw qhia ntawm cov khoom siv kho tshuab.Ntxiv rau lub zog, anisotropy tuaj yeem nkag siab zoo dua los ntawm kev tshuaj xyuas cov qauv nplej.
Ib qho qauv thiab equiaxed grain qauv yuav tsum yog isotropic, uas txhais tau hais tias nws muaj tib yam khoom nyob rau hauv tag nrho cov kev taw qhia.Isotropy yog ib qho tseem ceeb nyob rau hauv sib sib zog nqus nqus txheej txheem uas concentricity yog ib qho tseem ceeb.Thaum lub dawb paug yog rub mus rau hauv pwm, cov anisotropic cov ntaub ntawv yuav tsis ntws uniformly, uas yuav ua rau ib tug defect hu ua earing.Cov earring tshwm sim nyob rau hauv qhov chaw ntawm lub khob silhouette. inhomogeneities nyob rau hauv lub workpiece thiab pab ntsuam xyuas lub hauv paus.
Kev ua kom zoo yog qhov tseem ceeb rau kev ua tiav isotropy, tab sis nws tseem ceeb heev kom nkag siab txog qhov deformation ua ntej annealing.Raws li cov khoom siv plastically deforms, cov nplej pib deform.Thaum txias dov, hloov thickness mus rau ntev, cov nplej yuav elongate nyob rau hauv dov kev taw qhia.Raws li lub zuag qhia tag nrho cov khoom yog li deformed, raws li tus neeg kho tshuab qhov ratio. tsim workpieces, qee qhov kev taw qhia yuav khaws cia txawm tias tom qab annealing.Qhov no ua rau anisotropy.Rau cov ntaub ntawv sib sib zog nqus, qee zaum yuav tsum txwv tus nqi deformation ua ntej qhov kawg annealing kom tsis txhob hnav.
Txiv kab ntxwv tev.Picking tsis yog qhov sib sib zog nqus kos duab tsis xws luag cuam tshuam nrog tuag.Orange tev tshwm sim thaum cov khoom siv raw nrog cov ntxhib ntxhib heev yog kos.Txhua cov nplej deforms ntawm nws tus kheej thiab raws li kev ua haujlwm ntawm nws cov siv lead ua orientation.Qhov sib txawv ntawm deformation ntawm cov nplej uas nyob ib sab ua rau muaj kev ntxhib los mos zoo ib yam li txiv kab ntxwv tev.Texture yog lub pob zeb qauv ntawm phab ntsa.
Ib yam li cov pixels ntawm lub vijtsam TV, nrog cov qauv zoo, qhov sib txawv ntawm txhua cov nplej yuav tsis tshua pom, ua kom cov kev daws teeb meem zoo.Specifying mechanical properties ib leeg yuav tsis txaus los xyuas kom meej cov qoob loo zoo txaus los tiv thaiv cov txiv kab ntxwv tev nyhuv.Thaum qhov kev hloov hauv workpiece loj yog tsawg dua 10 npaug ntawm cov nplej txoj kab uas hla, cov khoom ntawm ib tus neeg cov nplej yuav ua rau muaj ntau qhov sib npaug ntawm cov qoob loo, tab sis nws tsis muaj kev cuam tshuam ntau npaum li cas ntawm cov nplej. Qhov no tuaj yeem pom los ntawm cov txiv kab ntxwv tev cov nyhuv ntawm cov phab ntsa ntawm cov khob kos.
Rau ib qho ASTM grain loj ntawm 8, qhov nruab nrab grain inch yog 885 µin.Qhov no txhais tau hais tias tej thickness txo ntawm 0.00885 ntiv tes los yog tsawg dua tuaj yeem cuam tshuam los ntawm cov nyhuv microforming no.
Txawm hais tias cov nplej ntxhib tuaj yeem ua rau muaj teeb meem sib sib zog nqus, lawv qee zaum pom zoo rau imprinting.Stamping yog txheej txheem deformation nyob rau hauv uas ib tug dawb paug yog compressed rau impart ib tug xav tau saum toj kawg nkaus topography, xws li ib tug peb lub hlis twg ntawm George Washington lub ntsej muag contours.Tsis zoo li hlau kos duab, stamping feem ntau tsis koom nrog ib tug ntau ntawm bulk cov ntaub ntawv txaus, tab sis yuav tsum tau ib tug ntau ntawm lub zog, uas yuav cia li deform.
Vim li no, txo qis kev ntxhov siab ntawm qhov chaw los ntawm kev siv cov txheej txheem coarser grain tuaj yeem pab txo cov rog uas xav tau rau cov pwm kom zoo.
Cov qauv sib tham ntawm no yog cov kev qhia dav dav uas yuav tsis siv rau cov ntu tshwj xeeb.Txawm li cas los xij, lawv tau qhia txog cov txiaj ntsig ntawm kev ntsuas thiab ntsuas cov khoom siv raw khoom me me thaum tsim cov khoom tshiab kom tsis txhob muaj qhov cuam tshuam thiab txhim kho cov pwm pwm.
Cov neeg tsim khoom ntawm precision hlau stamping tshuab thiab kev sib sib zog nqus kos duab ntawm cov hlau los tsim lawv qhov chaw yuav ua haujlwm zoo nrog metallurgists ntawm technically qualified precision re-rollers uas tuaj yeem pab lawv optimize cov ntaub ntawv mus rau qib grain.Thaum metallurgical thiab engineering kws tshaj lij ntawm ob sab ntawm kev sib raug zoo tau koom ua ke rau hauv ib pab neeg, nws tuaj yeem muaj kev hloov pauv thiab tsim cov txiaj ntsig zoo dua.
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