Ou ka jwenn benefis lè w konprann yon kouch nan estrikti grenn ki kontwole konpòtman mekanik asye pur la. Getty Images
Seleksyon asye pur ak alyaj aliminyòm jeneralman santre sou fòs, duktilite, elongasyon, ak dite. Pwopriyete sa yo endike kijan blòk konstriksyon metal la reyaji a chaj ki aplike. Yo se yon endikatè efikas pou jere kontrent matyè premyè; sa vle di, konbyen li pral pliye anvan li kraze. Matyè premyè a dwe kapab reziste pwosesis bòdi a san li pa kraze.
Tès tansyon ak dite destriktif se yon metòd serye e pri-efikas pou detèmine pwopriyete mekanik yo. Sepandan, tès sa yo pa toujou fyab yon fwa epesè matyè premyè a kòmanse limite gwosè echantiyon tès la. Tès tansyon sou pwodwi metal plat yo toujou itil, men ou ka jwenn benefis lè w gade pi pwofondman yon kouch nan estrikti grenn ki kontwole konpòtman mekanik li.
Metal yo fèt ak yon seri kristal mikwoskopik yo rele grenn. Yo distribye owaza nan tout metal la. Atòm eleman alyaj yo, tankou fè, chromium, nikèl, Manganèz, Silisyòm, kabòn, azòt, fosfò ak souf nan asye pur austenitik, fè pati yon sèl grenn. Atòm sa yo fòme yon solisyon solid nan iyon metal, ki lye nan rezo kristal la atravè elektwon pataje yo.
Konpozisyon chimik alyaj la detèmine aranjman atòm yo pi pito tèmodinamikman nan grenn yo, ke yo rekonèt kòm estrikti kristal la. Pòsyon omojèn yon metal ki gen yon estrikti kristal repete fòme youn oubyen plizyè grenn yo rele faz. Pwopriyete mekanik yon alyaj se yon fonksyon estrikti kristal ki nan alyaj la. Menm bagay la tou pou gwosè ak aranjman grenn chak faz yo.
Pifò moun abitye ak etap dlo yo. Lè dlo likid jele, li vin glas solid. Sepandan, lè li rive metal, pa gen yon sèl faz solid. Gen sèten fanmi alyaj ki rele dapre faz yo. Pami asye pur yo, alyaj austenitik seri 300 yo konsiste prensipalman de austenit lè yo rkui. Sepandan, alyaj seri 400 yo konsiste de ferit nan asye pur 430 oswa martensit nan alyaj asye pur 410 ak 420.
Menm bagay la tou pou alyaj Titàn yo. Non chak gwoup alyaj endike faz prensipal yo nan tanperati chanm - alfa, beta oswa yon melanj de toude. Gen alyaj alfa, prèske alfa, alfa-beta, beta ak prèske beta.
Lè metal likid la solidifye, patikil solid faz ki pi pito tèmodinamikman an pral presipite kote presyon, tanperati ak konpozisyon chimik pèmèt. Sa rive anjeneral nan entèfas yo, tankou kristal glas sou sifas yon letan cho nan yon jou frèt. Lè grenn yo fòme nikleyasyon, estrikti kristal la ap grandi nan yon direksyon jiskaske yo rankontre yon lòt grenn. Limit grenn yo fòme nan entèseksyon rezo ki pa matche akòz oryantasyon diferan estrikti kristal yo. Imajine mete yon pakèt kib Rubik ki gen diferan gwosè nan yon bwat. Chak kib gen yon aranjman kadriyaj kare, men yo tout pral ranje nan diferan direksyon o aza. Yon pyès metal ki solidifye nèt konsiste de yon seri grenn ki sanble oryante o aza.
Nenpòt lè yon grenn fòme, gen yon posibilite pou domaj liy. Defo sa yo se pati ki manke nan estrikti kristal la yo rele dislokasyon. Dislokasyon sa yo ak mouvman ki vin apre yo nan tout grenn nan ak atravè limit grenn yo fondamantal pou duktilité metal la.
Yo monte yon seksyon kwa nan pyès travay la, yo moulen l, yo poli l epi yo grave l pou wè estrikti grenn yo. Lè yo inifòm e ekivax, mikwoestrikti yo obsève sou yon mikwoskòp optik sanble yon ti jan ak yon devinèt. An reyalite, grenn yo gen twa dimansyon, epi seksyon kwa chak grenn ap varye selon oryantasyon seksyon kwa pyès travay la.
Lè yon estrikti kristal ranpli ak tout atòm li yo, pa gen plas pou mouvman lòt pase detireman lyezon atomik yo.
Lè ou retire mwatye nan yon ranje atòm, ou kreye yon opòtinite pou yon lòt ranje atòm glise nan pozisyon sa a, sa ki efektivman deplase dislokasyon an. Lè yo aplike yon fòs sou pyès la, mouvman agregasyon dislokasyon yo nan mikwoestrikti a pèmèt li pliye, detire oswa konprese san li pa kraze oswa kraze.
Lè yon fòs aji sou yon alyaj metal, sistèm nan ogmante enèji. Si yo ajoute ase enèji pou lakòz defòmasyon plastik, rezo a defòme epi nouvo dislokasyon fòme. Li sanble lojik ke sa ta dwe ogmante duktilité, paske li libere plis espas e konsa kreye potansyèl pou plis mouvman dislokasyon. Sepandan, lè dislokasyon yo fè kolizyon, yo ka ranje youn lòt.
Tank kantite ak konsantrasyon dislokasyon yo ap ogmante, plis dislokasyon vin kole ansanm, sa ki diminye duktilite a. Evantyèlman, tèlman anpil dislokasyon parèt ke fòme a frèt pa posib ankò. Piske dislokasyon ki deja egziste yo pa ka deplase ankò, lyezon atomik ki nan rezo a lonje jiskaske yo kase oswa kraze. Se poutèt sa alyaj metal yo vin pi di, e se poutèt sa gen yon limit nan kantite defòmasyon plastik yon metal ka sipòte anvan li kraze.
Grenn jwe yon wòl enpòtan tou nan rekui. Rekui yon materyèl ki vin di pa travay esansyèlman retabli mikwoestrikti a epi konsa retabli duktilite a. Pandan pwosesis rekui a, grenn yo transfòme an twa etap:
Imajine yon moun k ap mache nan yon wagon tren ki chaje moun. Ou ka sèlman mete foul moun nan plas yo lè w kite espas ant ranje yo, tankou dislokasyon nan yon treyi. Pandan y ap avanse, moun ki dèyè yo te ranpli vid yo te kite a, pandan y ap kreye nouvo espas devan yo. Yon fwa yo rive nan lòt bout wagon an, aranjman pasaje yo chanje. Si twòp moun eseye pase an menm tan, pasaje k ap eseye fè plas pou mouvman yo pral fè kolizyon youn ak lòt epi frape mi wagon tren yo, sa ki pral bloke tout moun nan plas yo. Plis dislokasyon parèt, se plis li difisil pou yo deplase an menm tan.
Li enpòtan pou konprann nivo minimòm defòmasyon ki nesesè pou deklanche rekristalizasyon an. Sepandan, si metal la pa gen ase enèji defòmasyon anvan yo chofe l, rekristalizasyon an p ap fèt epi grenn yo ap kontinye grandi pi lwen pase gwosè orijinal yo.
Yo ka ajiste pwopriyete mekanik yo lè yo kontwole kwasans grenn yo. Yon limit grenn se esansyèlman yon miray dislokasyon. Yo anpeche mouvman.
Si kwasans grenn yo limite, yon pi gwo kantite ti grenn ap pwodui. Grenn ki pi piti sa yo konsidere kòm pi rafine an tèm de estrikti grenn. Plis limit grenn vle di mwens mouvman dislokasyon ak pi gwo fòs.
Si pa gen restriksyon sou kwasans grenn yo, estrikti grenn yo vin pi koryas, grenn yo pi gwo, limit yo pi piti, epi fòs la pi ba.
Gwosè grenn souvan refere a kòm yon nimewo san inite, yon kote ant 5 ak 15. Sa a se yon rapò relatif epi li gen rapò ak dyamèt grenn mwayèn nan. Plis nimewo a wo, se plis granularite a rafine.
ASTM E112 dekri metòd pou mezire ak evalye gwosè grenn. Li enplike konte kantite grenn nan yon zòn bay. Sa a anjeneral fèt lè w koupe yon seksyon kwa nan matyè premyè a, moulen ak poli li, epi answit grave li ak asid pou ekspoze patikil yo. Konte a fèt anba yon mikwoskòp, epi agrandisman an pèmèt echantiyonaj adekwa nan grenn yo. Bay nimewo gwosè grenn ASTM endike yon nivo inifòmite rezonab nan fòm ak dyamèt grenn. Li ka menm avantaje pou limite varyasyon nan gwosè grenn a de oswa twa pwen pou asire pèfòmans konsistan atravè pyès la.
Nan ka redi, fòs ak duktilité gen yon relasyon envès. Relasyon ki genyen ant gwosè grenn ASTM ak fòs gen tandans pozitif ak fò, jeneralman elongasyon an gen yon relasyon envès ak gwosè grenn ASTM. Sepandan, kwasans grenn twòp ka lakòz materyèl "mou ki mouri" yo pa redi efektivman ankò.
Gwosè grenn souvan refere a kòm yon nimewo san inite, yon kote ant 5 ak 15. Sa a se yon rapò relatif epi li gen rapò ak dyamèt grenn mwayèn nan. Plis valè gwosè grenn ASTM lan wo, se plis grenn pa inite sifas.
Gwosè grenn materyèl rkui a varye avèk tan, tanperati ak vitès refwadisman. Rekui anjeneral fèt ant tanperati rekristalizasyon ak pwen fizyon alyaj la. Ranje tanperati rekui rekòmande pou alyaj asye pur austenitik 301 la se ant 1,900 ak 2,050 degre Farennayt. Li pral kòmanse fonn alantou 2,550 degre Farennayt. Okontrè, Titàn klas 1 komèsyal pi ta dwe rkui nan 1,292 degre Farennayt epi fonn alantou 3,000 degre Farennayt.
Pandan rekwit la, pwosesis rekiperasyon ak rekristalizasyon yo konkoure youn ak lòt jiskaske grenn rekristalize yo konsome tout grenn defòme yo. Vitès rekristalizasyon an varye avèk tanperati a. Yon fwa rekristalizasyon an fini, kwasans grenn nan pran plas. Yon pyès asye pur 301 ki rekwit a 1,900°F pandan yon èdtan ap gen yon estrikti grenn ki pi rafine pase menm pyès la ki rekwit a 2,000°F pandan menm tan an.
Si materyèl la pa kenbe nan bon ranje rekui a ase lontan, estrikti ki kapab lakòz la ka yon konbinezon grenn ansyen ak nouvo. Si yo vle pwopriyete inifòm nan tout metal la, pwosesis rekui a ta dwe vize pou reyalize yon estrikti grenn ekiaks inifòm. Inifòm vle di ke tout grenn yo apeprè menm gwosè, epi ekiaks vle di ke yo apeprè menm fòm.
Pou jwenn yon mikwoestrikti inifòm ak ekiaks, chak pyès travay ta dwe ekspoze a menm kantite chalè pou menm kantite tan epi yo ta dwe refwadi nan menm vitès la. Sa pa toujou fasil oswa posib ak rekui an pakèt, kidonk li enpòtan pou omwen tann jiskaske tout pyès travay la satire nan tanperati ki apwopriye a anvan ou kalkile tan tranpe a. Tan tranpe ki pi long ak tanperati ki pi wo ap lakòz yon estrikti grenn ki pi koryas / yon materyèl ki pi mou epi vis vèsa.
Si gwosè grenn yo ak fòs la gen rapò, epi fòs la li te ye, poukisa kalkile grenn yo, pa vre? Tout tès destriktif yo gen varyabilite. Tès tansyon, espesyalman nan epesè ki pi ba, depann anpil sou preparasyon echantiyon an. Rezilta fòs tansyon ki pa reprezante pwopriyete materyèl reyèl yo ka fè eksperyans echèk twò bonè.
Si pwopriyete yo pa inifòm sou tout pyès la, pran yon echantiyon oswa yon echantiyon tès tansyon sou yon bò ka pa di tout istwa a. Preparasyon ak tès echantiyon an kapab pran anpil tan tou. Konbyen tès ki posib pou yon metal, e nan konbyen direksyon li posib? Evalye estrikti grenn yo se yon asirans anplis kont sipriz.
Anizotropik, izotropik. Anizotropi refere a direksyonalite pwopriyete mekanik yo. Anplis fòs, nou ka pi byen konprann anizotropi lè nou egzamine estrikti grenn yo.
Yon estrikti grenn inifòm ak ekiaks ta dwe izotropik, ki vle di li gen menm pwopriyete yo nan tout direksyon. Izotropi enpòtan anpil nan pwosesis desen pwofon kote konsantrisite a enpòtan anpil. Lè yo rale blank la nan mwazi an, materyèl anizotropik la p ap koule inifòmman, sa ki ka mennen nan yon domaj yo rele earing. Earing lan rive kote pati anwo tas la fòme yon silwèt vag. Egzamine estrikti grenn nan ka revele kote inomojèn yo nan pyès la epi ede dyagnostike kòz rasin lan.
Bon rekui enpòtan anpil pou reyalize izotropi, men li enpòtan tou pou konprann limit defòmasyon an anvan rekui a. Pandan materyèl la ap defòme plastikman, grenn yo kòmanse defòme. Nan ka woule a frèt, lè yo konvèti epesè an longè, grenn yo ap lonje nan direksyon woule a. Pandan rapò aspè grenn yo ap chanje, izotropi a ak pwopriyete mekanik yo an jeneral chanje tou. Nan ka pyès ki defòme anpil, kèk oryantasyon ka rete menm apre rekui a. Sa lakòz anizotropi. Pou materyèl ki elabore pwofondman, pafwa li nesesè pou limite kantite defòmasyon anvan rekui final la pou evite mete.
kale zoranj. Ranmase se pa sèl domaj embouti pwofon ki asosye ak mwazi an. Kale zoranj rive lè yo rale matyè premyè ki gen patikil twò koryas. Chak grenn defòme endepandamman epi kòm yon fonksyon oryantasyon kristal li. Diferans nan defòmasyon ant grenn adjasan yo lakòz yon aparans teksture menm jan ak kale zoranj. Teksti se estrikti granulaire ki revele sou sifas miray tas la.
Menm jan ak pixel yo sou yon ekran televizyon, ak yon estrikti ki gen grenn fen, diferans ki genyen ant chak grenn ap mwens aparan, sa ki efektivman ogmante rezolisyon an. Espesifye pwopriyete mekanik yo sèlman ka pa sifi pou asire yon gwosè grenn ki ase fen pou anpeche efè kale zoranj lan. Lè varyasyon dimansyon pyès la mwens pase 10 fwa dyamèt grenn nan, pwopriyete grenn endividyèl yo ap kondwi konpòtman fòmasyon an. Li pa defòme egalman sou anpil grenn, men li reflete gwosè espesifik ak oryantasyon chak grenn. Sa ka wè nan efè kale zoranj lan sou mi tas yo trase yo.
Pou yon gwosè grenn ASTM 8, dyamèt grenn mwayèn nan se 885 µin. Sa vle di ke nenpòt rediksyon epesè 0.00885 pous oswa mwens ka afekte pa efè mikwofòmaj sa a.
Malgre ke grenn koryas yo ka lakòz pwoblèm desen pwofon, yo pafwa rekòmande pou enprime. Estampe se yon pwosesis defòmasyon kote yo konprese yon blank pou bay yon topografi sifas vle, tankou yon ka nan kontou vizaj George Washington. Kontrèman ak desen fil, estampe anjeneral pa enplike anpil koule materyèl an gwo, men li mande anpil fòs, ki ka jis defòme sifas blank la.
Pou rezon sa a, minimize estrès koule sifas la lè w sèvi ak yon estrikti grenn ki pi koryas ka ede soulaje fòs ki nesesè pou ranpli mwazi a byen. Sa a sitou vre pou enpresyon lib-moulen, kote dislokasyon sou grenn sifas yo ka koule lib, olye pou yo akimile nan limit grenn yo.
Tandans ki diskite la a se jeneralizasyon ki ka pa aplike nan seksyon espesifik. Sepandan, yo te mete aksan sou benefis ki genyen nan mezire ak estandadize gwosè grenn matyè premyè lè w ap desine nouvo pyès pou evite domaj komen epi optimize paramèt bòdi yo.
Konpayi ki fabrike machin pou koupe metal ak operasyon pou trase metal pwofon pou fòme pyès yo ap byen travay ak metalijisyen ki travay sou rewouleur presizyon ki kalifye teknikman, ki ka ede yo optimize materyèl yo jis nan nivo grenn yo. Lè ekspè metaliji ak enjenyè nan tou de bò relasyon an entegre nan yon sèl ekip, sa ka gen yon enpak transfòmasyon epi pwodui rezilta ki pi pozitif.
Jounal STAMPING se sèl jounal endistri ki dedye a satisfè bezwen mache stamping metal la. Depi 1989, piblikasyon an ap kouvri teknoloji dènye kri, tandans endistri yo, pi bon pratik yo ak nouvèl pou ede pwofesyonèl stamping yo jere biznis yo pi efikasman.
Kounye a, avèk aksè konplè a edisyon dijital The FABRICATOR la, aksè fasil a resous enpòtan nan endistri a.
Edisyon dijital The Tube & Pipe Journal la kounye a aksesib nèt, sa ki bay aksè fasil a resous enpòtan nan endistri a.
Pwofite aksè konplè a edisyon dijital STAMPING Journal la, ki bay dènye avansman teknolojik yo, pi bon pratik yo ak nouvèl endistri pou mache stamping metal la.
Kounye a, avèk aksè konplè a edisyon dijital The Fabricator an panyòl, aksè fasil a resous enpòtan nan endistri a.