Առավելությունները կարելի է ձեռք բերել՝ պատկերացում կազմելով հացահատիկի կառուցվածքի մեկ շերտի մասին, որը վերահսկում է չժանգոտվող պողպատի մեխանիկական վարքը: Getty Images
Չժանգոտվող պողպատի և ալյումինի համաձուլվածքների ընտրությունը հիմնականում կենտրոնանում է ամրության, ճկունության, երկարացման և կարծրության շուրջ: Այս հատկությունները ցույց են տալիս, թե ինչպես են մետաղի շինանյութերը արձագանքում կիրառվող բեռներին: Դրանք հումքի սահմանափակումները կառավարելու արդյունավետ ցուցանիշ են:այսինքն՝ որքանով այն կծկվի կոտրվելուց առաջ։ Հումքը պետք է կարողանա դիմակայել ձուլման գործընթացին՝ առանց կոտրվելու։
Կործանարար առաձգական փորձարկումը հուսալի, ծախսարդյունավետ մեթոդ է մեխանիկական հատկությունները որոշելու համար: Այնուամենայնիվ, այս թեստերը միշտ չէ, որ այնքան հուսալի են, երբ հումքի հաստությունը սկսում է սահմանափակել փորձանմուշի չափը: Հարթ մետաղական արտադրանքի առաձգական փորձարկումը, իհարկե, դեռևս օգտակար է, բայց օգուտներ կարելի է ձեռք բերել՝ ավելի խորը նայելով դրա կառուցվածքի մեկ շերտի վրա:
Մետաղները կազմված են մի շարք մանրադիտակային բյուրեղներից, որոնք կոչվում են հատիկներ: Դրանք պատահականորեն բաշխված են ամբողջ մետաղի վրա: Լեգիրման տարրերի ատոմները, ինչպիսիք են երկաթը, քրոմը, նիկելը, մանգանը, սիլիցիումը, ածխածինը, ազոտը, ֆոսֆորը և ծծումբը, ավստենիտիկ չժանգոտվող պողպատների լուծույթի մեջ են, որոնք կազմում են պինդ չժանգոտվող պողպատի ատոմները: բյուրեղային ցանց իրենց ընդհանուր էլեկտրոնների միջով:
Համաձուլվածքի քիմիական բաղադրությունը որոշում է հատիկների մեջ ատոմների թերմոդինամիկորեն նախընտրելի դասավորությունը, որը հայտնի է որպես բյուրեղային կառուցվածք: Կրկնվող բյուրեղային կառուցվածք պարունակող մետաղի միատարր մասերը կազմում են մեկ կամ մի քանի հատիկներ, որոնք կոչվում են փուլեր: Համաձուլվածքի մեխանիկական հատկությունները համաձուլվածքի բյուրեղային կառուցվածքի ֆունկցիան են:
Մարդկանց մեծամասնությունը ծանոթ է ջրի փուլերին: Երբ հեղուկ ջուրը սառչում է, այն դառնում է պինդ սառույց: Այնուամենայնիվ, երբ խոսքը վերաբերում է մետաղներին, գոյություն չունի միայն մեկ պինդ փուլ: Որոշ համաձուլվածքների ընտանիքներ կոչվում են դրանց փուլերի անուններով: Չժանգոտվող պողպատների շարքում 300 սերիայի ավստենիտիկ համաձուլվածքները հիմնականում բաղկացած են ավստենիտից, երբ այն կազմված է առանց 300 սերիայի: պողպատ կամ մարտենսիտ 410 և 420 չժանգոտվող պողպատի համաձուլվածքներում:
Նույնը վերաբերում է տիտանի համաձուլվածքներին: Յուրաքանչյուր համաձուլվածքի խմբի անվանումը ցույց է տալիս սենյակային ջերմաստիճանում դրանց գերակշռող փուլը՝ ալֆա, բետա կամ երկուսի խառնուրդ: Կան ալֆա, մոտ ալֆա, ալֆա-բետա, բետա և մոտ բետա համաձուլվածքներ:
Երբ հեղուկ մետաղը պնդանում է, թերմոդինամիկորեն նախընտրելի փուլի պինդ մասնիկները նստում են այնտեղ, որտեղ ճնշումը, ջերմաստիճանը և քիմիական բաղադրությունը թույլ են տալիս: Դա սովորաբար տեղի է ունենում միջերեսներում, ինչպես սառցե բյուրեղները տաք լճակի մակերեսին ցուրտ օրվա ընթացքում: բյուրեղային կառուցվածքների կողմնորոշումները: Պատկերացրեք, որ Ռուբիկի տարբեր չափերի մի փունջ եք դնում տուփի մեջ: Յուրաքանչյուր խորանարդ ունի քառակուսի ցանցային դասավորություն, բայց դրանք բոլորը դասավորված կլինեն տարբեր պատահական ուղղություններով: Լիովին ամրացված մետաղի մշակման կտորը բաղկացած է մի շարք թվացյալ պատահական կողմնորոշված ​​հատիկներից:
Ամեն անգամ, երբ ձևավորվում է հատիկ, կա գծերի թերությունների հավանականություն: Այս թերությունները բացակայում են բյուրեղային կառուցվածքի մասերից, որոնք կոչվում են տեղաշարժեր: Այս տեղահանումները և դրանց հետագա շարժումը հատիկի միջով և հատիկի սահմաններով կարևոր են մետաղի ճկունության համար:
Աշխատանքային մասի խաչմերուկը տեղադրվում է, հղկվում, հղկվում և փորագրվում է հատիկի կառուցվածքը դիտելու համար: Երբ միատեսակ և հավասարազոր է, օպտիկական մանրադիտակի վրա նկատվող միկրոկառուցվածքները մի փոքր նման են ոլորահատ սղոցի: Իրականում հատիկները եռաչափ են, և յուրաքանչյուր հատիկի խաչմերուկը կախված է աշխատանքից:
Երբ բյուրեղային կառուցվածքը լցված է իր բոլոր ատոմներով, շարժման համար տեղ չի մնում, բացի ատոմային կապերի ձգումից:
Երբ հեռացնում եք ատոմների շարքի կեսը, հնարավորություն եք ստեղծում, որ ատոմների մեկ այլ շարք սահի այդ դիրքում՝ արդյունավետորեն շարժելով տեղահանումը: Երբ աշխատանքային մասի վրա ուժ է գործադրվում, միկրոկառուցվածքում տեղաշարժերի ագրեգացված շարժումը հնարավորություն է տալիս այն թեքվել, ձգվել կամ սեղմվել առանց կոտրվելու կամ կոտրվելու:
Երբ ուժը գործում է մետաղական համաձուլվածքի վրա, համակարգը մեծացնում է էներգիան: Եթե ավելացվի բավարար էներգիա պլաստիկ դեֆորմացիա առաջացնելու համար, վանդակը դեֆորմացվում է և ձևավորվում են նոր տեղաշարժեր: Տրամաբանական է թվում, որ դա պետք է մեծացնի ճկունությունը, քանի որ այն ավելի շատ տարածություն է ազատում և այդպիսով ստեղծում է ավելի շատ տեղահանման շարժման հնարավորություն: Այնուամենայնիվ, երբ տեղահանումները բախվում են, դրանք կարող են ուղղել միմյանց:
Քանի որ դիսլոկացիաների քանակն ու կոնցենտրացիան մեծանում են, ավելի ու ավելի շատ տեղահանումներ են ամրացվում՝ նվազեցնելով ճկունությունը: Ի վերջո, հայտնվում են այնքան տեղաշարժեր, որ սառը ձևավորումն այլևս հնարավոր չէ: Քանի որ գոյություն ունեցող կապող տեղաշարժերն այլևս չեն կարող շարժվել, վանդակի ատոմային կապերը ձգվում են մինչև կոտրվեն կամ կոտրվեն: Ահա թե ինչու մետաղների համաձուլվածքները կարող են սահմանափակվել մետաղի պայթեցմամբ, և ինչու է մետաղի համաձուլվածքները սահմանափակվում:
Հացահատիկը նաև կարևոր դեր է խաղում եռացման գործում: Աշխատանքով կարծրացած նյութի հալումը հիմնականում վերականգնում է միկրոկառուցվածքը և այդպիսով վերականգնում է ճկունությունը: Եռման գործընթացի ընթացքում հատիկները փոխակերպվում են երեք փուլով.
Պատկերացրեք մարդուն, որը քայլում է մարդաշատ գնացքի վագոնի միջով: Բազմությունը կարող է սեղմվել՝ շարքերի միջև բացեր թողնելով, ինչպես վանդակի մեջ տեղաշարժվելը: Երբ նրանք առաջ էին գնում, նրանց հետևում գտնվող մարդիկ լրացրեցին իրենց թողած դատարկությունը, մինչդեռ նրանք ստեղծեցին նոր տարածք առջևում: դիպչել միմյանց և հարվածել գնացքի վագոնների պատերին՝ ամրացնելով բոլորին տեղում: Որքան շատ տեղաշարժեր հայտնվեն, այնքան դժվար է նրանց համար միաժամանակ շարժվել:
Կարևոր է հասկանալ դեֆորմացիայի նվազագույն մակարդակը, որն անհրաժեշտ է վերաբյուրեղացում առաջացնելու համար: Այնուամենայնիվ, եթե մետաղը մինչև տաքացումը չունի դեֆորմացման բավարար էներգիա, վերաբյուրեղացումը տեղի չի ունենա, և հատիկները պարզապես կշարունակեն աճել իրենց սկզբնական չափից:
Մեխանիկական հատկությունները կարելի է կարգավորել՝ վերահսկելով հացահատիկի աճը: Հացահատիկի սահմանը, ըստ էության, տեղահանումների պատ է: Նրանք խանգարում են շարժմանը:
Եթե ​​հացահատիկի աճը սահմանափակվի, ավելի մեծ թվով մանր հատիկներ կարտադրվեն: Այս փոքր հատիկները համարվում են ավելի նուրբ հացահատիկի կառուցվածքի տեսանկյունից: Հացահատիկի ավելի շատ սահմանները նշանակում են ավելի քիչ տեղահանման շարժում և ավելի մեծ ուժ:
Եթե ​​հացահատիկի աճը չի սահմանափակվում, հացահատիկի կառուցվածքը դառնում է ավելի կոպիտ, հատիկները՝ ավելի մեծ, սահմաններն ավելի քիչ են, իսկ ամրությունը՝ ավելի ցածր։
Հացահատիկի չափը հաճախ կոչվում է առանց միավորի, ինչ-որ տեղ 5-ի և 15-ի միջև: Սա հարաբերական հարաբերակցություն է և կապված է հատիկի միջին տրամագծի հետ: Որքան մեծ է թիվը, այնքան ավելի նուրբ է հատիկավորությունը:
ASTM E112-ը նախանշում է հացահատիկի չափը չափելու և գնահատելու մեթոդները: Այն ներառում է հատիկի քանակի հաշվում տվյալ տարածքում: Դա սովորաբար արվում է հումքի խաչմերուկը կտրելով, մանրացնելով և փայլեցնելով այն, այնուհետև փորագրելով այն թթվով, որպեսզի բացահայտվեն մասնիկները: չափի համարները ցույց են տալիս հացահատիկի ձևի և տրամագծի միատարրության ողջամիտ մակարդակ: Հնարավոր է նույնիսկ ձեռնտու լինի սահմանափակել հատիկի չափի տատանումները մինչև երկու կամ երեք կետ՝ ապահովելու հետևողական կատարումը մշակման մասում:
Աշխատանքային կարծրացման դեպքում ամրությունը և ճկունությունը հակադարձ կապ ունեն: ASTM հատիկի չափի և ամրության հարաբերությունը հակված է դրական և ամուր լինելու, ընդհանուր առմամբ երկարացումը հակադարձ առնչություն ունի ASTM հատիկի չափի հետ:
Հացահատիկի չափը հաճախ կոչվում է առանց միավորի, ինչ-որ տեղ 5-ի և 15-ի միջև: Սա հարաբերական հարաբերակցություն է և կապված է հացահատիկի միջին տրամագծի հետ: Որքան բարձր է ASTM հատիկի չափի արժեքը, այնքան ավելի շատ հատիկներ միավորի մակերեսով:
Կառուցված նյութի հատիկի չափը տատանվում է ժամանակի, ջերմաստիճանի և հովացման արագության հետ: Զրումը սովորաբար կատարվում է համաձուլվածքի վերաբյուրեղացման ջերմաստիճանի և հալման կետի միջև: Օստենիտային չժանգոտվող պողպատի համաձուլվածքի համար առաջարկվող եռացման ջերմաստիճանի միջակայքը 1900-ից 2050 աստիճանի միջև է: մաքուր 1-ին աստիճանի տիտանը պետք է հալվի 1292 աստիճան Ֆարենհեյթի ջերմաստիճանում և հալվի մոտ 3000 աստիճան Ֆարենհայթում:
Հալման ընթացքում վերականգնման և վերաբյուրեղացման գործընթացները մրցակցում են միմյանց հետ, մինչև վերաբյուրեղացված հատիկները կսպառեն բոլոր դեֆորմացված հատիկները: Վերաբյուրեղացման արագությունը տատանվում է ջերմաստիճանի հետ: Վերաբյուրեղացումն ավարտվելուն պես սկսվում է հատիկի աճը: 301 չժանգոտվող պողպատից մշակված կտորը կմշակվի 1,90 ժամ ջերմաստիճանում: 000°F միևնույն ժամանակ:
Եթե ​​նյութը բավականաչափ երկար չի պահվում եռացման համապատասխան տիրույթում, արդյունքում ստացված կառուցվածքը կարող է լինել հին և նոր հատիկների համադրություն: Եթե մետաղի վրա պահանջվում են միատեսակ հատկություններ, ապա հալման գործընթացը պետք է նպատակաուղղված լինի հասնելու հավասարազորված հատիկի կառուցվածքին:
Միատեսակ և հավասարազոր միկրոկառուցվածք ստանալու համար յուրաքանչյուր աշխատանքային կտոր պետք է ենթարկվի նույն քանակությամբ ջերմության նույն քանակությամբ և պետք է սառչի նույն արագությամբ: Դա միշտ չէ, որ հեշտ կամ հնարավոր է խմբաքանակի եռացման դեպքում, ուստի կարևոր է գոնե սպասել մինչև ամբողջ աշխատանքային մասը հագեցած լինի համապատասխան ջերմաստիճանում, նախքան ներծծման ժամանակը հաշվարկելը:
Եթե ​​հատիկի չափն ու ուժը կապված են, և ուժը հայտնի է, ինչու՞ հաշվարկել հատիկները, ճիշտ է: Բոլոր կործանարար փորձարկումներն ունեն փոփոխականություն: Առաձգական փորձարկումը, հատկապես ավելի ցածր հաստության դեպքում, մեծապես կախված է նմուշի պատրաստումից: Առաձգական ուժի արդյունքները, որոնք չեն ներկայացնում նյութի իրական հատկությունները, կարող են վաղաժամ ձախողվել:
Եթե ​​հատկությունները միատեսակ չեն ամբողջ մշակման մասում, ապա մեկ եզրից առաձգական փորձանմուշ կամ նմուշ վերցնելը կարող է չպատմել ամբողջ պատմությունը: Նմուշի պատրաստումն ու փորձարկումը կարող են նաև ժամանակատար լինել: Քանի՞ փորձարկում է հնարավոր տվյալ մետաղի համար և քանի՞ ուղղություններով է դա հնարավոր: Հացահատիկի կառուցվածքի գնահատումը լրացուցիչ ապահովագրություն է անակնկալներից:
Անիզոտրոպ, իզոտրոպ: Անիզոտրոպը վերաբերում է մեխանիկական հատկությունների ուղղորդվածությանը: Բացի ամրությունից, անիզոտրոպությունը կարելի է ավելի լավ հասկանալ՝ ուսումնասիրելով հատիկի կառուցվածքը:
Միատեսակ և հավասարազոր հացահատիկի կառուցվածքը պետք է լինի իզոտրոպ, ինչը նշանակում է, որ այն ունի նույն հատկությունները բոլոր ուղղություններով: Իզոտրոպիան հատկապես կարևոր է խորը գծագրման գործընթացներում, որտեղ կարևոր է համակենտրոնությունը: Հացահատիկի կառուցվածքը կարող է բացահայտել աշխատանքային մասում անհամասեռությունների գտնվելու վայրը և օգնել ախտորոշել հիմնական պատճառը:
Իզոտրոպիայի հասնելու համար կարևոր է ճիշտ եռացումը, բայց նաև կարևոր է հասկանալ դեֆորմացիայի չափը նախքան հալվելը: Քանի որ նյութը պլաստիկորեն դեֆորմացվում է, հատիկները սկսում են դեֆորմացվել: մշակման մասերի որոշ կողմնորոշում կարող է պահպանվել նույնիսկ կռումից հետո: Սա հանգեցնում է անիզոտրոպության: Խորը ձգվող նյութերի դեպքում երբեմն անհրաժեշտ է լինում սահմանափակել դեֆորմացիայի քանակը մինչև վերջնական կռումը` մաշվածությունից խուսափելու համար:
Նարնջի կեղև: Վերցնելը միակ խորը գծագրման թերությունը չէ, որը կապված է թաղանթի հետ: Նարնջի կեղևը առաջանում է, երբ գծվում են չափազանց կոպիտ մասնիկներով հումք: Յուրաքանչյուր հատիկ դեֆորմացվում է ինքնուրույն և իր բյուրեղային կողմնորոշումից:
Ինչպես հեռուստացույցի էկրանի պիքսելները, նուրբ կառուցվածքով, յուրաքանչյուր հատիկի միջև տարբերությունն ավելի քիչ նկատելի կլինի՝ արդյունավետորեն բարձրացնելով լուծաչափը: Միայն մեխանիկական հատկությունների նշումը կարող է բավարար չլինել՝ ապահովելու համար բավական նուրբ հատիկի չափ՝ նարնջի կեղևի ազդեցությունը կանխելու համար: Սա յուրաքանչյուր հատիկի հատուկ չափն ու կողմնորոշումն է: Սա կարելի է տեսնել նարնջի կեղևի ազդեցությունից գծված բաժակների պատերին:
8 ASTM հատիկի չափի համար հատիկի միջին տրամագիծը 885 µin է: Սա նշանակում է, որ 0,00885 դյույմ կամ պակաս հաստության ցանկացած կրճատում կարող է ազդել միկրոձևավորման այս էֆեկտի վրա:
Չնայած կոպիտ հատիկները կարող են խորը գծագրման խնդիրներ առաջացնել, դրանք երբեմն խորհուրդ են տրվում տպագրության համար: Դրոշմումը դեֆորմացման գործընթաց է, որի ժամանակ բլանկը սեղմվում է մակերեսի ցանկալի տեղագրությունը հաղորդելու համար, օրինակ՝ Ջորջ Վաշինգտոնի դեմքի ուրվագծերի մեկ քառորդը:
Այս պատճառով, մակերևութային հոսքի լարվածությունը նվազագույնի հասցնելը` օգտագործելով ավելի կոպիտ հատիկի կառուցվածքը, կարող է օգնել մեղմել կաղապարի պատշաճ լցման համար պահանջվող ուժերը: Սա հատկապես ճիշտ է ազատ ձուլվածքի տպագրության դեպքում, որտեղ մակերևութային հատիկների վրա տեղահանումները կարող են ազատ հոսել, այլ ոչ թե կուտակվել հացահատիկի սահմաններում:
Այստեղ քննարկվող միտումները ընդհանրացումներ են, որոնք կարող են չկիրառվել հատուկ բաժինների համար: Այնուամենայնիվ, նրանք ընդգծեցին հումքի հատիկի չափը չափելու և ստանդարտացնելու առավելությունները նոր մասերի նախագծման ժամանակ՝ ընդհանուր թերություններից խուսափելու և ձուլման պարամետրերը օպտիմալացնելու համար:
Ճշգրիտ մետաղի դրոշմման մեքենաների և դրանց մասերի ձևավորման համար մետաղի վրա խորը գծագրման աշխատանքների արտադրողները լավ կաշխատեն մետալուրգների հետ՝ տեխնիկապես որակավորված ճշգրիտ գլանափաթեթների վրա, որոնք կարող են օգնել նրանց օպտիմալացնել նյութերը մինչև հացահատիկի մակարդակը:
STAMPING Journal-ը միակ արդյունաբերական ամսագիրն է, որը նվիրված է մետաղների դրոշմավորման շուկայի կարիքներին սպասարկելուն: 1989 թվականից հրատարակությունը լուսաբանում է նորագույն տեխնոլոգիաները, ոլորտի միտումները, լավագույն փորձը և նորությունները՝ օգնելու դրոշմավորման մասնագետներին ավելի արդյունավետ վարել իրենց բիզնեսը:
Այժմ The FABRICATOR-ի թվային հրատարակության լիարժեք հասանելիությամբ, հեշտ մուտք դեպի արժեքավոր արդյունաբերության ռեսուրսներ:
The Tube & Pipe Journal-ի թվային հրատարակությունն այժմ լիովին հասանելի է՝ ապահովելով հեշտ մուտք դեպի արժեքավոր արդյունաբերության ռեսուրսներ:
Վայելեք լիարժեք մուտք դեպի STAMPING Journal-ի թվային հրատարակությունը, որն ապահովում է վերջին տեխնոլոգիական առաջընթացները, լավագույն փորձը և արդյունաբերության նորությունները մետաղական դրոշմման շուկայի համար:
Այժմ The Fabricator en Español-ի թվային հրատարակության լիարժեք հասանելիությամբ՝ հեշտ մուտք դեպի արժեքավոր արդյունաբերության ռեսուրսներ: