Manufaa yanaweza kupatikana kwa kupata maarifa kuhusu safu moja ya muundo wa nafaka ambayo inadhibiti tabia ya kimitambo ya chuma cha pua.Getty Images
Uteuzi wa aloi za chuma cha pua na alumini kwa ujumla huzingatia nguvu, ductility, urefu, na ugumu.Sifa hizi zinaonyesha jinsi vitalu vya ujenzi vya chuma vinavyoitikia mizigo iliyotumiwa.Ni kiashirio cha ufanisi cha kudhibiti vikwazo vya malighafi;yaani, ni kiasi gani kitapiga kabla ya kuvunja.Malighafi lazima iweze kuhimili mchakato wa ukingo bila kuvunja.
Upimaji wa uharibifu na ugumu wa kupima ni njia ya kuaminika na ya gharama nafuu ya kubainisha sifa za kiufundi.Hata hivyo, majaribio haya si ya kuaminika kila mara pindi unene wa malighafi unapoanza kuweka kikomo ukubwa wa sampuli ya jaribio.Upimaji wa mvutano wa bidhaa za chuma bapa bila shaka bado ni muhimu, lakini manufaa yanaweza kupatikana kwa kuangalia kwa undani zaidi safu moja ya muundo wa nafaka ambayo inadhibiti tabia yake ya kimitambo.
Vyuma vimeundwa kwa mfululizo wa fuwele za hadubini zinazoitwa nafaka. Husambazwa kwa nasibu kote kwenye metali. Atomu za vipengele vya aloi, kama vile chuma, chromiamu, nikeli, manganese, silicon, kaboni, naitrojeni, fosforasi na sulfuri katika vyuma visivyo na pua austenitic, ni sehemu ya nafaka moja. elektroni.
Muundo wa kemikali wa aloi huamua mpangilio wa atomi unaopendelewa na thermodynamically katika nafaka, unaojulikana kama muundo wa fuwele.Sehemu zenye usawa wa chuma zilizo na muundo wa kioo unaorudiwa huunda punje moja au zaidi inayoitwa awamu.Sifa za kimitambo za aloi ni kazi ya muundo wa fuwele katika aloi.Sawa huenda kwa ukubwa na mpangilio wa kila nafaka.
Watu wengi wanafahamu hatua za maji. Maji ya kioevu yanapoganda, huwa barafu imara.Hata hivyo, linapokuja suala la metali, hakuna awamu moja tu dhabiti. Familia fulani za aloi zinaitwa baada ya awamu zao.Kati ya vyuma visivyo na pua, aloi za mfululizo wa austenitic 300 zinajumuisha hasa austenite wakati annealed 00consist 4 alloys staili4 au 3 alloys stainst 3 alloys marriste 4 mfululizo wa feri 4 au alloys 3. tensite katika 410 na aloi 420 za chuma cha pua.
Vivyo hivyo kwa aloi za titani.Jina la kila kikundi cha aloi linaonyesha awamu yao kuu kwenye joto la kawaida - alpha, beta au mchanganyiko wa zote mbili.Kuna aloi za alpha, karibu-alpha, alpha-beta, beta na karibu-beta.
Metali ya kioevu inapoganda, chembe kigumu za awamu inayopendelewa na thermodynamically zitasonga pale ambapo shinikizo, halijoto na utungaji wa kemikali huruhusu.Hii kwa kawaida hutokea kwenye miingiliano, kama fuwele za barafu kwenye uso wa bwawa lenye joto siku ya baridi.Nafaka zinapoganda, muundo wa fuwele hukua kuelekea upande mmoja hadi nafaka nyingine ipatikane.Mipaka ya nafaka huunda kwenye makutano kutokana na mikondo ya fuwele za muundo wa makutano. kuweka rundo la cubes ya Rubik ya ukubwa tofauti katika sanduku.Kila mchemraba ina mpangilio wa gridi ya mraba, lakini zote zitapangwa kwa mwelekeo tofauti wa random.Kipande cha kazi cha chuma kilichoimarishwa kikamilifu kinajumuisha mfululizo wa nafaka zinazoonekana kwa nasibu.
Wakati wowote nafaka inapoundwa, kuna uwezekano wa kuwa na kasoro za laini. Hitilafu hizi hazina sehemu za muundo wa fuwele zinazoitwa dislocations. Mitengano hii na harakati zake zinazofuata kwenye nafaka na kuvuka mipaka ya nafaka ni msingi wa usaidizi wa chuma.
Sehemu mtambuka ya sehemu ya kufanyia kazi huwekwa, kusagwa, kung'arishwa na kunakiliwa ili kutazama muundo wa nafaka. Wakati sare na kusawazishwa, miundo midogo inayoonekana kwenye darubini ya macho inaonekana kama fumbo. Kwa kweli, nafaka zina pande tatu, na sehemu ya msalaba ya kila nafaka itatofautiana kulingana na mwelekeo wa sehemu ya kazi.
Wakati muundo wa kioo umejaa atomi zake zote, hakuna nafasi ya kusonga isipokuwa kunyoosha kwa vifungo vya atomiki.
Unapoondoa nusu ya safu ya atomi, unaunda fursa kwa safu nyingine ya atomi kuingizwa kwenye nafasi hiyo, kusonga kwa ufanisi kutengana. Wakati nguvu inatumiwa kwenye workpiece, mwendo wa jumla wa kutenganisha katika microstructure huwezesha kuinama, kunyoosha au compress bila kuvunja au kuvunja.
Wakati nguvu inavyofanya juu ya aloi ya chuma, mfumo huongeza nishati.Ikiwa nishati ya kutosha imeongezwa ili kusababisha deformation ya plastiki, deforms ya kimiani na fomu mpya ya dislocations.Inaonekana kuwa ni mantiki kwamba hii inapaswa kuongeza ductility, kwani inafungua nafasi zaidi na hivyo inajenga uwezekano wa mwendo zaidi wa kufuta.Hata hivyo, wakati dislocations inapogongana, wanaweza kurekebisha kila mmoja.
Kadiri idadi na mkusanyiko wa mitengano inavyoongezeka, mitengano zaidi na zaidi huunganishwa pamoja, na hivyo kupunguza udugu. Hatimaye mitengano mingi sana inaonekana kwamba uundaji wa baridi hauwezekani tena. Kwa vile mitengano iliyopo ya pini haiwezi kusonga tena, vifungo vya atomiki kwenye kimiani hadi vivunjike au kuvunjika. Hii ndiyo sababu aloi za chuma hufanya kazi kwa ugumu wa kuvunja kabla ya kupasuka kwa chuma.
Nafaka pia ina jukumu muhimu katika kuchuja. Kuchuja nyenzo iliyoimarishwa na kazi kimsingi hurejesha muundo mdogo na hivyo kurejesha udugu. Wakati wa mchakato wa kuchuja, nafaka hubadilishwa katika hatua tatu:
Hebu fikiria mtu anatembea kwenye gari la treni lililojaa watu wengi. Umati unaweza kubanwa tu kwa kuacha mapengo kati ya safu, kama vile kutenganisha kwenye kimiani. Walipokuwa wakiendelea, watu waliokuwa nyuma yao walijaza pengo waliloliacha, huku wakitengeneza nafasi mpya mbele. Mara tu wanapofika mwisho mwingine wa behewa, mpangilio wa abiria hubadilika. Ikiwa watu wengine wengi sana watajaribu kugonga chumba na kuta za chumba, kila mtu atajaribu kugonga kila chumba na kujaribu kugonga chumba. ya magari ya treni, yakibandika kila mtu mahali pake.Kadiri mitengano inavyoonekana, ndivyo inavyokuwa vigumu kwao kusonga kwa wakati mmoja.
Ni muhimu kuelewa kiwango cha chini cha deformation kinachohitajika ili kuchochea recrystallization.Hata hivyo, ikiwa chuma haina nishati ya kutosha ya deformation kabla ya joto, recrystallization haitatokea na nafaka zitaendelea kukua zaidi ya ukubwa wao wa awali.
Sifa za kimitambo zinaweza kupangwa kwa kudhibiti ukuaji wa nafaka. Mpaka wa nafaka kimsingi ni ukuta wa kutengana. Zinazuia harakati.
Ukuaji wa nafaka ukizuiliwa, idadi kubwa zaidi ya nafaka ndogo itazalishwa. Nafaka hizi ndogo huchukuliwa kuwa bora zaidi kulingana na muundo wa nafaka. Mipaka zaidi ya nafaka inamaanisha mwendo mdogo wa kutenganisha na nguvu ya juu.
Ikiwa ukuaji wa nafaka hauzuiliwi, muundo wa nafaka unakuwa mbaya zaidi, nafaka ni kubwa, mipaka ni ndogo, na nguvu ni ya chini.
Ukubwa wa nafaka mara nyingi hujulikana kama nambari isiyo na nambari, mahali fulani kati ya 5 na 15. Huu ni uwiano wa jamaa na unahusiana na kipenyo cha wastani cha nafaka. Nambari ya juu, granularity inakuwa ndogo zaidi.
ASTM E112 inabainisha mbinu za kupima na kutathmini ukubwa wa nafaka. Inahusisha kuhesabu kiasi cha nafaka katika eneo fulani. Hii kwa kawaida hufanywa kwa kukata sehemu mtambuka ya malighafi, kusaga na kung'arisha, na kisha kuichonga kwa asidi ili kufichua chembechembe. Kuhesabu hufanywa kwa darubini, na ukuzaji huruhusu upanuzi wa saizi ya nafaka ya ASTM kwa kiwango kinachofaa. ity katika umbo na kipenyo cha nafaka. Inaweza hata kuwa na faida kupunguza utofauti wa ukubwa wa nafaka hadi pointi mbili au tatu ili kuhakikisha utendakazi thabiti kwenye sehemu ya kazi.
Katika kesi ya ugumu wa kazi, nguvu na ductility zina uhusiano wa kinyume.Uhusiano kati ya ukubwa wa nafaka ya ASTM na nguvu huwa na chanya na nguvu, kwa ujumla elongation inahusiana kinyume na ukubwa wa nafaka ya ASTM.Hata hivyo, ukuaji wa nafaka nyingi unaweza kusababisha nyenzo "zilizokufa" zisifanye kazi ngumu kwa ufanisi.
Ukubwa wa nafaka mara nyingi hujulikana kama nambari isiyo na nambari, mahali fulani kati ya 5 na 15. Huu ni uwiano wa jamaa na unahusiana na kipenyo cha wastani cha nafaka. Kadiri thamani ya nafaka ya ASTM inavyopanda, ndivyo nafaka nyingi zaidi kwa kila eneo.
Saizi ya nafaka ya nyenzo iliyoangaziwa hutofautiana kulingana na wakati, halijoto na kiwango cha kupoeza. Upasuaji kwa kawaida hufanywa kati ya halijoto ya kusasisha fuwele na kiwango myeyuko wa aloi. Kiwango cha joto kinachopendekezwa cha annealing kwa aloi ya chuma cha pua austenitic alloy 301 ni kati ya 1,900 na 2,050 digrii Selsiasi. Itaanza kuyeyuka kwa digrii 2,550 kibiashara. tanium inapaswa kuchujwa kwa nyuzijoto 1,292 na kuyeyuka karibu nyuzi joto 3,000.
Wakati wa kuchuja, michakato ya kurejesha na kusasisha fuwele hushindana hadi nafaka zilizosasishwa zitumie nafaka zote zilizoharibika. Kiwango cha urekebishaji wa fuwele hutofautiana kulingana na halijoto. Mara tu urekebishaji wa fuwele kukamilika, ukuaji wa nafaka huchukua nafasi. Kipande cha kazi cha chuma cha pua cha 301 kilichochotwa kwa 1,900 ° F kwa saa moja kitakuwa na muundo bora zaidi kuliko saa sawa na saa ya kazi kwa 2 °.
Iwapo nyenzo hazijawekwa katika safu ifaayo ya kuziba kwa muda wa kutosha, muundo unaotokana unaweza kuwa mchanganyiko wa nafaka nzee na mpya. Ikiwa sifa zinazofanana zinahitajika kote kwenye chuma, mchakato wa upanuzi unapaswa kulenga kufikia muundo unaofanana wa nafaka iliyosawazishwa. Sare inamaanisha kuwa nafaka zote zina takriban saizi sawa, na kusawazisha inamaanisha kuwa zina takriban umbo sawa.
Ili kupata muundo mdogo wa sare na usawa, kila sehemu ya kazi inapaswa kuonyeshwa kwa kiwango sawa cha joto kwa muda sawa na inapaswa kupoe kwa kiwango sawa. Hii sio rahisi kila wakati au inawezekana kwa uwekaji wa bechi, kwa hivyo ni muhimu kungojea hadi kifaa kizima kijazwe kwa halijoto ifaayo kabla ya kuhesabu wakati wa kuloweka. Nyakati ndefu za kuloweka na muundo wa nafaka wa juu zaidi na muundo wa chombo cha joto utasababisha nafaka ya juu.
Ikiwa ukubwa wa nafaka na nguvu zinahusiana, na nguvu inajulikana, kwa nini kukokotoa nafaka, sivyo?Majaribio yote ya uharibifu yana tofauti.Upimaji wa mshiko, hasa katika unene wa chini, unategemea sana utayarishaji wa sampuli.Matokeo ya nguvu ya mvutano ambayo hayawakilishi sifa halisi za nyenzo yanaweza kukumbwa na hitilafu mapema.
Ikiwa sifa si sawa katika sehemu yote ya kazi, kuchukua kielelezo cha majaribio ya mvutano au sampuli kutoka kwenye ukingo mmoja huenda kusisimulie hadithi nzima. Maandalizi na majaribio ya sampuli yanaweza pia kuchukua muda. Ni majaribio ngapi yanawezekana kwa chuma fulani, na inawezekana kwa pande ngapi? Kutathmini muundo wa nafaka ni bima ya ziada dhidi ya mshangao.
Anisotropic, isotropic.Anisotropy inahusu mwelekeo wa mali ya mitambo.Mbali na nguvu, anisotropy inaweza kueleweka zaidi kwa kuchunguza muundo wa nafaka.
Muundo wa nafaka sare na usawa unapaswa kuwa isotropiki, ambayo inamaanisha kuwa ina mali sawa katika pande zote.Isotropi ni muhimu hasa katika michakato ya kuchora ya kina ambapo umakini ni muhimu.Wakati tupu inapovutwa kwenye ukungu, nyenzo za anisotropiki hazitatiririka sawasawa, ambayo inaweza kusababisha kasoro inayoitwa earing.Pete hutokea ambapo sehemu ya juu ya sehemu ya juu ya sehemu ya simogeneti ya kikombe inaweza kufichua sehemu ya juu ya sehemu ya simogene ya cuphouette ya siamininihou ya kikombe. workpiece na kusaidia kutambua sababu ya mizizi.
Uchimbaji ufaao ni muhimu ili kufikia isotropi, lakini ni muhimu pia kuelewa kiwango cha deformation kabla ya kuchujwa. Nyenzo inapoharibika, nafaka huanza kuharibika. Katika hali ya kuviringika kwa baridi, kubadilisha unene hadi urefu, nafaka zitarefuka katika mwelekeo wa kuviringisha. Kadiri uwiano wa kipengele cha nafaka unavyobadilika, ndivyo muundo wa isotropi au sehemu ya kiutendaji inaweza kubadilika kwa ujumla. kuchafuliwa hata baada ya annealing.Hii husababisha anisotropy.Kwa nyenzo za kina, wakati mwingine ni muhimu kupunguza kiasi cha deformation kabla ya annealing ya mwisho ili kuepuka kuvaa.
ganda la chungwa.Kuokota si kasoro pekee ya mchoro wa kina inayohusishwa na die.Ganda la chungwa hutokea wakati malighafi yenye chembechembe zisizo kali zaidi inapotolewa.Kila nafaka huharibika kivyake na kama kipengele cha uelekeo wake wa kioo.Tofauti ya mgeuko kati ya chembe zilizo karibu husababisha mwonekano wa umbile sawa na ganda la chungwa.Muundo ni umbo la punjepunje la ukuta uliofichuliwa kwenye kikombe.
Kama vile pikseli kwenye skrini ya TV, iliyo na muundo mzuri, tofauti kati ya kila punje haitaonekana, hivyo basi kuongeza azimio. Kubainisha sifa za kiufundi pekee kunaweza kusitoshe kuhakikisha ukubwa wa nafaka wa kutosha ili kuzuia athari ya maganda ya chungwa. Wakati tofauti ya kimuundo ya kipande cha kazi ni chini ya mara 10 ya kipenyo cha nafaka, sifa za nafaka ya mtu binafsi, sifa za nafaka moja moja, lakini tabia ya nafaka moja au nyingine haitaonyesha muundo wa nafaka mahususi. ya kila nafaka.Hii inaweza kuonekana kutokana na athari ya peel ya machungwa kwenye kuta za vikombe vilivyotolewa.
Kwa saizi ya nafaka ya ASTM ya 8, wastani wa kipenyo cha nafaka ni 885 µin. Hii inamaanisha kuwa upunguzaji wowote wa unene wa inchi 0.00885 au chini unaweza kuathiriwa na athari hii ya uundaji midogo.
Ingawa nafaka mbovu zinaweza kusababisha matatizo ya kina ya kuchora, wakati mwingine hupendekezwa kwa kuchapisha. Kupiga chapa ni mchakato wa urekebishaji ambapo tupu hubanwa ili kutoa topografia ya uso inayohitajika, kama vile robo ya mtaro wa uso wa George Washington. Tofauti na kuchora kwa waya, kupiga muhuri kwa kawaida hakuhusishi mtiririko mwingi wa nyenzo, lakini huhitaji nguvu nyingi, ambayo inaweza kugeuza uso usio na kitu.
Kwa sababu hii, kupunguza mkazo wa mtiririko wa uso kwa kutumia muundo wa nafaka iliyozidi kunaweza kusaidia kupunguza nguvu zinazohitajika kwa kujaza mold sahihi. Hii ni kweli hasa kwa uchapishaji wa bure, ambapo kutengana kwenye nafaka za uso kunaweza kutiririka kwa uhuru, badala ya kujilimbikiza kwenye mipaka ya nafaka.
Mitindo inayojadiliwa hapa ni mijadala ambayo huenda isitumike kwa sehemu mahususi.Hata hivyo, iliangazia manufaa ya kupima na kusawazisha ukubwa wa nafaka ya malighafi wakati wa kubuni sehemu mpya ili kuepuka kasoro za kawaida na kuboresha vigezo vya uundaji.
Watengenezaji wa mashine za usahihi wa kukanyaga chuma na uchoraji wa kina kwenye chuma ili kuunda sehemu zao watafanya kazi vyema na wataalamu wa metallurgists kwenye vivingirisho vilivyohitimu kitaalam ambavyo vinaweza kuwasaidia kuboresha nyenzo hadi kiwango cha nafaka.Wataalamu wa metallurgiska na uhandisi wa pande zote za uhusiano wanaunganishwa katika timu moja, inaweza kuwa na athari ya mabadiliko na kutoa matokeo mazuri zaidi.
STAMPING Journal ndilo jarida pekee la tasnia linalojitolea kuhudumia mahitaji ya soko la chuma chapa.Tangu 1989, chapisho hili limekuwa likiangazia teknolojia za kisasa, mwelekeo wa tasnia, mbinu bora na habari ili kusaidia wataalamu wa upigaji chapa kuendesha biashara zao kwa ufanisi zaidi.
Sasa kwa ufikiaji kamili wa toleo la dijiti la The FABRICATOR, ufikiaji rahisi wa rasilimali muhimu za tasnia.
Toleo la kidijitali la Jarida la Tube & Pipe sasa linapatikana kikamilifu, na kutoa ufikiaji rahisi wa rasilimali muhimu za tasnia.
Furahia ufikiaji kamili wa toleo la dijitali la STAMPING Journal, ambalo hutoa maendeleo ya hivi punde ya kiteknolojia, mbinu bora na habari za tasnia kwa soko la chuma chapa.
Sasa kwa ufikiaji kamili wa toleo la dijitali la The Fabricator en Español, ufikiaji rahisi wa rasilimali muhimu za tasnia.