1. Care este principiul de bază din spatele modului în care conținutul de carbon afectează duritatea bobinelor-laminate la rece?
Consolidarea soluției solide: Atomii de carbon există ca soluții solide interstițiale în rețeaua de ferită. Deoarece atomii de carbon sunt mult mai mici decât atomii de fier, ei distorsionează rețeaua de fier, creând câmpuri de stres localizate și împiedicând mișcarea de dislocare. Această distorsiune a rețelei crește rezistența materialului la deformarea plastică, rezultând o duritate și rezistență îmbunătățite.
Întărirea transformării de fază și determinarea microstructurii: conținutul de carbon determină microstructura oțelului:
Oțel cu ultra-carbon scăzut (C ≤ 0,01%): microstructura este aproape 100% ferită. Ferita în sine este relativ moale și are o duritate extrem de scăzută.
Oțel cu conținut scăzut de carbon (C 0,02% ~ 0,15%): Ferită + o cantitate mică de perlită. Perlita este un amestec stratificat de ferită și cementită (Fe₃C, un compus extrem de dur), iar duritatea sa este mult mai mare decât cea a feritei.
Oțel carbon mediu (C 0,25%~0,60%): proporția de perlită este semnificativ crescută, rezultând o duritate moderată.
Oțel cu conținut ridicat de carbon (C > 0,60%): Apare mai multă cementită în microstructură și chiar se formează carburi de rețea sau granulare, rezultând o creștere semnificativă a durității.
2.Care este relația cantitativă dintre conținutul de carbon și duritatea bobinelor-laminate la rece?
Conversia durității: luând ca exemplu bobinele recoapte-laminate la rece:
Oțel cu conținut scăzut de-carbon (de exemplu, SPCC, C ≤ 0,12%): duritate aproximativ HRB 50-70
Oțel cu carbon mediu-(de exemplu, 45#, C 0,42%~0,50%): duritate recoaptă aproximativ HRB 80-90
Oțel cu -carbon ridicat (de exemplu, 65Mn, C 0,62%~0,70%): duritatea recoaptă poate atinge HRB 90-100 sau mai mare
Întărire suplimentară la rece-laminare: pentru bobine-laminate la rece, duritatea finală=(duritatea matricei determinată de conținutul de carbon) + (întărirea prin muncă contribuită de rata de reducere-la laminare la rece). La aceeași rată de reducere-laminare la rece, pentru fiecare creștere cu 0,1% a conținutului de carbon, duritatea (HV) poate crește cu 20-40 de puncte.
Nonlinear Characteristics: In the high-carbon range (>0,8%C), panta de creștere a durității tinde să se aplatizeze din cauza prezenței cementitei de rețea în microstructură și poate duce chiar la o fragilitate crescută, mai degrabă decât la o creștere liniară a durității.
3. Care sunt diferențele dintre ratele de întărire?
Oțel cu conținut scăzut de-carbon: are o capacitate de întărire relativ scăzută. Duritatea crește după laminarea la rece, dar viteza de întărire este lentă, permițând rate mari de reducere fără a se crăpa ușor.
Oțel cu-carbon ridicat: are o rată de întărire la lucru extrem de ridicată. Datorită cantității mari de perlit și carburi prezente deja în microstructura inițială, mișcarea de dislocare este mai grav împiedicată în timpul laminarii la rece, rezultând o creștere bruscă a durității cu creșterea ratei de reducere și este mai probabil să ajungă la saturație.
4. Care sunt diferențele de duritate în funcție de starea de livrare?
Stare recoaptă: Înmuiat pentru a facilita prelucrarea și formarea ulterioară.
1/4 tare, 1/2 tare: duritate intermediară obținută prin controlul ratei de reducere la laminare la rece.
Stare dură completă: duritatea atinge valoarea maximă pentru acest conținut de carbon după laminare la rece cu o rată de reducere mare.
5. Cum să selectați conținutul și procesul de carbon pe baza cerințelor de duritate în producție sau aplicare?
Design al compoziției:
Pentru aplicații care necesită duritate extrem de mare (de exemplu, benzi de oțel cu arc, lame de tăiere): trebuie selectat oțel cu conținut ridicat de-carbon (de exemplu, 65Mn, C75S, SK5), deoarece călirea prin prelucrare singură nu poate ridica duritatea oțelului cu conținut scăzut de-carbon la nivelul necesar.
Pentru aplicații care necesită o formabilitate excelentă (de exemplu, piese ambutisate adânc): trebuie utilizat oțel cu carbon ultra{-scăzut-sau cu conținut scăzut-de carbon, deoarece recoacerea nu poate elimina pierderea de plasticitate cauzată de conținutul ridicat de carbon.
Compensarea procesului:
Ajustarea recoacerii: în procesele de recoacere continuă sau de tip clopot{0}}, dacă este detectat un conținut ridicat de carbon într-o anumită căldură, care are ca rezultat o duritate ridicată, temperatura de recoacere poate fi crescută în mod corespunzător sau timpul de menținere poate fi prelungit pentru a reduce duritatea prin recristalizare și sferoidizare.
Tratament la temperatură: pentru oțelurile cu carbon mediu- și înalt{-, uneori se utilizează „coacerea critică” sau „coacerea izotermă” pentru a obține o microstructură specifică (de exemplu, sorbit) pentru a echilibra duritatea și tenacitatea.
Criterii de calitate:
Duritatea bobinelor-laminate la rece nu poate fi dedusă pur și simplu din conținutul de carbon. La același conținut de carbon, duritatea finală poate varia semnificativ din cauza diferențelor în procesele de reducere a laminarii la rece și de recoacere.
Atunci când selectează materiale, utilizatorii trebuie să acorde atenție atât gradului (gama corespunzătoare de conținut de carbon), cât și condițiilor de livrare (recoace, 1/4 tare, 1/2 tare, complet tare etc.).