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 interstițială de ferită ( -Fe). Deoarece atomii de carbon sunt mult mai mici decât atomii de fier, ei distorsionează rețeaua de fier, generând 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.
Transformarea de fază și determinarea microstructurii: conținutul de carbon determină microstructura oțelului:
Oțel cu conținut scăzut de carbon (C < 0,25%): microstructura este în principal ferită cu o cantitate mică de perlită. Ferita în sine este relativ moale, rezultând o duritate generală scăzută.
Oțel carbon mediu (C 0,25%~0,6%): Proporția de perlită crește. Perlita este un amestec stratificat de ferită și cementită (Fe₃C, un compus extrem de dur), cu o duritate mult mai mare decât ferita.
Oțel cu conținut ridicat de carbon (C > 0,6%): În microstructură apare mai multă cementită, formând chiar și carburi de rețea sau granulare, crescând semnificativ duritatea.
2.Există o relație cantitativă între conținutul de carbon și duritatea bobinelor-laminate la rece?
Formula empirică: pentru oțelul carbon-laminat la cald sau recoapt, rezistența la tracțiune (proporțională cu duritatea) are o relație aproximativ liniară cu conținutul de carbon.
Efectul aditiv al întăririi prin laminare la rece: pentru bobinele-laminate la rece, duritatea depinde nu numai de conținutul de carbon, ci și de rata de reducere a laminarii la rece. Densitatea de dislocare crește brusc în timpul laminarii la rece, rezultând întărirea prin lucru.
Tendință cantitativă: la aceeași rată de reducere a laminarii la rece, o creștere cu 0,1% a conținutului de carbon duce de obicei la o creștere semnificativă a durității (de exemplu, HRB sau HV) (de exemplu, HV poate crește cu 20-40 de puncte). Cu toate acestea, în intervalul cu conținut ridicat de carbon, rata de creștere a durității tinde să se aplatizeze din cauza prezenței fazelor fragile în microstructură.
Efectul de revenire: în oțelurile-laminate la rece, recoapte sau călite, modificarea durității cu conținutul de carbon variază în funcție de temperatura de revenire și de comportamentul precipitațiilor de carbură.
3. Care sunt diferențele dintre valorile tipice de duritate și scenariile de aplicare pentru bobinele-laminate la rece cu diferite intervale de conținut de carbon?
Oțel cu ultra-carbon carbon: mai mic sau egal cu 0,01% (cum ar fi oțelul IF), utilizat în panourile de caroserie (uși, capote) și în piese complexe-de ambutisare adâncă.
Oțel cu conținut scăzut de carbon: 0,02%~0,15% Utilizat pentru carcasele aparatelor, piese generale ștanțate și substraturi placate cu cositor.
4.Cum schimbă procesul de laminare la rece în sine duritatea originală determinată de conținutul de carbon?
Diferențe în rata de călire prin muncă:
Oțel cu conținut scăzut de carbon: Capacitate relativ scăzută de întărire. Deși duritatea crește după laminare la rece, viteza de întărire este lentă.
Oțel cu conținut ridicat de carbon: 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.
Efectul aditiv al durității finale:
Duritatea finală a unei bobine-laminate la rece ≈ (duritatea matricei determinată de conținutul de carbon) + (întărirea prin muncă contribuită de rata de reducere a laminarii la rece).
For example: A low-carbon steel cold-rolled coil (such as SPCC) with a large reduction rate (>50%) poate avea o duritate (de exemplu, HRB 85) care depășește cea a unui oțel cu carbon mediu recoapt (de exemplu, oțel recoapt 45# HRB 80). Prin urmare, duritatea poate fi ajustată într-un anumit interval prin procesul de laminare la rece pentru a îndeplini diferite cerințe de aplicare.
5. În producție sau aplicare, cum pot fi ajustate conținutul și procesul de carbon în funcție de cerințele de duritate?
Design al compoziției:
Orientat-țintă: dacă produsul final necesită duritate extrem de mare (de exemplu, bandă de oțel cu arc), trebuie selectat oțel cu-carbon ridicat (de exemplu, 65Mn, C75S), deoarece călirea prin prelucrare singură nu poate ridica duritatea oțelului cu conținut scăzut de-carbon la nivelul necesar.
Plasticitate țintă: dacă este necesară o formabilitate excelentă (de exemplu, ambutisare adâncă), trebuie selectat oțelul 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:
Compensarea fluctuației conținutului de carbon: în procesele de recoacere continuă sau de tip clopot{0}}, dacă se constată că o căldură are un conținut excesiv de carbon (care duce la o duritate excesiv de mare), temperatura de recoacere poate fi crescută în mod corespunzător sau timpul de menținere poate fi prelungit pentru a reduce duritatea la intervalul țintă prin înmuiere (recristalizare și sferoidizare).
Călirea proprietății mecanice: pentru oțelurile cu carbon mediu- și înalt{-, uneori nu se urmărește starea cea mai moale; în schimb, o morfologie perlitică specifică (de exemplu, sorbit) este obținută prin „recoacere critică” sau „recoacere izotermă” pentru a echilibra duritatea și tenacitatea.
Concepții greșite comune în evaluarea calității: este important să rețineți că duritatea bobinelor-laminate la rece nu poate fi dedusă doar din conținutul de carbon. La același conținut de carbon, duritatea finală poate varia foarte mult din cauza ratelor diferite de reducere la laminare la rece și a proceselor de recoacere. Prin urmare, utilizatorii trebuie să acorde atenție atât gradului materialului (corespunzător intervalului de conținut de carbon) cât și stării de alimentare (recoacet, 1/4 dur, 1/2 dur, complet dur etc.) atunci când folosesc materialul.