Стопа очвршћавања аустенитног нерђајућег челика: импликације за хладно обликовање

Шта је брзина очвршћавања и зашто контролише хладно{0}}понашање при формирању аустенитног нерђајућег челика?

Холомонова једначина описује праву криву напрезања-праве деформације у области униформне пластичне-деформације пре него што почне грло. К је коефицијент чврстоће, а н је експонент-очвршћавања деформације: што је н веће, отпорност материјала на даљу деформацију се више повећава за дати прираст деформације. Пошто је н такође једнако стварном напрезању на почетку грлића (према Конзидеровом критеријуму), висока вредност н- је директан показатељ колико се табак може растегнути или извући пре него што почне да се тањи локално и поквари.

За произвођача, овај јединствени број објашњава неколико ствари које се одједном примећују у радњи: зашто нерђајући лим захтева више тонаже него меки челик за исто савијање или извлачење, зашто је површина формираног нерђајућег дела мерљиво тврђа од-које је лим примљен, и зашто би део који је изгледао фино у средини{1}}и који би могао да има успешну операцију дубоког истезања и даље може да се провуче нижи- материјал.

Зашто аустенитне класе раде-брже се стврдњавају од феритног, дуплексног и угљеничног челика?

Енергија грешке слагања (СФЕ) одређује колико лако се дислокације могу преуредити током деформације. Код аустенитног нерђајућег челика, низак СФЕ изазива цепање дислокација на делимичне дислокације које не могу лако да пређу-склизну на нову раван. Уместо да се пониште или преуреде у ниже-енергетске конфигурације, дислокације се гомилају и заплићу, а отпор материјала на даље струјање нагло се пење са напрезањем. Феритни и угљенични челици имају кубну -центрирану (БЦЦ) решетку са вишим СФЕ, тако да се дислокације лакше опорављају и брзина очвршћавања је нижа.

Метастабилни аустенитни разреди -, а највише 301 - додају ТРИП ефекат. Како се материјал деформише, део аустенита (ФЦЦ, немагнетни) се трансформише у мартензит (тетрагонални,-тетрагонални, магнетни и много тврђи). Ова трансформација апсорбује енергију и уводи тврду другу фазу у дуктилну матрицу, због чега посебно 301 може постићи веома високу чврстоћу искључиво хладним радом, без термичке обраде. Дуплексне класе су између: пошто је отприлике половина њихове структуре већ феритна, њихова обимна н-вредност је генерално нижа од потпуно аустенитног квалитета, иако фракција аустенита унутар дуплекс микроструктуре и даље може да се стврдне кроз исте механизме повезане са ТРИП-.

Компаративне деформације-Експоненте каљења према породици челика

н-вредности сакупљене из објављене литературе за{1}}испитивање затезања и техничких података млина под условима АСТМ Е646 испитивања. Стварне вредности варирају у зависности од опсега деформације, правца котрљања, мерача и претходног хладног рада; третирајте их као опсеге пројектовања{4}}фазе планирања, а не сертификоване механичке особине. Потврдите извештајем о испитивању млина (МТР) за специфичну топлоту и темперамент.

Како промена ефекта ТРИП утиче на очвршћавање у метастабилним нивоима као што је 301?

Мд30 се дефинише као температура на којој 30% истинског напрезања производи 50% трансформације у мартензит. То је својство које покреће састав{4}}: нижи садржај никла и нижи садржај интерстиција (угљеник плус азот) повећавају Мд30, што значи да се материјал лакше трансформише на собној температури. Управо ово је логика дизајна иза 301 у односу на 304 - 301 који садржи мање никла, тако да ће радити-очврснути и добити снагу брже током хладног обликовања, уз одређену цену отпорности на корозију и маргине формирања у поређењу са 304.

Практична импликација линије формирања је двострука. Прво, чврстоћа и тврдоћа нису фиксна својства материјала за метастабилну класу као што су за термички-легуру обрађену -, већ су функција од тога колико деформација, и при којој брзини и температури, део заправо види, што значи да је поновљивост процеса (сила држача празног дела, брзина извлачења, температура матрице) део спецификације, а не само сертификат млина. Друго, због тога што је ризик од пуцања у дубоко-ивим деловима са закашњењем повезан са комбинацијом садржаја Мд30 и (Ц+Н), оцене и топлоте са вишим Мд30 захтевају конзервативније размере извлачења, више фаза формирања и ближу инспекцију делова који ће видети трајно заостало напрезање у раду.

На које процесе хладног{0}}оформисања највише утиче висока стопа очвршћавања?

Дубоко цртање и штанцање

Пошто напон протока нагло расте са напрезањем, оптерећење ударца и сила{0}}држача бланка се повећавају како извлачење напредује, а ризик од цепања расте према радијусу ударца и углу матрице где се прво концентрише напрезање. Вишестепено извлачење је стандардно ублажавање: смањење односа извлачења по степену и уметање процеса (решења) жарења између фаза да би се повратила дуктилност пре следеће редукције, уместо покушаја потпуног смањења у једном пролазу као што се може урадити код меког челика.

Савијање и обликовање ваљака

Савијање аустенитног нерђајућег челика захтева већи минимални радијус савијања од угљеничног челика истог -калибара да би се избегло површинско пуцање на спољашњем влакну, а производи више повратне снаге јер опоравак модула еластичности након растерећења ступа у интеракцију са материјалом који се већ знатно очврснуо у зони савијања. Компензација повратне опруге - прекомерно савијање или повећање примењене силе савијања - је стандардна пракса и треба је потврдити пробним путем или симулацијом, а не претпоставити на основу података о алату од угљеничног-челика.

Обрада након формирања

Сродни, често потцењени ефекат се показује низводно у секундарној машинској обради: сваки рез оставља танак слој-очврснутог слоја на површини, тако да следећи лагани или прекинути рез може да иде на врх очврслог материјала уместо да сече кроз њега, убрзавајући хабање алата. Подаци о обрадивости за 304 у поређењу са типичним средњим{3}}угљеничним челиком (1045) илуструју исти н-вредносни јаз о коме је горе дискутовано и представља користан показатељ како ће се материјал понашати у било којој поновљеној-операцији деформације, укључујући формирање.

301 вс. 304 вс. 316: Коју класу треба да изаберете за апликацију за хладно-формирање?

Састављено од АСТМ А240 / А666 спецификацијских података и објављених техничких листова млинова за жарене и хладно{2}}ваљане темпераменте. Проверите тачне механичке особине и ознаку темперамента у односу на специфични извештај о испитивању млина пре финализације дизајна алата.

Како надокнађујете високу стопу очвршћавања у дизајну алата и процеса?

Повећајте зазор матрице и пробоја у односу на алате од угљеничног{0}}челика како бисте се прилагодили већем напрезању протока и смањили хабање; потврдите специфичан размак пробним путем за степен, темперамент и мерач у употреби.

Користите веће радијусе савијања и пробијања од еквивалента угљеничног-челика да бисте избегли пуцање спољашњих-влакна јер се дуктилност материјала прогресивно троши хладним радом.

Смањите однос извлачења по фази дубоког извлачења и уметните процес (раствор) жарења - обично у опсегу од 1.010-1.100 степени са брзим хлађењем за стандардне аустенитне класе – између фаза да бисте повратили дуктилност пре следеће редукције.

Наведите алатне челике отпорне на хабање (као што су Д2 или М2) или обложене калупе, пошто иста висока вредност н- која ојачава део такође убрзава хабање абразивног алата.

Користите мазива за формирање{0}}без хлорида; заостали хлориди заробљени у формираном нерђајућем делу под заосталим затезним напоном представљају признати ризик од -корозије{2}}прслина под напоном.

Потврдите опругу помоћу пробних делова или симулације формирања уместо померања алата од угљеничног{0}}челика и уградите прекомерно савијање или повећану силу савијања по потреби.

За метастабилне врсте које се крећу близу њихове температуре Мд30, контролишите брзину извлачења и температуру дела, пошто је фракција мартензита -, а самим тим и коначна чврстоћа, дуктилност и ризик од пуцања - зависни од процеса-, а не фиксирани само сертификатом за млин.

Које методе испитивања и стандарди квантификују стопу очвршћавања за набавку и контролу квалитета?

АСТМ Е646 дефинише како се н-вредност израчунава из правог напона-криве истинског напрезања у оквиру одређеног опсега пластичне-деформације, што је неопходно јер н није јединствена фиксна константа за материјал - већ може донекле да варира у зависности од интервала деформације који се користи, температуре испитивања и смера котрљања листа. Када је понашање учвршћивања при раду критични улазни подаци за дизајн, а не само општа очекивања, наведите тестни опсег Е646 у наруџбини заједно са основним материјалом и стандардом темперамента и затражите стварне податке о испитивању у извештају о испитивању млина (МТР) уместо да се ослањате само на објављене типичне опсеге.

Често постављана питања

П: Да ли већа стопа очвршћавања значи да се аустенитни нерђајући челик теже хлади од угљеничног челика?

О: Није нужно. Иста висока вредност н- која повећава оптерећење при формирању такође одлаже почетак локализованог грлића, због чега се аустенитни нерђајући челик често може растегнути или извући даље од угљеничног челика пре него што се расцепи. Компромис-је већа потребна тонажа пресе, више опруге и брже хабање алата, а не мања способност обликовања.

П: Зашто нерђајући челик 301 постаје магнетан након формирања када почне да није магнетан?

О: Хладни рад испод Мд30 температуре легуре претвара део немагнетног ФЦЦ аустенита у магнетни -центрирани-тетрагонални мартензит. Ова трансформација{4}}индукована пластичност (ТРИП ефекат) је намерна у 301 и главни је разлог што може постићи веома високу чврстоћу само хладним радом.

П: Који стандард за испитивање мери експонент-експонента очвршћавања (н-вредност)?

О: АСТМ Е646 је стандардни метод испитивања за одређивање експонента-очвршћавања деформације и коефицијента чврстоће из теста затезања. Требало би да се наведе поред стандарда основног материјала (АСТМ А240 за плочу и лим, или АСТМ А666 за хладно{5}}ваљану траку) када је н-вредност критичан улаз за обликовање.

П: Може ли жарење вратити дуктилност нерђајућег челика након хладног обликовања?

О: Да. Процес (раствор) жарење, типично у опсегу од 1,010-1,100 степени, праћено брзим хлађењем за стандардне класе аустенита, раствара карбиде и обнавља ФЦЦ аустенитну структуру, враћајући дуктилност пре следеће фазе формирања.

П: Да ли је дуплекс нерђајући челик више или мање рад-каљив од аустенитних класа као што је 304?

О: Генерално мање, у великим количинама. Пошто је отприлике половина дуплекс микроструктуре ферит, који ради-очвршћава спорије од аустенита, укупна н-вредност дуплексног квалитета је обично нижа од потпуно аустенитног квалитета, иако фракција аустенита унутар дуплекс структуре и даље може да допринесе очвршћавању повезаном са ТРИП-.

П: Који степен аустенита је подразумевани избор када понашање при очвршћавању није одлучујући фактор?

О: 304 је подразумевана-подразумевана вредност за печате и нацртане делове. Посегните за 301 посебно када дизајн намерава да искористи ојачање хладним{4}}радом и наведите 316 када изложеност хлоридима или хемикалијама у употреби надмашује разматрања формирања.

Резиме

Стопа очвршћавања није нуспојава за пројектовање у аустенитном нерђајућем челику код хладног обликовања - то је основна особина материјала која треба да утиче на избор квалитета, темперамента и дизајн алата од самог почетка. Експонент стврдњавања деформацијом-од 0,40 до 0,55, вођен ниском енергијом грешке при слагању и, у метастабилним слојевима, ТРИП ефектом, даје аустенитним класама и предност (отпорност на локализовано грло) и скуп захтева процеса (већа тонажа, већи зазори, међупролазно жарење материјала који се практикује од угљеничног челика).

Усклађивање степена, темперамента и процеса са специфичном операцијом формирања - уместо подразумеваног стандарда са једном врстом или карбонским{1}}рецептом процеса од угљеничног челика - је разлика између дела који се формира чисто и дела који се цепа, гужва или отказује низводно у раду.