Makakuha og mga benepisyo pinaagi sa pagsabot sa usa ka layer sa istruktura sa lugas nga nagkontrol sa mekanikal nga kinaiya sa stainless steel. Getty Images
Ang pagpili sa stainless steel ug aluminum alloys kasagaran nakasentro sa kusog, ductility, elongation, ug katig-a. Kini nga mga kabtangan nagpakita kung giunsa pagtubag sa mga bloke sa pagtukod sa metal ang gigamit nga mga karga. Kini usa ka epektibo nga timailhan sa pagdumala sa mga limitasyon sa hilaw nga materyal; kana mao, kung unsa kini mabawog sa dili pa mabuak. Ang hilaw nga materyal kinahanglan nga makasugakod sa proseso sa paghulma nga dili mabuak.
Ang destructive tensile ug hardness testing usa ka kasaligan ug barato nga pamaagi sa pagtino sa mga mekanikal nga kabtangan. Bisan pa, kini nga mga pagsulay dili kanunay kasaligan kung ang gibag-on sa hilaw nga materyal magsugod sa paglimite sa gidak-on sa sample sa pagsulay. Ang tensile testing sa mga patag nga produkto sa metal siyempre mapuslanon gihapon, apan ang mga benepisyo makuha pinaagi sa pagtan-aw og mas lawom sa usa ka layer sa istruktura sa lugas nga nagkontrol sa mekanikal nga pamatasan niini.
Ang mga metal gilangkoban sa sunod-sunod nga mikroskopikong mga kristal nga gitawag og mga grains. Kini random nga giapod-apod sa tibuok metal. Ang mga atomo sa mga elemento sa alloying, sama sa iron, chromium, nickel, manganese, silicon, carbon, nitrogen, phosphorus ug sulfur sa austenitic stainless steels, kabahin sa usa ka grain. Kini nga mga atomo nagporma og solidong solusyon sa mga metal ions, nga gi-bond sa crystal lattice pinaagi sa ilang gipaambit nga mga electron.
Ang kemikal nga komposisyon sa haluang metal nagtino sa thermodynamically preferred arrangement sa mga atomo sa mga grano, nga nailhan nga crystal structure. Ang homogenous nga mga bahin sa usa ka metal nga adunay balik-balik nga crystal structure nagporma og usa o daghan pang mga grano nga gitawag og phases. Ang mekanikal nga mga kabtangan sa usa ka alloy usa ka function sa crystal structure sa alloy. Ingon usab niini ang gidak-on ug pagkahan-ay sa mga grano sa matag phase.
Kadaghanan sa mga tawo pamilyar sa mga hugna sa tubig. Kung ang likido nga tubig moyelo, kini mahimong solidong yelo. Bisan pa, kung bahin sa mga metal, dili lang usa ka solidong hugna. Ang pipila ka mga pamilya sa haluang metal ginganlan sunod sa ilang mga hugna. Taliwala sa mga stainless steel, ang austenitic 300 series alloys gilangkoban sa austenite kung gi-anneal. Bisan pa, ang 400 series alloys gilangkoban sa ferrite sa 430 stainless steel o martensite sa 410 ug 420 stainless steel alloys.
Parehas usab kini sa mga titanium alloy. Ang ngalan sa matag grupo sa alloy nagpakita sa ilang dominanteng hugna sa temperatura sa kwarto - alpha, beta o sinagol nga pareho. Adunay alpha, near-alpha, alpha-beta, beta ug near-beta alloys.
Kung molig-on ang likido nga metal, ang mga solidong partikulo sa thermodynamically preferred phase mo-precipitate kung asa motugot ang pressure, temperatura ug kemikal nga komposisyon. Kasagaran kini mahitabo sa mga interface, sama sa mga kristal sa yelo sa ibabaw sa init nga lim-aw sa usa ka bugnaw nga adlaw. Kung ang mga lugas mo-nucleate, ang istruktura sa kristal motubo sa usa ka direksyon hangtod nga makit-an ang laing lugas. Ang mga utlanan sa lugas maporma sa mga interseksyon sa dili magkatakdo nga mga lattice tungod sa lainlaing mga oryentasyon sa mga istruktura sa kristal. Handurawa ang pagbutang og usa ka hugpong sa mga Rubik's cube nga lainlain ang gidak-on sa usa ka kahon. Ang matag cube adunay usa ka square grid arrangement, apan silang tanan gihan-ay sa lainlaing random nga mga direksyon. Ang usa ka hingpit nga solidified nga metal workpiece gilangkoban sa usa ka serye sa daw random nga orientation nga mga lugas.
Bisan kanus-a maporma ang usa ka lugas, adunay posibilidad nga adunay mga depekto sa linya. Kini nga mga depekto mao ang nawala nga mga bahin sa istruktura sa kristal nga gitawag og mga dislocation. Kini nga mga dislocation ug ang ilang sunod nga paglihok sa tibuok lugas ug tabok sa mga utlanan sa lugas hinungdanon sa ductility sa metal.
Ang cross-section sa workpiece gi-mount, gigaling, gipasinaw, ug gikulit aron makita ang istruktura sa lugas. Kung parehas ug equiaxed, ang mga microstructure nga naobserbahan sa optical microscope morag jigsaw puzzle. Sa tinuud, ang mga lugas kay three-dimensional, ug ang cross-section sa matag lugas magkalainlain depende sa oryentasyon sa cross-section sa workpiece.
Kon ang usa ka kristal nga istruktura mapuno sa tanan niining mga atomo, walay luna alang sa paglihok gawas sa pag-inat sa mga atomic bond.
Kon imong tangtangon ang katunga sa usa ka laray sa mga atomo, makahimo ka og oportunidad para sa laing laray sa mga atomo nga mosulod sa maong posisyon, nga epektibong magpalihok sa dislokasyon. Kon ang usa ka puwersa ipadapat sa workpiece, ang hiniusa nga paglihok sa mga dislokasyon sa microstructure makapahimo niini sa pagduko, pag-inat o pag-compress nga dili mabuak o mabuak.
Kon ang puwersa molihok sa usa ka metal nga haluang metal, ang sistema modugang sa enerhiya. Kon igo nga enerhiya ang idugang aron hinungdan sa plastic deformation, ang lattice mausab ang porma ug ang bag-ong mga dislocation maporma. Morag lohikal nga kini kinahanglan nga modugang sa ductility, tungod kay kini mopagawas ug dugang nga espasyo ug sa ingon makamugna og potensyal alang sa dugang nga paglihok sa dislocation. Bisan pa, kon ang mga dislocation magbangga, kini mahimong magkaayo sa usag usa.
Samtang nagkadaghan ang gidaghanon ug konsentrasyon sa mga dislokasyon, nagkadaghan ang mga dislokasyon nga gi-pin, nga nagpamenos sa ductility. Sa kadugayan, daghang mga dislokasyon ang makita nga dili na mahimo ang cold forming. Tungod kay ang kasamtangang pinning dislocations dili na makalihok, ang atomic bond sa lattice mo-inat hangtod nga kini mabuak o mabuak. Mao kini ang hinungdan ngano nga ang mga metal alloy mo-work harde, ug ngano nga adunay limitasyon sa gidaghanon sa plastic deformation nga maantos sa usa ka metal sa dili pa mabuak.
Ang lugas adunay usab hinungdanon nga papel sa annealing. Ang pag-annealing sa usa ka materyal nga gipagahi sa trabaho sa tinuud nag-reset sa microstructure ug sa ingon nagpahiuli sa ductility. Atol sa proseso sa annealing, ang mga lugas gibag-o sa tulo ka mga lakang:
Handurawa ang usa ka tawo nga naglakaw agi sa usa ka puno nga bagon sa tren. Ang mga panon sa katawhan mapig-ot lamang pinaagi sa pagbilin og mga kal-ang taliwala sa mga laray, sama sa mga dislokasyon sa usa ka rehas. Samtang sila nagpadayon, ang mga tawo sa ilang luyo mipuno sa haw-ang nga ilang gibiyaan, samtang sila naghimo og bag-ong luna sa atubangan. Sa higayon nga makaabot sila sa pikas tumoy sa bagon, ang pagkahan-ay sa mga pasahero mausab. Kon daghan kaayong mga tawo ang mosulay sa pag-agi sa samang higayon, ang mga pasahero nga mosulay sa paghatag og luna alang sa ilang paglihok magbangga sa usag usa ug moigo sa mga bungbong sa mga bagon sa tren, nga mag-ipit sa tanan sa ilang lugar. Kon mas daghang dislokasyon ang makita, mas lisod alang kanila ang paglihok sa samang higayon.
Importante nga masabtan ang minimum nga lebel sa deformation nga gikinahanglan aron ma-trigger ang recrystallization. Bisan pa, kung ang metal walay igong enerhiya sa deformation sa dili pa ipainit, ang recrystallization dili mahitabo ug ang mga lugas magpadayon sa pagtubo nga lapas sa ilang orihinal nga gidak-on.
Ang mekanikal nga mga kabtangan mahimong ma-tune pinaagi sa pagkontrol sa pagtubo sa lugas. Ang utlanan sa lugas sa panguna usa ka bungbong sa mga dislokasyon. Kini makababag sa paglihok.
Kon ang pagtubo sa lugas limitado, mas daghang gagmay nga lugas ang mamugna. Kining gagmay nga mga lugas giisip nga mas pino kon hisgotan ang istruktura sa lugas. Ang mas daghang utlanan sa lugas nagpasabot og mas gamay nga paglihok sa dislokasyon ug mas taas nga kusog.
Kon ang pagtubo sa lugas dili mapugngan, ang istruktura sa lugas mahimong mas baga, ang mga lugas mas dagko, ang mga utlanan mas gamay, ug ang kusog mas ubos.
Ang gidak-on sa lugas sagad gitawag nga unitless number, tali sa 5 ug 15. Kini usa ka relatibong ratio ug may kalabutan sa aberids nga diametro sa lugas. Kon mas taas ang numero, mas pino ang granularity.
Ang ASTM E112 naglatid sa mga pamaagi sa pagsukod ug pagtimbang-timbang sa gidak-on sa lugas. Naglambigit kini sa pag-ihap sa gidaghanon sa lugas sa usa ka gihatag nga lugar. Kasagaran kini gihimo pinaagi sa pagputol sa usa ka cross-section sa hilaw nga materyal, paggaling ug pagpasinaw niini, ug dayon pag-etch niini gamit ang acid aron ibutyag ang mga partikulo. Ang pag-ihap gihimo ubos sa mikroskopyo, ug ang pagpadako nagtugot sa igong sampling sa mga lugas. Ang pag-assign sa mga numero sa gidak-on sa lugas sa ASTM nagpakita sa usa ka makatarunganon nga lebel sa pagkaparehas sa porma ug diametro sa lugas. Mahimo pa gani nga mapuslanon ang paglimita sa kalainan sa gidak-on sa lugas ngadto sa duha o tulo ka mga punto aron masiguro ang makanunayon nga performance sa tibuok workpiece.
Sa kaso sa work hardening, ang kusog ug ductility adunay balit-ad nga relasyon. Ang relasyon tali sa gidak-on ug kusog sa lugas sa ASTM lagmit nga positibo ug lig-on, kasagaran ang elongation balit-ad nga may kalabutan sa gidak-on sa lugas sa ASTM. Bisan pa, ang sobra nga pagtubo sa lugas mahimong hinungdan nga ang mga "dead soft" nga materyales dili na mogahi nga epektibo.
Ang gidak-on sa lugas sagad gitawag nga unitless number, tali sa 5 ug 15. Kini usa ka relatibong ratio ug may kalabutan sa aberids nga diametro sa lugas. Kon mas taas ang bili sa gidak-on sa lugas sa ASTM, mas daghang lugas kada unit area.
Ang gidak-on sa lugas sa materyal nga gi-anneal managlahi depende sa oras, temperatura, ug gikusgon sa pagpabugnaw. Ang pag-anneal kasagarang gihimo tali sa temperatura sa recrystallization ug sa melting point sa alloy. Ang girekomendar nga range sa temperatura sa pag-anneal para sa austenitic stainless steel alloy 301 anaa sa taliwala sa 1,900 ug 2,050 degrees Fahrenheit. Kini magsugod sa pagkatunaw sa mga 2,550 degrees Fahrenheit. Sa kasukwahi, ang komersyal nga puro nga grade 1 titanium kinahanglan nga i-anneal sa 1,292 degrees Fahrenheit ug matunaw sa mga 3,000 degrees Fahrenheit.
Atol sa annealing, ang mga proseso sa recovery ug recrystallization magkompetensya sa usag usa hangtod nga ang mga recrystallized nga lugas mokaon sa tanang deformed nga mga lugas. Ang rate sa recrystallization managlahi depende sa temperatura. Kung makompleto na ang recrystallization, ang pagtubo sa lugas mopuli. Ang usa ka 301 stainless steel workpiece nga gi-anneal sa 1,900°F sulod sa usa ka oras adunay mas pino nga istruktura sa lugas kaysa sa parehas nga workpiece nga gi-anneal sa 2,000°F sa parehas nga oras.
Kon ang materyal dili mahuptan sa hustong annealing range nga igo ang gidugayon, ang resulta nga istruktura mahimong kombinasyon sa daan ug bag-ong mga lugas. Kon ang parehas nga mga kabtangan gitinguha sa tibuok metal, ang proseso sa annealing kinahanglan nga magtinguha nga makab-ot ang usa ka parehas nga equiaxed nga istruktura sa lugas. Ang uniporme nagpasabut nga ang tanan nga mga lugas halos parehas ang gidak-on, ug ang equiaxed nagpasabut nga kini halos parehas ang porma.
Aron makakuha og parehas ug parehas nga microstructure, ang matag workpiece kinahanglan nga ibutyag sa parehas nga gidaghanon sa kainit sa parehas nga gidugayon sa oras ug kinahanglan nga mobugnaw sa parehas nga rate. Dili kini kanunay sayon ​​o posible sa batch annealing, busa importante nga maghulat labing menos hangtod nga ang tibuuk nga workpiece ma-saturate sa husto nga temperatura sa dili pa makalkulo ang oras sa paghumol. Ang mas taas nga oras sa paghumol ug mas taas nga temperatura moresulta sa mas baga nga istruktura sa lugas/mas humok nga materyal ug vice versa.
Kon ang gidak-on ug kusog sa lugas may kalabutan, ug ang kusog nailhan, nganong kuwentahon pa man ang mga lugas, di ba? Ang tanang makadaot nga mga pagsulay adunay pagkalainlain. Ang pagsulay sa tensile, ilabina sa mas ubos nga gibag-on, nagdepende pag-ayo sa pag-andam sa sample. Ang mga resulta sa kusog sa tensile nga wala magrepresentar sa tinuod nga mga kabtangan sa materyal mahimong makasinati og sayo nga pagkapakyas.
Kon ang mga kinaiya dili parehas sa tibuok workpiece, ang pagkuha og tensile test specimen o sample gikan sa usa ka ngilit mahimong dili makasulti sa tibuok nga istorya. Ang pag-andam ug pagsulay sa sample mahimo usab nga makagugol sa panahon. Pila ka mga pagsulay ang posible alang sa usa ka gihatag nga metal, ug sa pila ka direksyon kini mahimo? Ang pagtimbang-timbang sa istruktura sa lugas usa ka dugang nga garantiya batok sa mga sorpresa.
Anisotropic, isotropic. Ang anisotropy nagtumong sa direksyon sa mekanikal nga mga kabtangan. Gawas sa kusog, ang anisotropy mas masabtan pinaagi sa pagsusi sa istruktura sa lugas.
Ang usa ka parehas ug parehas nga istruktura sa lugas kinahanglan nga isotropic, nga nagpasabut nga kini adunay parehas nga mga kabtangan sa tanan nga direksyon. Ang Isotropy labi ka hinungdanon sa mga proseso sa deep drawing diin ang concentricity kritikal. Kung ang blangko gibira sa molde, ang anisotropic nga materyal dili moagos nga parehas, nga mahimong mosangpot sa usa ka depekto nga gitawag og earing. Ang earring mahitabo kung diin ang ibabaw nga bahin sa tasa nagporma usa ka wavy silhouette. Ang pagsusi sa istruktura sa lugas makapadayag sa lokasyon sa mga inhomogeneities sa workpiece ug makatabang sa pagdayagnos sa hinungdan.
Ang hustong pag-annealing importante kaayo aron makab-ot ang isotropy, apan importante usab nga masabtan ang gilapdon sa deformation sa dili pa ang annealing. Samtang ang materyal ma-plasticly deform, ang mga lugas magsugod sa pag-deform. Sa kaso sa cold rolling, nga nag-convert sa gibag-on ngadto sa gitas-on, ang mga lugas motaas sa direksyon sa pag-roll. Samtang ang aspect ratio sa lugas mausab, mao usab ang isotropy ug kinatibuk-ang mekanikal nga mga kabtangan. Sa kaso sa mga workpiece nga grabe ang deformed, ang pipila ka oryentasyon mahimong mapadayon bisan human sa annealing. Kini moresulta sa anisotropy. Alang sa mga deep-drawn nga materyales, usahay gikinahanglan nga limitahan ang gidaghanon sa deformation sa dili pa ang final annealing aron malikayan ang pagkaguba.
Panit sa kahel. Ang pagpunit dili lamang ang depekto sa pagbira nga nalangkit sa die. Ang panit sa kahel mahitabo kung ang hilaw nga materyales nga adunay sobra ka baga nga mga partikulo mabira. Ang matag lugas mausab nga porma nga independente ug tungod sa oryentasyon sa kristal niini. Ang kalainan sa pagkausab sa porma tali sa kasikbit nga mga lugas moresulta sa usa ka textured nga panagway nga susama sa panit sa kahel. Ang texture mao ang granular nga istruktura nga makita sa ibabaw sa bungbong sa tasa.
Sama sa mga pixel sa TV screen, nga adunay pino nga istruktura, ang kalainan tali sa matag lugas dili kaayo mamatikdan, nga epektibong nagdugang sa resolusyon. Ang pagtino sa mga mekanikal nga kabtangan lamang mahimong dili igo aron masiguro ang igo nga pino nga gidak-on sa lugas aron mapugngan ang epekto sa panit sa kahel. Kung ang dimensyon nga pagkalainlain sa workpiece ubos sa 10 ka pilo sa diametro sa lugas, ang mga kabtangan sa indibidwal nga mga lugas ang magduso sa pamatasan sa pagporma. Dili kini parehas nga mausab sa daghang mga lugas, apan nagpakita sa piho nga gidak-on ug oryentasyon sa matag lugas. Makita kini gikan sa epekto sa panit sa kahel sa mga dingding sa gidrowing nga mga tasa.
Para sa gidak-on sa lugas sa ASTM nga 8, ang aberids nga diametro sa lugas kay 885 µin. Kini nagpasabot nga ang bisan unsang pagkunhod sa gibag-on nga 0.00885 pulgada o mas ubos pa mahimong maapektuhan niining microforming effect.
Bisan tuod ang baga nga mga lugas mahimong hinungdan sa mga problema sa lawom nga pagdrowing, kini usahay girekomenda alang sa pag-imprinta. Ang pag-stamping usa ka proseso sa pag-deform diin ang usa ka blangko gi-compress aron makahatag sa gitinguha nga topograpiya sa nawong, sama sa ikaupat nga bahin sa mga contour sa nawong ni George Washington. Dili sama sa pagdrowing sa alambre, ang pag-stamping kasagaran wala maglakip sa daghang pag-agos sa bulk nga materyal, apan nanginahanglan daghang kusog, nga mahimo ra nga mag-deform sa nawong sa blangko.
Tungod niini nga hinungdan, ang pagminus sa stress sa pag-agos sa ibabaw pinaagi sa paggamit sa mas baga nga istruktura sa lugas makatabang sa pagpagaan sa mga pwersa nga gikinahanglan alang sa husto nga pagpuno sa agup-op. Kini labi ka tinuod alang sa free-die imprinting, diin ang mga dislocation sa mga lugas sa ibabaw mahimong moagos nga gawasnon, imbes nga magtapok sa mga utlanan sa lugas.
Ang mga uso nga gihisgutan dinhi mga kinatibuk-ang pagpasabot nga mahimong dili magamit sa piho nga mga seksyon. Bisan pa, gipasiugda niini ang mga benepisyo sa pagsukod ug pag-estandardize sa gidak-on sa lugas sa hilaw nga materyal sa pagdesinyo og bag-ong mga piyesa aron malikayan ang kasagarang mga depekto ug ma-optimize ang mga parametro sa paghulma.
Ang mga tiggama og mga makina sa pag-stamping og precision metal ug mga operasyon sa deep-drawing sa metal aron maporma ang ilang mga piyesa makigtambayayong og maayo sa mga metallurgist sa mga kwalipikado nga teknikal nga precision re-rollers nga makatabang kanila sa pag-optimize sa mga materyales hangtod sa lebel sa lugas. Kung ang mga eksperto sa metalurhiya ug inhenyeriya sa duha ka bahin sa relasyon gihiusa sa usa ka team, kini makahatag og dakong kausaban ug makahatag og mas positibo nga mga resulta.
Ang STAMPING Journal mao lamang ang journal sa industriya nga gipahinungod sa pagserbisyo sa mga panginahanglan sa merkado sa metal stamping. Sukad sa 1989, ang publikasyon naglangkob sa mga pinakabag-o nga teknolohiya, mga uso sa industriya, labing maayong mga pamaagi ug mga balita aron matabangan ang mga propesyonal sa stamping nga mapadagan ang ilang negosyo nga mas episyente.
Karon nga adunay hingpit nga access sa digital nga edisyon sa The FABRICATOR, dali nga access sa bililhong mga kapanguhaan sa industriya.
Ang digital nga edisyon sa The Tube & Pipe Journal hingpit na nga ma-access, nga naghatag ug dali nga pag-access sa bililhong mga kapanguhaan sa industriya.
Pahimusli ang hingpit nga pag-access sa digital nga edisyon sa STAMPING Journal, nga naghatag sa pinakabag-ong mga pag-uswag sa teknolohiya, labing maayong mga pamaagi ug balita sa industriya alang sa merkado sa metal stamping.
Karon nga adunay hingpit nga access sa digital nga edisyon sa The Fabricator en Español, dali nga access sa bililhong mga kapanguhaan sa industriya.