Gheibhear buannachdan le bhith a’ faighinn sealladh air aon shreath den structar gràin a bhios a’ cumail smachd air giùlan meacanaigeach stàilinn gun smal. Getty Images
Mar as trice bidh taghadh stàilinn gun smal agus aloidhean alùmanaim stèidhichte air neart, sùbailteachd, sìneadh agus cruas. Tha na feartan seo a’ sealltainn mar a bhios blocaichean togail a’ mheatailt a’ freagairt ri luchdan a chuirear an sàs. Tha iad nan comharra èifeachdach air cuingealachaidhean stuthan amh a riaghladh; is e sin, dè an ìre a lùbas e mus bris e. Feumaidh an stuth amh a bhith comasach air seasamh an aghaidh a’ phròiseas mhullaich gun bhriseadh.
Tha deuchainnean teannachaidh is cruas millteach na dhòigh earbsach, cosg-èifeachdach airson feartan meacanaigeach a dhearbhadh. Ach, chan eil na deuchainnean sin an-còmhnaidh cho earbsach aon uair ‘s gu bheil tiughas an stuth amh a’ tòiseachadh a’ cuingealachadh meud an t-sampall deuchainn. Tha deuchainnean teannachaidh air toraidhean meatailt rèidh fhathast feumail, gu dearbh, ach gheibhear buannachdan le bhith a’ coimhead nas doimhne air aon shreath den structar gràin a bhios a’ cumail smachd air a ghiùlan meacanaigeach.
Tha meatailtean air an dèanamh suas de shreath de chriostalan microscopach ris an canar gràinnean. Tha iad air an sgaoileadh air thuaiream air feadh a’ mheatailt. Tha dadaman eileamaidean aloidh, leithid iarann, cromium, nicil, manganese, silicon, carbon, naitridean, fosfar agus sulfar ann an stàilinn gun smal austenitic, nam pàirt de aon ghràn. Bidh na dadaman seo a’ cruthachadh fuasgladh cruaidh de ianan meatailt, a tha ceangailte ris a’ chliath criostail tro na dealanan co-roinnte aca.
Tha co-dhèanamh ceimigeach an aloidh a’ dearbhadh an rèiteachadh as fheàrr a thaobh teirmeadainimigeach de ataman anns na gràinean, ris an canar an structar criostail. Bidh pàirtean aon-ghnèitheach de mheatailt anns a bheil structar criostail ath-aithriseach a’ cruthachadh aon no barrachd ghràinean ris an canar ìrean. Tha feartan meacanaigeach aloidh an urra ri structar criostail an aloidh. Tha an aon rud a’ buntainn ri meud agus rèiteachadh gràinean gach ìre.
Tha a’ mhòr-chuid de dhaoine eòlach air ìrean uisge. Nuair a reòtas uisge leaghaidh, bidh e na deigh chruaidh. Ach, nuair a thig e gu meatailtean, chan eil ann ach aon ìre chruaidh. Tha teaghlaichean aloidhean sònraichte air an ainmeachadh às dèidh an ìrean. Am measg stàilinn gun smal, tha aloidhean sreath 300 austenitic air an dèanamh suas sa mhòr-chuid de austenite nuair a thèid an losgadh. Ach, tha aloidhean sreath 400 air an dèanamh suas de ferrite ann an stàilinn gun smal 430 no martensite ann an aloidhean stàilinn gun smal 410 agus 420.
Tha an aon rud a’ buntainn ri aloidhean titanium. Tha ainm gach buidhne aloidh a’ comharrachadh an ìre as cudromaiche aca aig teòthachd an t-seòmair – alpha, beta no measgachadh den dà chuid. Tha aloidhean alpha, faisg air alpha, alpha-beta, beta agus faisg air beta ann.
Nuair a chruadhaicheas am meatailt leaghaidh, bidh na mìrean cruaidh den ìre as fheàrr le teirmeadainimigeach a’ sileadh far a bheil cuideam, teòthachd agus co-dhèanamh ceimigeach a’ leigeil leis. Mar as trice bidh seo a’ tachairt aig eadar-aghaidhean, mar chriostalan deighe air uachdar locha blàth air latha fuar. Nuair a bhios gràinean a’ niùclasachadh, bidh an structar criostail a’ fàs ann an aon taobh gus an coinnichear gràn eile. Bidh crìochan gràin a’ cruthachadh aig crois-rathaidean lattices mì-cho-ionnan air sgàth nan diofar stiùiridhean de na structaran criostail. Smaoinich air a bhith a’ cur grunnan de chiùban Rubik de dhiofar mheudan ann am bogsa. Tha rèiteachadh clèithe ceàrnagach aig gach ciùb, ach bidh iad uile air an rèiteachadh ann an diofar stiùiridhean air thuaiream. Tha pìos obrach meatailt làn-chruadhaichte air a dhèanamh suas de shreath de ghràinean a tha coltach ri bhith air an stiùireadh air thuaiream.
Aig àm sam bith a chruthaichear gràn, tha cothrom ann gum bi lochdan loidhne ann. Is e na lochdan sin pàirtean a tha a dhìth den structar criostail ris an canar dì-ghluasadan. Tha na dì-ghluasadan sin agus an gluasad às dèidh sin air feadh a’ ghràin agus thar chrìochan gràin bunaiteach do dh’fhliuchas meatailt.
Tha earrann-tarsainn den phìos-obrach air a chuir suas, air a bleith, air a lìomhadh agus air a ghràbhaladh gus structar a’ ghràin fhaicinn. Nuair a tha iad èideadh agus co-ionann, tha na meanbh-structaran a chithear air miocroscop optigeach coltach ri tòimhseachan. Gu dearbh, tha na gràinean trì-thaobhach, agus bidh earrann-tarsainn gach gràin ag atharrachadh a rèir treòrachadh earrann-tarsainn a’ phìos-obrach.
Nuair a bhios structar criostail air a lìonadh leis na dadaman aige uile, chan eil àite ann airson gluasad ach a-mhàin sìneadh nan ceanglaichean atamach.
Nuair a bheir thu air falbh leth sreath de dadaman, cruthaichidh tu cothrom do shreath eile de dadaman sleamhnachadh a-steach don t-suidheachadh sin, a’ gluasad an dì-àiteachaidh gu h-èifeachdach. Nuair a chuirear feachd air a’ phìos obrach, leigidh gluasad cruinnichte nan dì-àiteachaidhean anns a’ mhicro-structar leis lùbadh, sìneadh no teannachadh gun bhriseadh no briseadh.
Nuair a bhios feachd ag obair air aloidh meatailt, bidh an siostam ag àrdachadh lùth. Ma thèid lùth gu leòr a chur ris gus deformachadh plastaig adhbhrachadh, bidh an cliath a’ deformachadh agus bidh dì-ghluasadan ùra a’ cruthachadh. Tha e coltach gu bheil e loidsigeach gum bu chòir seo sùbailteachd a mheudachadh, oir bidh e a’ saoradh barrachd àite agus mar sin a’ cruthachadh a’ chomas airson barrachd gluasad dì-ghluasad. Ach, nuair a bhios dì-ghluasadan a’ bualadh, faodaidh iad a chèile a chàradh.
Mar a bhios àireamh is dùmhlachd nan dì-ghluasadan ag àrdachadh, bidh barrachd is barrachd dì-ghluasadan air am prìneadh ri chèile, a’ lughdachadh sùbailteachd. Mu dheireadh, nochdaidh uimhir de dh’ dì-ghluasadan is nach eil cruthachadh fuar comasach tuilleadh. Leis nach urrainn do dh’ dì-ghluasadan prìneachaidh a th’ ann mar-thà gluasad tuilleadh, bidh na ceanglaichean atamach anns a’ chliath-loidhne a’ sìneadh gus am bris no gus am bris iad. Sin as coireach gu bheil aloidhean meatailt a’ cruadhachadh le obair, agus carson a tha crìoch air an ìre de dh’ deformachadh plastaig as urrainn do mheatailt seasamh mus bris e.
Tha pàirt chudromach aig gràn ann an losgadh cuideachd. Bidh losgadh stuth a tha air a chruadhachadh le obair gu riatanach ag ath-shuidheachadh a’ mhicro-structair agus mar sin ag ath-nuadhachadh sùbailteachd. Rè a’ phròiseis losgadh, bidh na gràinean air an cruth-atharrachadh ann an trì ceumannan:
Smaoinich air duine a’ coiseachd tro charbad-rèile làn sluaigh. Chan urrainnear sluagh a dhlùthadh ach le bhith a’ fàgail beàrnan eadar na sreathan, mar eas-òrdughan ann an cliath. Mar a chaidh iad air adhart, lìon na daoine air an cùlaibh am beàrn a dh’fhàg iad, agus chruthaich iad àite ùr air am beulaibh. Cho luath ‘s a ruigeas iad ceann eile a’ charbaid, bidh rèiteachadh nan luchd-siubhail ag atharrachadh. Ma dh’fheuchas cus dhaoine ri dhol seachad aig an aon àm, bidh luchd-siubhail a tha a’ feuchainn ri àite a dhèanamh airson an gluasad a’ bualadh ri chèile agus a’ bualadh air ballachan nan carbadan-rèile, a’ prìneadh a h-uile duine nan àite. Mar as motha de eas-òrdughan a nochdas, ’s ann as duilghe a bhios e dhaibh gluasad aig an aon àm.
Tha e cudromach tuigsinn an ìre as ìsle de dhì-dhealbhadh a tha a dhìth gus ath-chriostalachadh a bhrosnachadh. Ach, mura h-eil lùth deformachaidh gu leòr aig a’ mheatailt mus tèid a theasachadh, cha tachair ath-chriostalachadh agus cumaidh na gràinean orra a’ fàs nas fhaide na am meud tùsail.
Faodar feartan meacanaigeach a leasachadh le bhith a’ cumail smachd air fàs gràin. Gu bunaiteach, ’s e balla de dh’eas-àiteachaidhean a th’ ann an crìoch gràin. Bidh iad a’ cur bacadh air gluasad.
Ma tha fàs gràin air a chuingealachadh, thèid àireamh nas motha de ghràinean beaga a thoirt gu buil. Thathas den bheachd gu bheil na gràinean beaga seo nas mìne a thaobh structar gràin. Tha barrachd chrìochan gràin a’ ciallachadh nas lugha de ghluasad dì-àiteachaidh agus neart nas àirde.
Mura tèid fàs gràin a chuingealachadh, bidh structar a’ ghràin nas garbh, bidh na gràinean nas motha, bidh na crìochan nas lugha, agus bidh an neart nas ìsle.
Thathas gu tric a’ toirt iomradh air meud gràin mar àireamh gun aonad, an àiteigin eadar 5 agus 15. Is e co-mheas coimeasach a tha seo agus tha e co-cheangailte ri trast-thomhas cuibheasach a’ ghràin. Mar as àirde an àireamh, ’s ann as mìne a’ ghràinneachd.
Tha ASTM E112 a’ mìneachadh dhòighean airson meud gràin a thomhas agus a mheasadh. Tha e a’ toirt a-steach cunntadh na tha de ghràin ann an sgìre shònraichte. Mar as trice, thèid seo a dhèanamh le bhith a’ gearradh earrann-tarsainn den stuth amh, ga bhleith agus ga lìomhadh, agus an uairsin ga ghràbhaladh le searbhag gus na mìrean fhoillseachadh. Thèid cunntadh a dhèanamh fo mhiocroscop, agus leigidh an meudachadh le samplachadh iomchaidh de na gràinean. Tha sònrachadh àireamhan meud gràin ASTM a’ nochdadh ìre reusanta de cho-ionannachd ann an cumadh agus trast-thomhas a’ ghràin. Is dòcha gum bi e buannachdail eadhon atharrachadh ann am meud gràin a chuingealachadh gu dà no trì puingean gus dèanamh cinnteach à coileanadh cunbhalach air feadh a’ phìos obrach.
A thaobh cruadhachadh obrach, tha dàimh neo-dhìreach aig neart agus ductileachd. Tha an dàimh eadar meud gràin ASTM agus neart buailteach a bhith deimhinneach agus làidir, san fharsaingeachd tha sìneadh co-cheangailte gu neo-dhìreach ri meud gràin ASTM. Ach, faodaidh cus fàs gràin adhbhrachadh nach bi stuthan “bog marbh” a’ cruadhachadh gu h-èifeachdach tuilleadh.
Canar àireamh gun aonad ri meud nan gràn gu tric, an àiteigin eadar 5 agus 15. Is e co-mheas coimeasach a tha seo agus tha e co-cheangailte ri trast-thomhas cuibheasach nan gràn. Mar as àirde luach meud gràin ASTM, ’s ann as motha de ghràinean gach aonad sgìre.
Bidh meud gràin an stuth a chaidh a losgadh ag atharrachadh a rèir ùine, teòthachd agus ìre fuarachaidh. Mar as trice, thèid losgadh a dhèanamh eadar teòthachd ath-chriostalachaidh agus puing leaghaidh an aloidh. Tha an raon teòthachd losgadh a thathar a’ moladh airson aloidh stàilinn gun staoin austenitic 301 eadar 1,900 agus 2,050 ceum Fahrenheit. Tòisichidh e a’ leaghadh timcheall air 2,550 ceum Fahrenheit. An coimeas ri sin, bu chòir titanium ìre 1 fìor-ghlan malairteach a bhith air a losgadh aig 1,292 ceum Fahrenheit agus leaghadh timcheall air 3,000 ceum Fahrenheit.
Rè an teasachaidh, bidh na pròiseasan ath-bheothachaidh agus ath-chriostalachaidh a’ farpais ri chèile gus am bi na gràinean ath-chriostalaichte ag ithe a h-uile gràin mì-chumaichte. Bidh an ìre ath-chriostalachaidh ag atharrachadh a rèir teòthachd. Cho luath ‘s a bhios an t-ath-chriostalachadh deiseil, bidh fàs a’ ghràin a’ gabhail thairis. Bidh structar gràin nas mìne aig pìos-obrach stàilinn gun staoin 301 a chaidh a theasachadh aig 1,900°F airson uair a thìde na an aon phìos-obrach a chaidh a theasachadh aig 2,000°F airson an aon ùine.
Mura tèid an stuth a chumail anns an raon teasachaidh cheart fada gu leòr, is dòcha gur e measgachadh de ghràinean sean is ùr a bhios anns an structar a thig às. Ma tha feartan cunbhalach a dhìth air feadh a’ mheatailt, bu chòir don phròiseas teasachaidh amas a dhèanamh air structar gràin co-ionann cunbhalach a choileanadh. Tha co-ionann a’ ciallachadh gu bheil na gràinean uile timcheall air an aon mheud, agus tha co-ionann a’ ciallachadh gu bheil iad timcheall air an aon chumadh.
Gus meanbh-structar èideadh agus co-ionann fhaighinn, bu chòir gach pìos obrach a bhith fosgailte don aon uiread teas airson an aon ùine agus bu chòir dha fuarachadh aig an aon ìre. Chan eil seo an-còmhnaidh furasta no comasach le annealing baidse, agus mar sin tha e cudromach co-dhiù feitheamh gus am bi am pìos obrach gu lèir làn aig an teòthachd cheart mus tèid an ùine bogaidh obrachadh a-mach. Bidh amannan bogaidh nas fhaide agus teòthachd nas àirde a’ leantainn gu structar gràin nas garbh / stuth nas buige agus a chaochladh.
Ma tha meud agus neart nan gràinean co-cheangailte, agus ma tha fios air an neart, carson a bu chòir gràinean obrachadh a-mach, ceart? Tha caochlaideachd aig a h-uile deuchainn millteach. Tha deuchainnean teannachaidh, gu sònraichte aig tiugh nas ìsle, gu ìre mhòr an urra ri ullachadh sampall. Dh’ fhaodadh toraidhean neart teannachaidh nach eil a’ riochdachadh fìor fheartan stuthan fàiligeadh ro-luath.
Mura h-eil na feartan co-ionnan air feadh a’ phìos obrach, is dòcha nach innis sampall deuchainn teannachaidh no sampall bho aon oir an sgeulachd gu lèir. Faodaidh ullachadh is deuchainn shamhlaichean a bhith a’ toirt ùine cuideachd. Cia mheud deuchainn a tha comasach airson meatailt sònraichte, agus ann an cia mheud stiùireadh a tha e comasach? Tha measadh a dhèanamh air structar a’ ghràin na àrachas a bharrachd an aghaidh iongnadh.
Anisotropic, isotropic. Tha anisotropy a’ toirt iomradh air treòrachadh fheartan meacanaigeach. A bharrachd air neart, faodar tuigse nas fheàrr fhaighinn air anisotropy le bhith a’ sgrùdadh structar a’ ghràin.
Bu chòir structar gràin èideadh agus co-ionann a bhith isotropic, a’ ciallachadh gu bheil na h-aon fheartan aige anns a h-uile taobh. Tha isotropy gu sònraichte cudromach ann am pròiseasan tarraing domhainn far a bheil dùmhlachd deatamach. Nuair a thèid am bàn a tharraing a-steach don mhullaich, cha bhith an stuth anisotropic a’ sruthadh gu cothromach, agus faodaidh seo leantainn gu lochd ris an canar cluas-fhàinne. Bidh an cluas-fhàinne a’ tachairt far a bheil pàirt àrd a’ chupa a’ cruthachadh cumadh tonnach. Faodaidh sgrùdadh a dhèanamh air structar a’ ghràin far a bheil neo-aonghnèitheachd anns a’ phìos obrach fhoillseachadh agus cuideachadh le bhith a’ lorg an adhbhair thùsail.
Tha annealing ceart deatamach airson isotropy a choileanadh, ach tha e cudromach cuideachd tuigsinn dè cho mòr ‘s a tha an deformachadh mus tèid annealing a dhèanamh. Mar a bhios an stuth a’ deformachadh gu plastaigeach, bidh na gràinean a’ tòiseachadh a’ deformachadh. Ann an cùis roiligeadh fuar, nuair a thèid tiughas a thionndadh gu fad, bidh na gràinean a’ sìneadh ann an stiùireadh an roiligeadh. Mar a bhios co-mheas taobh a’ ghràin ag atharrachadh, bidh an isotropy agus na feartan meacanaigeach iomlan ag atharrachadh cuideachd. Ann an cùis pìosan obrach a tha air an deformachadh gu mòr, faodar beagan treòrachaidh a chumail eadhon às deidh annealing. Bidh seo ag adhbhrachadh anisotropy. Airson stuthan a tha air an tarraing gu domhainn, uaireannan tha e riatanach an ìre deformachaidh a chuingealachadh mus tèid annealing mu dheireadh a dhèanamh gus caitheamh a sheachnadh.
craiceann orainds. Chan e togail an aon lochd tarraing domhainn a tha co-cheangailte ri bàs. Bidh craiceann orainds a’ tachairt nuair a thèid stuthan amh le mìrean ro gharbh a tharraing. Bidh gach gràn a’ deformachadh gu neo-eisimeileach agus mar ghnìomh a stiùireadh criostail. Bidh an diofar ann an deformachadh eadar gràinean faisg air làimh a’ leantainn gu coltas inneach coltach ri craiceann orainds. Is e inneach an structar gràinneach a tha air fhoillseachadh air uachdar balla a’ chupa.
Dìreach mar na piogsail air scrion Tbh, le structar grinn-ghràin, bidh an diofar eadar gach gràn nas lugha follaiseach, a’ meudachadh an rùn gu h-èifeachdach. Is dòcha nach bi sònrachadh fheartan meacanaigeach leis fhèin gu leòr gus dèanamh cinnteach gu bheil meud gràin grinn gu leòr ann gus casg a chuir air buaidh craiceann orainds. Nuair a tha an atharrachadh tomhasach den phìos-obrach nas lugha na 10 uiread trast-thomhas a’ ghràin, bidh feartan nan gràinean fa leth a’ stiùireadh giùlan cruthachaidh. Chan eil e a’ deformachadh gu co-ionnan thairis air mòran ghràinean, ach tha e a’ nochdadh meud agus treòrachadh sònraichte gach gràin. Chithear seo bhon bhuaidh craiceann orainds air ballachan nan cupannan air an tarraing.
Airson meud gràin ASTM de 8, is e 885 µin an trast-thomhas cuibheasach a tha aig a’ ghràin. Tha seo a’ ciallachadh gum faod buaidh a’ mhicro-chruthachaidh seo buaidh a thoirt air lùghdachadh tighead sam bith de 0.00885 òirleach no nas lugha.
Ged a dh’ fhaodadh gràinean garbha duilgheadasan tarraing domhainn adhbhrachadh, thathas gan moladh uaireannan airson clò-bhualadh. Tha stampadh na phròiseas deformachaidh anns a bheil bàn air a dhlùthadh gus cruth-tìre uachdar a tha thu ag iarraidh a thoirt dha, leithid cairteal de chumaidhean aghaidh George Washington. Eu-coltach ri tarraing uèir, mar as trice chan eil mòran sruthadh stuthan mòra an sàs ann an stampadh, ach feumaidh e tòrr feachd, a dh’ fhaodadh dìreach uachdar a’ bhàin a dheformachadh.
Air an adhbhar seo, faodaidh lughdachadh cuideam sruthadh uachdar le bhith a’ cleachdadh structar gràin nas garbh cuideachadh le bhith a’ lughdachadh nan feachdan a tha a dhìth airson lìonadh molltair ceart. Tha seo gu sònraichte fìor airson clò-bhualadh saor-bhàis, far am faod dì-ghluasadan air gràinean uachdar sruthadh gu saor, seach a bhith a’ cruinneachadh aig crìochan gràin.
Is e coitcheannachaidhean a th’ anns na gluasadan a chaidh a dheasbad an seo nach eil a’ buntainn ri earrannan sònraichte. Ach, chuir iad cuideam air buannachdan tomhas agus daingneachadh meud gràin stuth amh nuair a thathar a’ dealbhadh phàirtean ùra gus lochdan cumanta a sheachnadh agus paramadairean molltair a bharrachadh.
Bidh luchd-saothrachaidh innealan stampaidh meatailt mionaideach agus obrachaidhean tarraing domhainn air meatailt gus na pàirtean aca a chruthachadh ag obair gu math le luchd-mheatailt air ath-roilearan mionaideach le teisteanas teicnigeach a chuidicheas iad gus stuthan a bharrachadh sìos chun ìre gràin. Nuair a bhios eòlaichean meatailteachd is innleadaireachd air gach taobh den dàimh air an amalachadh ann an aon sgioba, faodaidh buaidh atharrachail a bhith aige agus toraidhean nas deimhinniche a thoirt gu buil.
’S e STAMPING Journal an aon iris gnìomhachais a tha coisrigte ri bhith a’ frithealadh feumalachdan margaidh stampaidh meatailt. Bho 1989, tha an foillseachadh air a bhith a’ còmhdach theicneòlasan ùr-nodha, gluasadan gnìomhachais, deagh chleachdaidhean agus naidheachdan gus cuideachadh le proifeiseantaich stampaidh an gnìomhachas a ruith nas èifeachdaiche.
A-nis le làn chothrom air deasachadh didseatach The FABRICATOR, ruigsinneachd furasta gu goireasan luachmhor gnìomhachais.
Tha an deasachadh didseatach de The Tube & Pipe Journal a-nis làn ruigsinneach, a’ toirt cothrom furasta air goireasan luachmhor gnìomhachais.
Faigh làn chothrom air deasachadh didseatach de STAMPING Journal, a bheir seachad na h-adhartasan teicneòlais as ùire, na cleachdaidhean as fheàrr agus naidheachdan gnìomhachais airson margaidh stampaidh meatailt.
A-nis le làn chothrom air deasachadh didseatach The Fabricator ann an Spàinntis, ruigsinneachd furasta gu goireasan luachmhor gnìomhachais.