Дат баспас болоттун механикалык жүрүм-турумун көзөмөлдөгөн дан структурасынын бир катмарын түшүнүү менен пайдаларды алууга болот.Getty Images
дат баспас болоттон жасалган жана алюминий эритмелерин тандоо жалпысынан күч, ийкемдүүлүк, узундугу жана hardness.These касиеттери айланасында борборлору металлдын курулуш блоктору колдонулган loads.They жооп кантип көрсөтөт чийки зат чектөөлөрдү башкаруу натыйжалуу көрсөткүчү болуп саналат; башкача айтканда, ал сынганга чейин канча ийилет.Чийки зат бузулбай калыпка туруштук бере алышы керек.
Кыйратуучу чыңалууну жана катуулукту текшерүү механикалык касиеттерди аныктоонун ишенимдүү, үнөмдүү ыкмасы болуп саналат. Бирок, чийки заттын калыңдыгы сыноо үлгүсүнүн өлчөмүн чектей баштаганда, бул сыноолор дайыма эле ишенимдүү боло бербейт. Жалпак металл буюмдарын сынап көрүү, албетте, дагы эле пайдалуу, бирок дандын механикалык жүрүм-турумун көзөмөлдөгөн бир катмарды тереңирээк карап чыгуу менен пайда алууга болот.
Металлдар дан деп аталган бир катар микроскопиялык кристаллдардан турат. Алар металл боюнча туш келди бөлүштүрүлөт. Темир, хром, никель, марганец, кремний, көмүртек, азот, фосфор жана күкүрт сыяктуу легирленген элементтердин атомдору аустениттик дат баспас болоттордун катуу атомдорунун бир бөлүгүн түзөт. алардын жалпы электрондору аркылуу кристаллдык торчо менен байланышкан.
Эритменин химиялык курамы кристаллдык структура деп аталган дандардын атомдорунун термодинамикалык жактан артыкчылыктуу жайгашуусун аныктайт. Кайталануучу кристалл структурасын камтыган металлдын гомогендүү бөлүктөрү фазалар деп аталган бир же бир нече бүртүкчөлөрдү түзөт.
Көпчүлүк адамдар суюктуктун стадияларын жакшы билишет. Суюк суу тоңгондо, ал катуу музга айланат. Бирок, металлдар жөнүндө сөз болгондо, бир эле катуу фаза болбойт. Белгилүү эритме үй-бүлөлөрү фазаларынын атынан аталат. Дат баспас болоттордун арасында, аустениттик 300 сериясынын эритмелери негизинен аустениттен турат, андагы бардык сериялар 40 inH турат. 410 жана 420 дат баспас болоттон жасалган эритмелерде 430 дат баспас болоттон жасалган же мартенсит.
Ошол эле титан эритмелери үчүн барат. Ар бир эритме тобунун аталышы бөлмө температурасында алардын басымдуу фазасын көрсөтөт - альфа, бета же экөөнүн аралашмасы. Альфа, альфага жакын, альфа-бета, бета жана бетага жакын эритмелер бар.
Суюк металл катып калганда, термодинамикалык жактан артыкчылыктуу фазадагы катуу бөлүкчөлөр басым, температура жана химиялык курамы уруксат берген жерде түшөт. Бул, адатта, суук күндө жылуу көлмөнүн бетиндеги муз кристаллдары сыяктуу интерфейстерде болот. Дан данектер өзөктүү болгондо, кристалл структурасы бир багытта өсөт. кристалл түзүмдөрүнүн ар кандай багыттарынан улам торлор. Ар кандай өлчөмдөгү Рубиктин бир тобун кутуга салып жатканыңызды элестетиңиз. Ар бир куб төрт бурчтуу тордун түзүлүшүнө ээ, бирок алардын бардыгы ар кандай туш келди багыттар боюнча жайгаштырылат. Толугу менен катууланган металлдан жасалган иш бир катар кокустан багытталгандай көрүнгөн бүртүкчөлөрдөн турат.
Дан пайда болгондо, линиялык дефекттердин пайда болушу мүмкүн. Бул кемчиликтер дислокация деп аталган кристаллдык структуранын жетишсиз бөлүктөрү болуп саналат. Бул дислокациялар жана алардын дан боюнча жана дан чек аралары аркылуу кийинки жылышы металлдын ийкемдүүлүгү үчүн негиз болуп саналат.
Дайдын кесилиши монтаждалган, майдаланган, жылмаланган жана дан түзүмүн көрүү үчүн чийилген. Бир калыпта жана барабар болгондо, оптикалык микроскопто байкалган микроструктуралар баш катырма сыяктуу көрүнөт. Чындыгында, бүртүкчөлөр үч өлчөмдүү жана ар бир дандын кесилиши кесилишине же кесилишине жараша өзгөрүп турат.
Кристаллдык түзүлүш бүт атомдору менен толтурулганда, атомдук байланыштардын созулушунан башка кыймылга орун калбайт.
Бир катар атомдордун жарымын алып салганыңызда, сиз башка атомдор катарынын ошол абалга тайып, дислокацияны эффективдүү жылдыруу мүмкүнчүлүгүн түзөсүз. Даярдалуучу бөлүгүнө күч колдонулганда, микроструктурадагы дислокациялардын топтолгон кыймылы анын бузулбастан же сынбастан ийилишине, созулушуна же кысуусуна мүмкүндүк берет.
Металл эритмесинде күч аракетте болгондо, система энергияны көбөйтөт. Пластикалык деформацияны пайда кылуу үчүн жетиштүү энергия кошулса, тор деформацияланып, жаңы дислокациялар пайда болот. Бул ийкемдүүлүктү жогорулатуу керек деген логикалуу көрүнөт, анткени ал көбүрөөк мейкиндикти бошотуп, ошону менен көбүрөөк дислокация кыймылынын потенциалын түзөт.
Дислокациялардын саны жана концентрациясы көбөйгөн сайын, уламдан-улам көп дислокациялар бири-бирине кадалып, ийкемдүүлүктү азайтат. Акыры ушунчалык көп дислокациялар муздак калыптандыруу мүмкүн болбой калгандыктан пайда болот. Учурдагы төөнөгүч дислокациялар мындан ары кыймылдай албай калгандыктан, тордогу атомдук байланыштар үзүлгөнгө же үзүлгөнгө чейин созулат. Ушундан улам металлдын, пластмассалык элементтердин бардык көлөмүн бузуп, бузуп, бузуп кетүүгө аракет кылат. металл сынганга чейин туруштук бере алат.
Дан да күйгүзүүдө маанилүү ролду ойнойт. Иш менен катууланган материалды күйдүрүү микроструктураны баштапкы абалга келтирет жана ошону менен ийкемдүүлүктү калыбына келтирет. Жылытуу процессинде дан үч этапта өзгөрөт:
Элестеткиле, адам жык толгон поезд вагонунан өтүп баратат. Элди саптардын ортосунда боштуктарды калтыруу менен гана кысууга болот, мисалы тордогу дислокациялар сыяктуу. Алар илгерилеген сайын алардын артындагы адамдар калган боштукту толтуруп, алдыда жаңы мейкиндикти түзүштү. Алар вагондун аркы четине жеткенде, жүргүнчүлөрдүн көп бөлүгүнүн тизилиши бир жолу өзгөрөт. бири-бири менен кагылышып, поезд вагондорунун дубалдарына урунуп, бардыгын ордуна кадап коюшат. Канчалык көп дислокация пайда болсо, ошончолук бир эле учурда кыймылдоо кыйындайт.
Кайра кристаллизацияны баштоо үчүн талап кылынган деформациянын минималдуу деңгээлин түшүнүү маанилүү. Бирок ысытылганга чейин металлдын деформация энергиясы жетишсиз болсо, кайра кристаллдашуу болбойт жана бүртүкчөлөр жөн гана баштапкы өлчөмүнөн өсө берет.
Механикалык касиеттерин дандын өсүшүн көзөмөлдөө аркылуу жөнгө салууга болот. Дандын чек арасы негизинен дислокациялардын дубалы болуп саналат. Алар кыймылга тоскоол болот.
Дандын өсүшү чектелсе, майда дандардын көбүрөөк саны өндүрүлөт. Бул майда дандар дан түзүлүшү жагынан майдараак болуп эсептелет. Дандын көбүрөөк чек аралары дислокациянын азыраак кыймылын жана жогорку күчтү билдирет.
Эгерде дандын өсүүсү чектелбесе, дандын структурасы орой болуп, бүртүкчөлөрү чоң, чек аралары азыраак, бекемдиги төмөн болот.
Дан өлчөмү көбүнчө 5 менен 15тин ортосунда бирдиксиз сан деп аталат. Бул салыштырмалуу катыш жана дандын орточо диаметрине байланыштуу. Сан канчалык жогору болсо, гранулдуулук ошончолук майда болот.
ASTM E112 дандын өлчөмүн өлчөө жана баалоо ыкмаларын баяндайт. Ал берилген аймактагы дандын санын эсептөөнү камтыйт. Бул, адатта, чийки заттын кесилишин кесип, майдалоо жана жылтыратып, андан кийин бөлүкчөлөрдү ачуу үчүн аны кислота менен сүртүү жолу менен ишке ашырылат. дандар. ASTM дан өлчөмүнүн сандарын дайындоо дан формасынын жана диаметринин бир калыпта болушунун акылга сыярлык деңгээлин көрсөтөт. Даярдык бөлүгү боюнча ырааттуу иштешин камсыз кылуу үчүн дан өлчөмүндөгү вариацияны эки же үч пунктка чейин чектөө пайдалуу болушу мүмкүн.
Жумуштун катуулашы учурда, күч жана ийкемдүүлүк тескери байланышка ээ. ASTM дан өлчөмү менен күчтүн ортосундагы мамиле оң жана күчтүү болууга умтулат, жалпысынан узартуу ASTM дан өлчөмүнө тескери түрдө байланыштуу. Бирок, дандын ашыкча өсүшү "өлүк жумшак" материалдардын мындан ары эффективдүү катаалышына алып келиши мүмкүн.
Дан өлчөмү көбүнчө 5 менен 15тин ортосунда бирдиксиз сан деп аталат. Бул салыштырмалуу катыш жана дандын орточо диаметрине байланыштуу. ASTM дан өлчөмү канчалык жогору болсо, бирдик аянтына дан ошончолук көп болот.
Annealed материалдын дан өлчөмү убакытка, температурага жана муздатуу ылдамдыгына жараша өзгөрүп турат. Annealing, адатта, recrystallization температурасы жана эритмесин эрүү чекити ортосунда жүзөгө ашырылат. Остениттик дат баспас болоттон жасалган эритме 301 үчүн сунушталган annealing температура диапазону 1,900 жана 2,050 градус ортосунда болот Fahrenheit.It 5 градустун тегерегинде башталат. Fahrenheit.Ал эми коммерциялык жактан таза 1-класстагы титан 1292 градус Фаренгейтте күйгүзүлүп, Фаренгейттин 3000 градуска жакын эрииши керек.
Күйдөтүү учурунда калыбына келтирүү жана кайра кристаллдашуу процесстери кайра кристаллдашкан бүртүкчөлөр бардык деформацияланган дандарды жалмамайынча бири-бири менен атаандашат. Кайра кристаллдашуу ылдамдыгы температурага жараша өзгөрүп турат. Кайра кристаллдашуу аяктагандан кийин, дан өсүү процессин өзүнө алат. 301 дат баспас болоттон жасалган бөлүкчө 1,900°F температурада бир саатта күйдүрүлгөн дат баспас болоттон жасалган. ошол эле убакта 2000°F температурада күйдүрүлгөн.
Эгерде материал жетиштүү узакка созулбаса, анда пайда болгон түзүм эски жана жаңы grains.If бирдиктүү касиеттери айкалышы болушу мүмкүн, бүт металл боюнча каалаган болсо, күйдүрүү жараяны бирдей equiaxed дан структурасын жетүү максатын көздөшү керек.Uniform бардык бүртүкчөлөр болжол менен бирдей өлчөмдө, жана equiaxed, алар болжол менен бирдей формада экенин билдирет.
Бирдиктүү жана бирдей микроструктураны алуу үчүн ар бир даяр зат бирдей убакыттын ичинде бирдей жылуулукка дуушар болушу керек жана бирдей ылдамдыкта муздашы керек. Бул партия менен күйдүрүү менен дайыма эле оңой же мүмкүн боло бербейт, андыктан нымдоо убактысын эсептөөдөн мурун, жок эле дегенде, бүт даяр материал тиешелүү температурага каныкканга чейин күтүү маанилүү. тескерисинче.
Эгерде дандын өлчөмү жана күчү байланыштуу болсо жана күчү белгилүү болсо, анда дандарды эмне үчүн эсептеш керек, туурабы? Бардык кыйратуучу сыноолор variability.Tensile тестирлөөсүнө ээ, айрыкча төмөнкү жоондуктарда, негизинен үлгүнү даярдоого көз каранды. Чыныгы материалдык касиеттерди билдирбеген чыңалуунун күчү натыйжалары мөөнөтүнөн мурда бузулушу мүмкүн.
Эгерде касиеттери дайындама боюнча бирдей болбосо, чыңалууну сыноо үлгүсүн же бир четинен үлгү алуу бүт окуяны айтып бере албашы мүмкүн. Үлгү даярдоо жана сыноо да көп убакытты талап кылат. Берилген металл үчүн канча сыноолор мүмкүн жана канча багыттар боюнча ишке ашырууга болот? Дандын структурасын баалоо күтүүсүздөн кошумча камсыздандыруу болуп саналат.
Анизотроптук, изотроптук. Анизотропия механикалык касиеттердин багыттуулугун билдирет. Күчтөн тышкары, анизотропияны дан түзүлүшүн изилдөө аркылуу жакшыраак түшүнүүгө болот.
Бирдиктүү жана бирдей дан түзүмү изотроптук болушу керек, демек, ал бардык багыттар боюнча бирдей касиеттерге ээ. Изотропия концентрдүүлүк критикалык мааниге ээ болгон терең тартуу процесстеринде өзгөчө маанилүү. бланк калыпка тартылганда, анизотроптук материал бирдей агып кетпейт, бул earing.The сыргасы чөйчөктүн үстүнкү бөлүгү пайда болот. дан структурасы даярдалган бир тексиздиктин ордун ачып бере алат жана негизги себебин аныктоого жардам берет.
Туура күйгүзүү изотропияга жетишүү үчүн абдан маанилүү, бирок ошондой эле күйдүрүүдөн мурун деформациянын көлөмүн түшүнүү да маанилүү. Материал пластикалык деформациялангандыктан, бүртүкчөлөр деформациялана баштайт. Муздак прокаттоодо, калыңдыкты узундукка айландырганда, бүртүкчөлөр прокатка карай узарат. Аспектинин катышы болгондуктан, дандардын механикалык касиеттери да өзгөрөт. катуу деформацияланган workpieces, кээ бир багыты да annealing кийин да сакталып калышы мүмкүн. Бул анизотропияга алып келет. Терең тартылган материалдар үчүн, кээде эскирүүнү болтурбоо үчүн акыркы күйдүрүүдөн мурун деформациянын көлөмүн чектөө зарыл.
апельсин кабыгы.Пикинг өлүү менен байланышкан жалгыз терең тартуу кемчилиги эмес.Апельсин кабыгы өтө орой бөлүкчөлөр менен чийки зат тартылганда пайда болот.Ар бир дан өз алдынча деформацияланат жана анын кристаллдык ориентациясынын функциясы катары.Жанаша дандардын ортосундагы деформациянын айырмасы апельсин кабыгынын кабыгына окшош текстураланган көрүнүшкө алып келет.
Телевизордун экранындагы пикселдер сыяктуу, майда бүртүкчөлүү түзүлүшү менен, ар бир дандын ортосундагы айырма анча байкалбай калат, резолюцияны эффективдүү көбөйтөт. Апельсин кабыгынын эффектин алдын алуу үчүн механикалык касиеттерди көрсөтүү гана жетиштүү майда дан өлчөмүн камсыз кылуу үчүн жетишсиз болушу мүмкүн. Дайындама өлчөмүнүн өзгөрүшү дан диаметринен 10 эсе аз болгондо, жекече кыймыл-аракетти түзбөйт. көп дандардын үстүнөн, бирок ар бир дандын өзгөчө өлчөмүн жана багытын чагылдырат. Муну чийилген чөйчөктөрдүн дубалдарына апельсин кабыгынын таасиринен көрүүгө болот.
ASTM дан өлчөмү 8 үчүн, дандын орточо диаметри 885 μin. Бул 0,00885 дюйм же андан азыраак калыңдыктын төмөндөшүнө бул микроформалоо эффекти таасир этиши мүмкүн дегенди билдирет.
Оор бүртүкчөлөр терең тартуу көйгөйлөрүн жаратышы мүмкүн болсо да, алар кээде басуу үчүн сунушталат. Штамптоо бул деформация процесси, мында бланк каалаган беттин топографиясын берүү үчүн кысылган, мисалы, Джордж Вашингтондун бет контурунун төрттөн бир бөлүгү. Зым тартуудан айырмаланып, штамптоо, адатта, материалдын көп агымын талап кылбайт, бирок беттин боштуктун көп агымын талап кылат.
Ушул себептен улам, одоно бүртүкчө структурасын колдонуу менен беттик агымдын стрессин азайтуу көктүн туура толтурулушу үчүн талап кылынган күчтөрдү жеңилдетүүгө жардам берет. Бул, өзгөчө, беттик бүртүкчөлөрдөгү дислокациялар дан чектеринде топтолбостон, эркин агып кете турган эркин өлчөм менен басылган учурда.
Бул жерде талкууланган тенденциялар конкреттүү бөлүмдөргө колдонулбашы мүмкүн болгон жалпылоо болуп саналат. Бирок, алар жаңы бөлүктөрдү долбоорлоодо чийки заттын бөлүкчөлөрүнүн өлчөмүн өлчөөнүн жана стандартташтыруунун артыкчылыктарын баса көрсөтүштү.
Так металл штамптоо машиналарын жана алардын бөлүктөрүн түзүү үчүн металлга терең тартуу операцияларын өндүрүүчүлөр материалдарды дан деңгээлине чейин оптималдаштырууга жардам бере турган техникалык жактан квалификациялуу тактыктагы ре-роликтерде металлургдар менен жакшы иштешет. Металлургиялык жана инженердик эксперттер мамилелердин эки тарабында бир командага бириктирилгенде, ал көбүрөөк оң таасирин тийгизет.
СТАМПИНГ журналы металл штамптоо рыногунун муктаждыктарын канааттандырууга арналган жалгыз тармактык журнал. 1989-жылдан бери басылма штамптоочу адистерге бизнесин натыйжалуу жүргүзүүгө жардам берүү үчүн алдыңкы технологияларды, тармактын тенденцияларын, мыкты тажрыйбаларды жана жаңылыктарды чагылдырып келет.
Эми FABRICATOR санариптик чыгарылышына толук жетүү менен, баалуу өнөр жай ресурстарына оңой жетүү.
The Tube & Pipe Journal санариптик басылышы азыр толук жеткиликтүү болуп, баалуу өнөр жай ресурстарына оңой жетүүнү камсыз кылат.
Металл штамптоо рыногу үчүн акыркы технологиялык жетишкендиктерди, мыкты тажрыйбаларды жана тармактык жаңылыктарды камтыган STAMPING Journal санариптик басылышына толук мүмкүнчүлүк алыңыз.
Эми The Fabricator en Español санариптик чыгарылышына толук жетүү менен, баалуу өнөр жай ресурстарына оңой жетүү.