Зэвэрдэггүй гангийн механик үйл ажиллагааг хянадаг ширхэгийн бүтцийн нэг давхаргын талаар ойлголттой болсноор ашиг тусыг авч болно. Getty Images
Зэвэрдэггүй ган, хөнгөн цагаан хайлшийг сонгохдоо ерөнхийдөө хүч чадал, уян хатан байдал, суналт, хатуулаг зэрэгт төвлөрдөг. Эдгээр шинж чанарууд нь металлын барилгын блокууд ачаалагдах ачаалалд хэрхэн хариу үйлдэл үзүүлдэгийг харуулдаг. Эдгээр нь түүхий эдийн хязгаарлалтыг зохицуулах үр дүнтэй үзүүлэлт юм; өөрөөр хэлбэл хугарахаасаа өмнө хэр их нугалах вэ.Түүхий эд нь хэвлэх процессыг хугарахгүйгээр тэсвэрлэх чадвартай байх ёстой.
Суналт ба хатуулгийг эвдэх сорил нь механик шинж чанарыг тодорхойлох найдвартай, хэмнэлттэй арга юм. Гэсэн хэдий ч түүхий эд материалын зузаан нь туршилтын дээжийн хэмжээг хязгаарлаж эхэлмэгц эдгээр туршилтууд үргэлж найдвартай байдаггүй. Хавтгай металл бүтээгдэхүүний суналтын туршилт нь мэдээжийн хэрэг ашигтай хэвээр байгаа боловч үр тарианы механик бүтцийг хянадаг нэг давхаргыг илүү гүнзгий судалж, үр ашгийг нь олж авах боломжтой.
Металууд нь мөхлөг гэж нэрлэгддэг хэд хэдэн микроскоп талстуудаас тогтдог. Тэдгээр нь металлын хэмжээнд санамсаргүй байдлаар тархсан байдаг. Төмөр, хром, никель, марганец, цахиур, нүүрстөрөгч, азот, фосфор, хүхэр зэрэг хайлшлах элементүүдийн атомууд нь аустенитийн зэвэрдэггүй гангийн хатуу уусмалын нэг хэсэг юм. Тэдгээр нь хуваалцсан электронуудаараа дамжуулан болор торонд холбогддог.
Хайлшийн химийн найрлага нь талст бүтэц гэж нэрлэгддэг мөхлөг дэх атомуудын термодинамикаар илүүд үздэг зохицуулалтыг тодорхойлдог. Давтагдах талст бүтэц агуулсан металлын нэгэн төрлийн хэсгүүд нь фаз гэж нэрлэгддэг нэг буюу хэд хэдэн ширхэгийг үүсгэдэг. Хайлшийн механик шинж чанар нь хайлш дахь болор бүтцийн функц юм. Фаз бүрийн хэмжээ, зохион байгуулалтын хувьд мөн адил хамаарна.
Ихэнх хүмүүс усны үе шатуудыг мэддэг. Шингэн ус хөлдөх үед энэ нь хатуу мөс болдог. Гэсэн хэдий ч металлын хувьд зөвхөн нэг хатуу фаз байдаггүй. Тодорхой хайлшийн бүлгүүд фазынхаа нэрээр нэрлэгдсэн байдаг. Зэвэрдэггүй гангийн дунд аустенитийн 300 цувралын хайлш нь үндсэндээ аустенитээс бүрддэг. 410 ба 420 зэвэрдэггүй ган хайлшаар 430 зэвэрдэггүй ган эсвэл мартенсит.
Титан хайлшийн хувьд ч мөн адил. Хайлш тус бүрийн нэр нь өрөөний температурт альфа, бета эсвэл хоёулангийнх нь зонхилох үе шатыг заадаг. Альфа, альфа ойролцоо, альфа-бета, бета, бета-тай ойролцоо хайлш байдаг.
Шингэн металл хатуурах үед термодинамикийн хувьд илүүд үздэг фазын хатуу хэсгүүд нь даралт, температур, химийн найрлагын зөвшөөрөгдсөн хэсэгт тунадас үүснэ. Энэ нь ихэвчлэн хүйтэн өдөр дулаан цөөрмийн гадаргуу дээрх мөсөн талстууд шиг интерфэйсүүдэд тохиолддог. Үр тариа бөөмжих үед болор бүтэц нь нэг чиглэлд ургаж, өөр нэг үр тарианы харилцан үйлчлэлд орох хүртэл үүсдэг. болор бүтцийн өөр өөр чиглэлээс шалтгаалж торууд үүсдэг. Янз бүрийн хэмжээтэй Рубикийн шоонуудыг хайрцагт хийнэ гэж төсөөлөөд үз дээ. Шоо бүр нь дөрвөлжин сүлжээтэй боловч тэдгээр нь бүгд өөр өөр санамсаргүй чиглэлд байрлана. Бүрэн хатуурсан металл бэлдэц нь санамсаргүй байдлаар чиглэгдсэн мэт санагдах хэсгүүдээс бүрдэнэ.
Үр тариа үүсэх ямар ч үед шугамын согог үүсэх магадлал байдаг. Эдгээр согогууд нь талст бүтцийн дислокац гэж нэрлэгддэг дутуу хэсгүүд юм. Эдгээр мултралууд болон тэдгээрийн дараагаар үр тариа болон үр тарианы хилийн дагуу шилжих нь металлын уян хатан байдлын үндсэн суурь юм.
Үр тарианы бүтцийг харахын тулд ажлын хэсгийн хөндлөн огтлолыг суурилуулж, нунтаглаж, өнгөлж, сийлсэн байна. Нэг төрлийн, ижил тэнхлэгтэй байх үед оптик микроскопоор ажиглагдсан бичил бүтэц нь эвлүүлдэг тоглоом шиг бага зэрэг харагдана. Бодит байдал дээр үр тариа нь гурван хэмжээст бөгөөд үр тариа бүрийн хөндлөн огтлол нь зүсэлт эсвэл зүсэлтээс хамаарч өөр өөр байх болно.
Кристал бүтцийг бүх атомуудаар дүүргэх үед атомын холбоог сунгахаас өөр хөдөлгөөн хийх зай байхгүй болно.
Та атомын эгнээний талыг нь салгаснаар өөр эгнээний атомууд тухайн байрлал руу гулсах боломжийг бий болгож, мултралыг үр дүнтэй хөдөлгөдөг. Ажлын хэсэг дээр хүч хэрэглэх үед бичил бүтэц дэх мултралуудын нэгдсэн хөдөлгөөн нь түүнийг хугарах, хугарахгүйгээр нугалах, сунгах, шахах боломжийг олгодог.
Металл хайлш дээр хүч үйлчлэх үед систем нь энергийг нэмэгдүүлдэг.Хэрэв хангалттай энерги нэмбэл хуванцар хэв гажилт үүсгэхэд тор нь хэв гажиж, шинэ мултрал үүсдэг. Энэ нь уян хатан чанарыг нэмэгдүүлэх нь логик юм шиг санагдаж байна, учир нь энэ нь илүү их зайг чөлөөлж, улмаар илүү их мултрах хөдөлгөөн хийх боломжийг бий болгодог.Гэхдээ мултралууд хоорондоо мөргөлдөх үед тэдгээр нь бие биенээ засах боломжтой.
Мултралын тоо, концентраци ихсэх тусам улам олон мултралууд хоорондоо наалдаж, уян хатан чанарыг бууруулдаг. Эцсийн эцэст маш олон мултралууд гарч, хүйтэн үүсэх боломжгүй болж байна. Одоо байгаа бэхэлгээний мултралууд цаашид хөдлөх боломжгүй болсон тул тор дахь атомын холбоо нь эвдрэх эсвэл хугарах хүртэл сунадаг. Энэ нь металын эвдрэл, хуванцарыг бүхэлд нь задлахад хүргэдэг. металл эвдрэхээс өмнө тэсвэрлэх чадвартай.
Үр тариа нь зөөлрүүлэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Ажлаар хатуурсан материалыг аннеалах нь бичил бүтцийг үндсэнд нь сэргээж, уян хатан чанарыг нь сэргээдэг. Үр тариа нь гурван үе шаттайгаар өөрчлөгддөг.
Олон хүн хөл хөдөлгөөн ихтэй вагон дундуур явж байна гэж төсөөлөөд үз дээ. Цугласан олныг зөвхөн эгнээний завсар зай үлдээснээр л шахаж болно, жишээлбэл, торны мултрал шиг. Тэднийг урагшлах тусам ард байгаа хүмүүс нь орхисон орон зайгаа дүүргэж, урд нь шинэ орон зай үүсгэсэн. Вагоны нөгөө үзүүрт хүрмэгц олон зорчигчийн хөдөлгөөний зохион байгуулалт өөрчлөгдөнө. бие биетэйгээ мөргөлдөж, вагонуудын ханыг мөргөж, хүн бүрийг байранд нь хавчуулав. Мултрал их байх тусам тэд нэгэн зэрэг хөдлөхөд хэцүү болно.
Дахин талстжилтыг өдөөхөд шаардагдах хэв гажилтын хамгийн бага түвшинг ойлгох нь чухал юм. Гэсэн хэдий ч хэрэв металыг халаахаас өмнө деформацийн энерги хангалтгүй байвал дахин талстжилт үүсэхгүй бөгөөд мөхлөгүүд анхны хэмжээнээсээ цааш өсөх болно.
Үр тарианы ургалтыг хянах замаар механик шинж чанарыг тохируулж болно. Тарианы хил нь үндсэндээ мултрах хана юм. Тэд хөдөлгөөнд саад учруулдаг.
Хэрэв үр тарианы өсөлтийг хязгаарлавал илүү олон тооны жижиг үр тариа үүснэ. Эдгээр жижиг үр тариа нь үр тарианы бүтцийн хувьд илүү нарийн ширхэгтэй гэж тооцогддог. Үр тарианы хил их байгаа нь мултрах хөдөлгөөн бага, өндөр бат бэх гэсэн үг юм.
Хэрэв үр тарианы өсөлтийг хязгаарлаагүй бол үр тарианы бүтэц нь бүдүүлэг болж, ширхэг нь том, хил хязгаар нь бага, бат бөх чанар нь бага байдаг.
Үр тарианы хэмжээг ихэвчлэн 5-аас 15-ын хооронд байдаг нэгжгүй тоо гэж нэрлэдэг. Энэ нь харьцангуй харьцаа бөгөөд үр тарианы дундаж диаметртэй холбоотой байдаг. Тоо их байх тусам нарийн ширхэгтэй байдаг.
ASTM E112 нь үр тарианы хэмжээг хэмжих, үнэлэх аргуудыг тодорхойлсон. Энэ нь тухайн талбай дахь үр тарианы хэмжээг тоолох явдал юм. Энэ нь ихэвчлэн түүхий эдийн хөндлөн огтлолыг огтолж, нунтаглаж, өнгөлж, дараа нь бөөмсийг ил гаргахын тулд хүчилээр сийлдэг. Тоолох нь микроскопоор, томруулж, сорьцоор хийгддэг. үр тариа. ASTM ширхэгийн хэмжээтэй дугаар оноох нь үр тарианы хэлбэр, диаметрийн боломжийн жигд байдлыг илтгэнэ. Ажлын хэсгийн тогтвортой гүйцэтгэлийг хангахын тулд үр тарианы хэмжээг хоёр эсвэл гурван цэгээр хязгаарлах нь ашигтай байж болох юм.
Ажлын хатуурлын хувьд бат бэх ба уян хатан байдал нь урвуу хамааралтай байдаг. ASTM ширхэгийн хэмжээ ба бат бэхийн хоорондын хамаарал эерэг ба бат бөх байх хандлагатай байдаг ба ерөнхийдөө суналт нь ASTM ширхэгийн хэмжээтэй урвуу хамааралтай байдаг. Гэсэн хэдий ч үр тарианы хэт их өсөлт нь "үхсэн зөөлөн" материалыг цаашид үр дүнтэй хатууруулахгүй болоход хүргэдэг.
Үр тарианы хэмжээг ихэвчлэн 5-аас 15-ын хооронд нэгжгүй тоо гэж нэрлэдэг. Энэ нь харьцангуй харьцаа бөгөөд үр тарианы дундаж диаметртэй холбоотой. ASTM үр тарианы хэмжээ өндөр байх тусам нэгж талбайд илүү их үр тариа ногдоно.
Шарсан материалын ширхэгийн хэмжээ нь цаг хугацаа, температур, хөргөлтийн хурдаас хамаарч өөр өөр байдаг. Аннеалинг нь ихэвчлэн хайлшийн дахин талстжих температур ба хайлах цэгийн хооронд хийгддэг. Аустенитийн зэвэрдэггүй ган хайлш 301-д санал болгож буй зөөлрүүлэх температурын хүрээ нь 1,900-аас 2,050 градусын хооронд байна. Фаренгейт. Үүний эсрэгээр, арилжааны хувьд цэвэр 1-р зэргийн титаныг Фаренгейтийн 1,292 градуст халааж, Фаренгейтийн 3,000 градусын орчимд хайлах ёстой.
Боловсруулах явцад дахин талстжсан ширхэгүүд бүх хэв гажилттай үр тариаг идэх хүртэл нөхөн сэргээх болон дахин талстжих процессууд хоорондоо өрсөлддөг. Дахин талстжилтын хурд нь температураас хамаарч өөр өөр байдаг. Дахин талстжилт дуусмагц үр тариа ургаж эхэлдэг. 301 зэвэрдэггүй ган бэлдэц нь нэг цагийн турш 1900°F температурт шатаасан нарийн бүтэцтэй байх болно. 2000°F температурт ижил хугацаанд шатаасан.
Хэрэв материалыг зохих ёсоор зөөлрүүлэх мужид хангалттай удаан байлгаагүй бол үүссэн бүтэц нь хуучин болон шинэ үр тарианы хослол байж болно.Хэрэв металлын бүх хэсэгт нэгэн төрлийн шинж чанарыг хүсч байвал зөөлрүүлэх үйл явц нь жигд тэгш тэнхлэгтэй үр тарианы бүтцийг бий болгоход чиглэгдэх ёстой.Нэг тэнхлэгтэй гэдэг нь бүх үр тариа ойролцоогоор ижил хэмжээтэй, тэнцүү тэнхлэгтэй гэдэг нь ойролцоогоор ижил хэлбэртэй байна гэсэн үг юм.
Нэг төрлийн, ижил тэнхлэгтэй бичил бүтцийг олж авахын тулд ажлын хэсэг бүрийг ижил хугацаанд ижил хэмжээний дулаанд өртөж, ижил хурдтайгаар хөргөх ёстой. Багцаар зөөлрүүлэхэд энэ нь тийм ч хялбар биш бөгөөд боломжгүй байдаг тул нэвт норгох хугацааг тооцоолохын өмнө ядаж бэлдэцийг бүхэлд нь зохих температурт ханах хүртэл хүлээх нь чухал юм. эсрэгээр.
Хэрэв үр тарианы хэмжээ, хүч чадал нь хоорондоо холбоотой бөгөөд хүч чадал нь мэдэгдэж байгаа бол үр тариаг яагаад тооцоолох ёстой гэж?
Хэрэв эд ангиудын шинж чанар нь жигд биш байвал суналтын туршилтын дээж эсвэл дээжийг нэг ирмэгээс авах нь түүхийг бүхэлд нь хэлж чадахгүй. Дээж бэлтгэх, турших нь бас цаг хугацаа их шаарддаг. Тухайн металлын хувьд хичнээн туршилт хийх боломжтой, хэдэн чиглэлд үүнийг хийх боломжтой вэ? Үр тарианы бүтцийг үнэлэх нь гэнэтийн зүйлээс хамгаалах нэмэлт даатгал юм.
Анизотроп, изотроп. Анизотропи гэдэг нь механик шинж чанарын чиглэлийг хэлнэ. Хүч чадалаас гадна анизотропийг үр тарианы бүтцийг судалж үзэх замаар илүү сайн ойлгох боломжтой.
Нэг төрлийн, тэнцүү тэнхлэгт үр тарианы бүтэц нь изотроп байх ёстой бөгөөд энэ нь бүх чиглэлд ижил шинж чанартай байх ёстой гэсэн үг юм. Изотропи нь ялангуяа төвлөрсөн байдал чухал байдаг гүн зурах процесст чухал ач холбогдолтой. Хоосон цаасыг хэв рүү татах үед анизотроп материал жигд урсахгүй бөгөөд энэ нь ээмэгний дээд хэсэг үүсэхэд хүргэдэг. үр тарианы бүтэц нь ажлын хэсэг дэх нэгэн төрлийн бус байдлын байршлыг илрүүлж, үндсэн шалтгааныг оношлоход тусална.
Зөв шарах нь изотропид хүрэхийн тулд маш чухал боловч зөөлрүүлэхээс өмнө хэв гажилтын цар хүрээг ойлгох нь бас чухал юм. Материал нь хуванцараар деформацид орохын хэрээр мөхлөгүүд хэлбэрээ алдаж эхэлдэг. Хүйтэн өнхрөх, зузааныг урт болгон хувиргах үед үр тариа нь өнхрөх чиглэлд уртасна. Талуудын харьцаа өөрчлөгдөхийн хэрээр үр тарианы механик шинж чанар өөрчлөгддөг. маш их гажигтай бэлдэцүүд, зарим чиг баримжаа нь зөөлрүүлсний дараа ч хэвээр үлдэж болно. Энэ нь анизотропи үүсгэдэг. Гүн татсан материалын хувьд заримдаа элэгдэлд орохгүйн тулд эцсийн боловсруулалт хийхээс өмнө хэв гажилтын хэмжээг хязгаарлах шаардлагатай болдог.
жүржийн хальс. Жүржийн хальс авах нь үхжилтэй холбоотой цорын ганц гүн татах согог биш юм. Жүржийн хальс нь хэт том ширхэгтэй түүхий эдийг татах үед үүсдэг. Үр тариа тус бүр нь бие даасан байдлаар хэлбэрээ алддаг. Зэргэлдээх үр тарианы хоорондын хэв гажилтын ялгаа нь улбар шар өнгийн хальстай төстэй бүтэцтэй, хананы гадаргуу дээр гарч ирдэг.
Нарийн ширхэгтэй бүтэцтэй зурагтын дэлгэцэн дээрх пикселүүдийн нэгэн адил үр тариа бүрийн хоорондын ялгаа нь мэдэгдэхүйц багасч, нягтралыг үр дүнтэйгээр нэмэгдүүлэх болно. Жүржийн хальсны нөлөөнөөс урьдчилан сэргийлэхийн тулд механик шинж чанарыг зааж өгөх нь хангалттай нарийн ширхэгийн хэмжээг хангахад хангалтгүй байж магадгүй юм. Ажлын хэсгийн хэмжээ өөрчлөгдөх нь үр тарианы диаметрээс 10 дахин бага байх үед бие даасан шинж чанарыг өөрчлөхгүй. олон үр тарианы дээр байдаг боловч үр тариа бүрийн тодорхой хэмжээ, чиглэлийг тусгадаг. Үүнийг зурсан аяганы хананд жүржийн хальсны нөлөөнөөс харж болно.
ASTM мөхлөгийн хэмжээ 8-ын хувьд үр тарианы дундаж диаметр нь 885 микрон байна. Энэ нь 0.00885 инч буюу түүнээс бага зузаантай бууралтад энэхүү бичил хэлбэржилтийн нөлөө нөлөөлж болно гэсэн үг юм.
Бүдүүн ширхэгтэй ширхэгүүд нь гүн зурах асуудал үүсгэж болох ч заримдаа тэдгээрийг дарахыг зөвлөдөг. Тамгалах нь Жорж Вашингтоны нүүрний контурын дөрөвний нэг гэх мэт хүссэн гадаргуугийн топографийг өгөхийн тулд хоосон зайг шахаж гаргадаг хэв гажилтын процесс юм. Утсаар зурахаас ялгаатай нь тамга нь ихэвчлэн их хэмжээний материалын урсгалыг шаарддаггүй, гэхдээ маш их хэмжээний хэв гажилт шаарддаг.
Ийм учраас бүдүүн ширхэгтэй бүтэц ашиглан гадаргуугийн урсгалын стрессийг багасгах нь хөгцийг зохих ёсоор дүүргэхэд шаардагдах хүчийг багасгахад тустай. Энэ нь ялангуяа гадаргын мөхлөгүүд дэх мултралууд нь үр тарианы хил дээр хуримтлагдахаас илүү чөлөөтэй урсаж болох чөлөөт хэвний хувьд үнэн юм.
Энд хэлэлцсэн чиг хандлага нь тодорхой хэсгүүдэд хамаарахгүй ерөнхий ойлголтууд юм. Гэсэн хэдий ч тэдгээр нь нийтлэг бэрхшээлээс зайлсхийх, хэвний параметрүүдийг оновчтой болгохын тулд шинэ эд ангиудыг төлөвлөхдөө түүхий эдийн ширхэгийн хэмжээг хэмжиж, стандартчилахын ач тусыг онцолсон.
Нарийвчилсан металл тамгалах машин үйлдвэрлэгчид, тэдгээрийн эд ангиудыг бүрдүүлэхийн тулд металлыг гүн татах үйл ажиллагаа нь материалыг үр тарианы түвшинд хүртэл оновчтой болгоход тусалж чадах техникийн мэргэшсэн нарийвчлалтай дахин булны металлургийн мэргэжилтнүүдтэй сайн хамтран ажиллах болно. Харилцааны хоёр талын металлургийн болон инженерийн мэргэжилтнүүд нэг багт нэгдэж, илүү эерэг үр нөлөөг бий болгож чадна.
STAMPING Journal нь метал тамгалах зах зээлийн хэрэгцээг хангахад зориулагдсан цорын ганц салбарын сэтгүүл юм. 1989 оноос хойш хэвлэл нь тамга дарах мэргэжилтнүүдэд бизнесээ илүү үр дүнтэй явуулахад нь туслах зорилгоор хамгийн сүүлийн үеийн технологи, салбарын чиг хандлага, шилдэг туршлага, мэдээ мэдээллийг нийтэлж байна.
Одоо FABRICATOR-ийн дижитал хувилбарыг бүрэн ашиглах боломжтой, салбарын үнэ цэнэтэй нөөцөд хялбар хандах боломжтой.
The Tube & Pipe Journal сэтгүүлийн дижитал хувилбар одоо бүрэн хүртээмжтэй болсон бөгөөд энэ нь салбарын үнэ цэнэтэй эх сурвалжуудад хялбар нэвтрэх боломжийг олгодог.
Металл тамгалах зах зээлд хамгийн сүүлийн үеийн технологийн дэвшил, шилдэг туршлага, салбарын мэдээг агуулсан STAMPING Journal сэтгүүлийн дижитал хэвлэлд бүрэн хандаарай.
Одоо The Fabricator en Español-ийн дижитал хувилбарыг бүрэн ашиглах боломжтой, салбарын үнэ цэнэтэй нөөцөд хялбар хандах боломжтой.