Zanglamaydigan po'latning mexanik harakatini boshqaradigan don strukturasining bir qatlami haqida tushunchaga ega bo'lish orqali foyda olish mumkin.Getty Images
Zanglamaydigan po'lat va alyuminiy qotishmalarini tanlash, odatda, kuch, egiluvchanlik, cho'zilish va qattiqlik atrofida markazlashadi. Bu xususiyatlar metallning qurilish bloklari qo'llaniladigan yuklarga qanday javob berishini ko'rsatadi. Ular xom ashyo cheklovlarini boshqarishning samarali ko'rsatkichidir; ya'ni sinishdan oldin qancha egiladi.Xom ashyo buzilmasdan qoliplash jarayoniga bardosh bera olishi kerak.
Vayron qiluvchi valentlik va qattiqlik sinovi mexanik xususiyatlarni aniqlashning ishonchli, tejamkor usuli hisoblanadi. Biroq, xomashyo qalinligi sinov namunasi hajmini cheklay boshlagach, bu sinovlar har doim ham ishonchli bo'lavermaydi. Yassi metall buyumlarning qisish sinovi, albatta, hali ham foydalidir, ammo donning mexanik tuzilishini boshqaradigan bir qatlamga chuqurroq qarash orqali foyda olish mumkin.
Metalllar donalar deb ataladigan bir qator mikroskopik kristallardan tashkil topgan. Ular metall bo'ylab tasodifiy taqsimlangan. Temir, xrom, nikel, marganets, kremniy, uglerod, azot, fosfor va oltingugurt kabi qotishma elementlarning atomlari ostenitik zanglamaydigan po'latlarning qattiq atomlarining bir qismidir. ular umumiy elektronlari orqali kristall panjaraga bog'langan.
Qotishmaning kimyoviy tarkibi kristall strukturasi deb nomlanuvchi donalardagi atomlarning termodinamik jihatdan afzal qilingan joylashuvini belgilaydi. Qayta takrorlanuvchi kristall strukturani o'z ichiga olgan metallning bir hil qismlari fazalar deb ataladigan bir yoki bir nechta donani hosil qiladi. Qotishmaning mexanik xususiyatlari qotishmadagi kristall strukturaning funktsiyasidir. Har bir fazaning o'lchami va joylashuvi uchun ham xuddi shunday.
Ko'pchilik suvning bosqichlarini yaxshi biladi. Suyuq suv muzlaganda, u qattiq muzga aylanadi. Biroq, metallar haqida gap ketganda, faqat bitta qattiq faza mavjud emas. Ayrim qotishma oilalari fazalari bilan nomlanadi. Zanglamaydigan po'latlar orasida ostenitik 300 seriyali qotishmalar birinchi navbatda ostenitdan iborat bo'ladi. 410 va 420 zanglamaydigan po'latdan yasalgan qotishmalarda 430 zanglamaydigan po'lat yoki martensit.
Xuddi shu narsa titanium qotishmalari uchun ham amal qiladi. Har bir qotishma guruhining nomi xona haroratida ularning asosiy fazasini ko'rsatadi - alfa, beta yoki ikkalasining aralashmasi. Alfa, alfaga yaqin, alfa-beta, beta va beta-beta qotishmalari mavjud.
Suyuq metall qotib qolganda, termodinamik jihatdan afzal qilingan fazaning qattiq zarralari bosim, harorat va kimyoviy tarkib imkon beradigan joylarda cho'kadi. Bu, odatda, sovuq kunlarda iliq hovuz yuzasidagi muz kristallari kabi interfeyslarda sodir bo'ladi. Donalar yadrolashganda, kristall struktura bir yo'nalishda o'sib boradi, toki boshqa donachalar noto'g'ri to'qnashuvlar paydo bo'lguncha. kristall tuzilmalarning turli orientatsiyalari tufayli panjaralar. Tasavvur qiling-a, bir qutiga turli oʻlchamdagi Rubik kubiklarini qoʻyasiz. Har bir kub toʻrtburchak toʻr tartibiga ega, lekin ularning barchasi turli tasodifiy yoʻnalishlarda joylashadi. Toʻliq qotib qolgan metall ish qismi tasodifiy yoʻnaltirilgandek koʻrinadigan donalardan iborat.
Har qanday vaqtda don hosil bo'lganda, chiziq nuqsonlari paydo bo'lishi mumkin. Bu nuqsonlar dislokatsiyalar deb ataladigan kristall strukturaning etishmayotgan qismlaridir. Bu dislokatsiyalar va ularning keyinchalik don bo'ylab va don chegaralari bo'ylab harakatlanishi metallning egiluvchanligi uchun asosiy hisoblanadi.
Ish qismining kesimi don tuzilishini ko'rish uchun o'rnatiladi, maydalanadi, sayqallanadi va chiziladi. Bir hil va teng o'qli bo'lsa, optik mikroskopda kuzatilgan mikrotuzilmalar biroz jumboqga o'xshaydi.Aslida donalar uch o'lchamli bo'lib, har bir donaning kesimi kesim yoki kesma qismiga qarab o'zgaradi.
Kristal struktura uning barcha atomlari bilan to'ldirilganda, atom aloqalarining cho'zilishidan boshqa harakat uchun joy qolmaydi.
Atomlar qatorining yarmini olib tashlaganingizda, siz boshqa qator atomlar uchun bu holatga siljish imkoniyatini yaratasiz, bu dislokatsiyani samarali harakatga keltirasiz. Ishlov beriladigan qismga kuch qo'llanilganda, mikro tuzilmadagi dislokatsiyalarning yig'indisi harakati uni sindirmasdan yoki buzmasdan egish, cho'zish yoki siqish imkonini beradi.
Metall qotishmaga kuch ta'sir qilganda, tizim energiyani oshiradi.Plastik deformatsiyani keltirib chiqarish uchun etarli energiya qo'shilsa, panjara deformatsiyalanadi va yangi dislokatsiyalar paydo bo'ladi.Bu egiluvchanlikni oshirishi mantiqan to'g'ri ko'rinadi, chunki u ko'proq joyni bo'shatadi va shu tariqa ko'proq dislokatsiya harakati uchun potentsial yaratadi.Ammo, dislokatsiyalar to'qnashganda, ular bir-birini tuzatishi mumkin.
Dislokatsiyalar soni va kontsentratsiyasi ortib borishi bilan ko'proq dislokatsiyalar bir-biriga mahkamlanadi, bu esa egiluvchanlikni pasaytiradi. Oxir-oqibat shunchalik ko'p dislokatsiyalar paydo bo'ladiki, sovuq shakllanish endi imkonsiz bo'ladi. Mavjud pinning dislokatsiyalari endi harakat qila olmasligi sababli, panjaradagi atom bog'lari uzilib qolmaguncha yoki sinmaguncha cho'zilib ketadi. Shuning uchun metall, plastik va o'lchamdagi barcha parchalanish ishlarini cheklaydi. metall sindirishdan oldin bardosh bera oladi.
Don ham tavlanishda muhim rol o'ynaydi. Ishda qotib qolgan materialni tavlash asosan mikro tuzilmani tiklaydi va shu tariqa egiluvchanlikni tiklaydi. Yuvish jarayonida donalar uch bosqichda o'zgaradi:
Odam gavjum poyezd vagonidan o‘tayotganini tasavvur qiling. Olomonni faqat qatorlar orasidagi bo‘shliqlar qoldirish orqali siqib chiqarish mumkin, masalan, panjaradagi dislokatsiyalar. Ular oldinga siljib, orqadagi odamlar qolgan bo‘shliqni to‘ldirib, oldida yangi bo‘sh joy yaratdilar. Vagonning narigi uchiga yetib borgach, ko‘plab yo‘lovchilar xonasida harakatlanish tartibi o‘zgarib, bir marta o‘tishga harakat qiladi. bir-biri bilan to'qnashib, poezd vagonlarining devorlariga urilib, hammani o'z joyiga qo'yib qo'yadi.Qanchalik ko'p dislokatsiyalar paydo bo'lsa, ular bir vaqtning o'zida harakat qilishlari qiyinroq bo'ladi.
Qayta kristallanishni tetiklash uchun zarur bo'lgan minimal deformatsiya darajasini tushunish muhimdir.Biroq, agar metall qizdirilgunga qadar etarli deformatsiya energiyasiga ega bo'lmasa, qayta kristallanish sodir bo'lmaydi va donalar oddiygina o'zlarining dastlabki hajmidan tashqarida o'sishda davom etadi.
Mexanik xususiyatlarni don o'sishini nazorat qilish orqali sozlash mumkin. Don chegarasi asosan dislokatsiyalar devoridir. Ular harakatga to'sqinlik qiladi.
Agar don o'sishi cheklangan bo'lsa, ko'proq miqdorda mayda don hosil bo'ladi. Bu kichikroq donalar don tuzilishi jihatidan nozikroq hisoblanadi. Ko'proq don chegaralari kamroq dislokatsiya harakati va yuqori quvvatni anglatadi.
Agar don o'sishi cheklanmagan bo'lsa, don tuzilishi qo'pol bo'ladi, donalar kattaroq, chegaralari kamroq va mustahkamligi past bo'ladi.
Don hajmi ko'pincha birliksiz raqam deb ataladi, 5 va 15 orasida. Bu nisbiy nisbat va o'rtacha don diametri bilan bog'liq. Raqam qanchalik baland bo'lsa, donadorlik shunchalik nozik bo'ladi.
ASTM E112 don hajmini o'lchash va baholash usullarini tavsiflaydi. U ma'lum bir maydondagi don miqdorini hisoblashni o'z ichiga oladi. Bu odatda xom ashyoning ko'ndalang qismini kesish, maydalash va sayqallash, so'ngra zarrachalarni ochish uchun kislota bilan ishqalash yo'li bilan amalga oshiriladi. Hisoblash mikroskop ostida amalga oshiriladi, namuna olish va tekshirish imkonini beradi. donalar. ASTM don o'lchami raqamlarini belgilash don shakli va diametrining o'rtacha darajada bir xilligini ko'rsatadi. Ish qismi bo'ylab izchil ishlashni ta'minlash uchun don hajmidagi o'zgarishlarni ikki yoki uch nuqtagacha cheklash ham foydali bo'lishi mumkin.
Ishning qattiqlashishi holatida kuch va egiluvchanlik teskari bog'liqlikka ega. ASTM donasi hajmi va mustahkamligi o'rtasidagi munosabatlar ijobiy va kuchli bo'lishga moyil bo'lib, odatda cho'zilish ASTM don hajmiga teskari bog'liqdir. Biroq, donning haddan tashqari o'sishi "o'lik yumshoq" materiallarning endi samarali qotib qolishiga olib kelishi mumkin.
Don hajmi ko'pincha birliksiz raqam deb ataladi, 5 dan 15 gacha bo'lgan joyda. Bu nisbiy nisbat va o'rtacha don diametri bilan bog'liq. ASTM don o'lchami qiymati qanchalik baland bo'lsa, maydon birligiga ko'proq don tushadi.
Tavlangan materialning don o'lchami vaqt, harorat va sovutish tezligiga qarab o'zgaradi.Tavlash odatda qayta kristallanish harorati va qotishma erish nuqtasi o'rtasida amalga oshiriladi. Ostenitik zanglamaydigan po'latdan yasalgan qotishma 301 uchun tavsiya etilgan tavlanish harorati diapazoni 1900 va 2050 daraja oralig'ida bo'ladi. Farengeyt. Bundan farqli o'laroq, tijorat nuqtai nazaridan sof 1-darajali titan 1292 daraja Farangeytda tavlanishi va Farengeyt atrofida 3000 daraja eritilishi kerak.
Qayta kristallanish jarayonida qayta kristallangan donalar barcha deformatsiyalangan donalarni iste'mol qilmaguncha, tiklanish va qayta kristallanish jarayonlari bir-biri bilan raqobatlashadi. Qayta kristallanish tezligi haroratga qarab o'zgaradi. Qayta kristallanish tugallangach, donning o'sishi davom etadi. 301 zanglamaydigan po'latdan yasalgan ish qismi 1,900 ° F haroratda tavlangandan ko'ra bir soatlik nozik tuzilishga ega bo'ladi. bir vaqtning o'zida 2000 ° F da tavlangan.
Agar material etarlicha uzoq vaqt davomida to'g'ri tavlanish oralig'ida saqlanmasa, hosil bo'lgan struktura eski va yangi donalarning kombinatsiyasi bo'lishi mumkin. Agar butun metall bo'ylab bir xil xususiyatlar talab qilinsa, tavlanish jarayoni bir xil o'qli don tuzilishiga erishishga qaratilgan bo'lishi kerak. Yagona barcha donalar taxminan bir xil o'lchamda va teng o'qli degani ular taxminan bir xil shaklda ekanligini bildiradi.
Bir xil va teng o'qli mikroyapı olish uchun har bir ish qismiga bir xil vaqt davomida bir xil miqdorda issiqlik ta'sirida bo'lishi va bir xil tezlikda sovishi kerak. To'plamni tavlash bilan bu har doim ham oson yoki mumkin emas, shuning uchun namlash vaqtini hisoblashdan oldin hech bo'lmaganda butun ish qismi tegishli haroratga to'yinganini kutish muhimdir. aksincha.
Agar donning kattaligi va kuchi bir-biriga bog'liq bo'lsa va mustahkamlik ma'lum bo'lsa, nima uchun donalarni hisoblash kerak, to'g'rimi? Barcha halokatli sinovlar o'zgaruvchanlikka ega. Ayniqsa, pastroq qalinlikdagi tortishish sinovi ko'p jihatdan namuna tayyorlashga bog'liq. Haqiqiy material xususiyatlarini ifodalamaydigan kuchlanish kuchi natijalari muddatidan oldin nosozliklarga duch kelishi mumkin.
Xususiyatlari ishlov beriladigan qism bo'ylab bir xil bo'lmasa, cho'zilish sinovi namunasini yoki bir chetidan namunani olish butun voqeani aytib bermasligi mumkin.Namunani tayyorlash va sinovdan o'tkazish ham ko'p vaqt talab qilishi mumkin.Ma'lum bir metall uchun qancha sinovlar mumkin va qancha yo'nalishda amalga oshirish mumkin?Don tuzilishini baholash kutilmagan hodisalardan qo'shimcha sug'urta hisoblanadi.
Anizotrop, izotrop.Anizotropiya mexanik xususiyatlarning yo'nalishini bildiradi.Kuchlilikdan tashqari, anizotropiyani don tuzilishini tekshirish orqali yaxshiroq tushunish mumkin.
Bir xil va teng o'qli don strukturasi izotropik bo'lishi kerak, ya'ni u barcha yo'nalishlarda bir xil xususiyatlarga ega. Izotropiya, ayniqsa, konsentriklik muhim bo'lgan chuqur chizish jarayonlarida muhim ahamiyatga ega. Blanka qolipga tortilganda, anizotrop material bir xilda oqmaydi, bu esa earing deb ataladigan nuqsonga olib kelishi mumkin. don tuzilishi ishlov beriladigan qismdagi bir hil bo'lmagan joyni aniqlashi va ildiz sababini aniqlashga yordam berishi mumkin.
To'g'ri tavlanish izotropiyaga erishish uchun juda muhimdir, lekin yumshatishdan oldin deformatsiya darajasini tushunish ham muhimdir. Materiallar plastik deformatsiyaga uchraganligi sababli, donalar deformatsiyalana boshlaydi. Sovuq prokatda, qalinlikni uzunlikka aylantirganda, donalar prokat yo'nalishi bo'yicha cho'zilib ketadi. Tomonlar nisbati va donalarning mexanik xususiyatlari ham o'zgaradi. qattiq deformatsiyalangan ish qismlari, ba'zi orientatsiya tavlanishdan keyin ham saqlanib qolishi mumkin. Bu anizotropiyaga olib keladi. Chuqur chizilgan materiallar uchun ba'zan eskirishning oldini olish uchun oxirgi tavlanishdan oldin deformatsiya miqdorini cheklash kerak bo'ladi.
apelsin po'stlog'i.Picking - qolib bilan bog'liq bo'lgan yagona chuqur chizish nuqsoni emas. Apelsin qobig'i juda qo'pol zarralari bo'lgan xom ashyo tortilganda paydo bo'ladi. Har bir don mustaqil ravishda deformatsiyalanadi va uning kristall orientatsiyasiga bog'liq. Qo'shni donalar orasidagi deformatsiyaning farqi apelsin qobig'ining devoriga o'xshash teksturali ko'rinishga olib keladi.
Televizor ekranidagi piksellar kabi, nozik taneli tuzilishga ega, har bir dona orasidagi farq kamroq seziladi va rezolyutsiyani samarali oshiradi. Mexanik xususiyatlarni ko'rsatishning o'zi apelsin po'stlog'ining ta'sirini oldini olish uchun etarli darajada nozik don hajmini ta'minlash uchun etarli bo'lmasligi mumkin. Ish qismi o'lchamidagi o'zgarish don diametridan 10 baravar kam bo'lsa, men individual harakatlantiruvchi xususiyatlarni shakllantirmaydi. ko'p donalar ustida, lekin har bir donning o'ziga xos hajmi va yo'nalishini aks ettiradi.Buni chizilgan stakanlarning devorlariga apelsin qobig'ining ta'siridan ko'rish mumkin.
ASTM donalarining o‘lchami 8 bo‘lganida, donning o‘rtacha diametri 885 mkni tashkil qiladi. Bu shuni anglatadiki, qalinligi 0,00885 dyuym yoki undan kam bo‘lgan har qanday qisqarish mikroformatsiya effektidan ta’sirlanishi mumkin.
Dag‘al donalar chuqur chizish bilan bog‘liq muammolarga olib kelishi mumkin bo‘lsa-da, ba’zan ularni bosib chiqarish uchun tavsiya etiladi. Shtamplash bu deformatsiya jarayoni bo‘lib, unda kerakli sirt topografiyasini berish uchun bo‘sh joy siqiladi, masalan, Jorj Vashington yuz konturining to‘rtdan bir qismi. Simli chizishdan farqli o‘laroq, shtamplash odatda katta hajmdagi materiallar oqimini talab qilmaydi, lekin buning uchun shunchaki bo‘sh yuza kuchini talab qiladi.
Shu sababli, qo'polroq don strukturasidan foydalangan holda sirt oqimining kuchlanishini minimallashtirish, qoliplarni to'g'ri to'ldirish uchun zarur bo'lgan kuchlarni engillashtirishga yordam beradi. Bu, ayniqsa, sirt donalarida dislokatsiyalar don chegaralarida to'planishdan ko'ra erkin oqishi mumkin bo'lgan erkin matbaa holatida to'g'ri keladi.
Bu yerda muhokama qilingan tendentsiyalar ma'lum bo'limlarga taalluqli bo'lmasligi mumkin bo'lgan umumlashmalardir. Biroq, ular yangi qismlarni loyihalashda keng tarqalgan tuzoqlardan qochish va qoliplash parametrlarini optimallashtirish uchun xom ashyo zarralari hajmini o'lchash va standartlashtirishning afzalliklarini ta'kidladilar.
Nozik metall shtamplash dastgohlarini ishlab chiqaruvchilar va ularning qismlarini shakllantirish uchun metallga chuqur chizish operatsiyalari metallurglar bilan texnik jihatdan malakali nozik qayta roliklarda yaxshi ishlaydi, bu ularga materiallarni don darajasiga qadar optimallashtirishga yordam beradi. Aloqaning har ikki tomonidagi metallurgiya va muhandislik mutaxassislari bir jamoaga birlashganda, bu ko'proq ijobiy ta'sir ko'rsatishi mumkin.
STAMPING Journal - bu metall shtamplash bozori ehtiyojlariga xizmat ko'rsatishga bag'ishlangan yagona sanoat jurnali. 1989 yildan beri nashr shtamplash bo'yicha mutaxassislarga o'z bizneslarini yanada samaraliroq boshqarishga yordam berish uchun ilg'or texnologiyalar, sanoat tendentsiyalari, ilg'or tajribalar va yangiliklarni yoritib keladi.
Endi FABRICATOR raqamli nashriga to‘liq kirish, qimmatbaho sanoat manbalariga oson kirish.
The Tube & Pipe Journalning raqamli nashri endi to'liq mavjud bo'lib, qimmatbaho sanoat manbalariga oson kirish imkonini beradi.
Metall shtamplash bozori uchun eng so'nggi texnologik yutuqlar, ilg'or tajribalar va sanoat yangiliklarini taqdim etuvchi STAMPING Journalning raqamli nashriga to'liq kirishdan rohatlaning.
Endi The Fabricator en Español raqamli nashriga to‘liq kirish, qimmatbaho sanoat manbalariga oson kirish.