1. Који је основни принцип на који начин садржај угљеника утиче на тврдоћу хладно-катуља?
Јачање чврстог раствора: атоми угљеника постоје као међупросторни чврсти раствори у интерстицијској решетки ферита (-Фе). Пошто су атоми угљеника много мањи од атома гвожђа, они искривљују решетку гвожђа, стварајући локализована поља стреса и ометајући кретање дислокација. Ово изобличење решетке повећава отпорност материјала на пластичну деформацију, што резултира побољшаном тврдоћом и чврстоћом.
Фазна трансформација и одређивање микроструктуре: Садржај угљеника одређује микроструктуру челика:
Челик са ниским садржајем угљеника (Ц < 0,25%): Микроструктура је углавном феритна са малом количином перлита. Сам ферит је релативно мекан, што резултира ниском укупном тврдоћом.
Средњи угљенични челик (Ц 0,25%~0,6%): Повећава се удео перлита. Перлит је слојевита мешавина ферита и цементита (Фе₃Ц, изузетно тврдо једињење), са тврдоћом много већом од ферита.
Челик са високим садржајем угљеника (Ц > 0,6%): Више цементита се појављује у микроструктури, чак формирајући мрежу или грануларне карбиде, значајно повећавајући тврдоћу.
2. Да ли постоји квантитативна веза између садржаја угљеника и тврдоће хладно{1}}ваљаних намотаја?
Емпиријска формула: За топло-ваљани или жарени угљенични челик, затезна чврстоћа (пропорционална тврдоћи) има отприлике линеарну везу са садржајем угљеника.
Додатни ефекат очвршћавања при хладном ваљању: За хладно{0}}ваљане котурове, тврдоћа не зависи само од садржаја угљеника већ и од стопе редукције хладног ваљања. Густина дислокације се нагло повећава током хладног ваљања, што доводи до радног очвршћавања.
Квантитативни тренд: При истој стопи смањења хладног ваљања, повећање садржаја угљеника од 0,1% обично доводи до значајног повећања тврдоће (нпр. ХРБ или ХВ) (нпр. ХВ може порасти за 20-40 поена). Међутим, у опсегу са високим садржајем угљеника, стопа повећања тврдоће има тенденцију да се спљошти због присуства крхких фаза у микроструктури.
Ефекат каљења: У хладно-ваљаним, жареним или каљеним челицима, промена тврдоће са садржајем угљеника варира у зависности од температуре каљења и понашања таложења карбида.
3. Које су разлике у типичним вредностима тврдоће и сценаријима примене за хладно-мотаве са различитим опсегом садржаја угљеника?
Ултра-челик са ниским садржајем угљеника: Мање од или једнако 0,01% (као што је ИФ челик), користи се у панелима каросерије аутомобила (врата, хаубе) и сложеним дубоко-извученим деловима.
Челик са ниским садржајем угљеника: 0,02%~0,15% Користи се за кућишта уређаја, опште штанцане делове и калај{2}}подлоге.
4. Како сам процес хладног ваљања мења првобитну тврдоћу одређену садржајем угљеника?
Разлике у стопи очвршћавања:
Челик са ниским садржајем угљеника: Релативно мали капацитет радног каљења. Иако се тврдоћа повећава након хладног ваљања, брзина очвршћавања је спора.
Високоугљенични челик: Екстремно висока брзина радног очвршћавања. Због велике количине перлита и карбида који су већ присутни у почетној микроструктури, кретање дислокација је теже отежано током хладног ваљања, што доводи до наглог повећања тврдоће са повећањем стопе редукције и већа је вероватноћа да ће доћи до засићења.
Додатни ефекат коначне тврдоће:
Коначна тврдоћа хладно-мотаја ≈ (тврдоћа матрице одређена садржајем угљеника) + (радно очвршћавање доприноси стопи редукције хладног ваљања).
For example: A low-carbon steel cold-rolled coil (such as SPCC) with a large reduction rate (>50%) може имати тврдоћу (нпр. ХРБ 85) већу од тврдоће жареног средњег угљеничног челика (нпр. жареног челика 45# ХРБ 80). Због тога се тврдоћа може подесити унутар одређеног опсега кроз процес хладног ваљања како би се задовољили различити захтеви примене.
5. У производњи или примени, како се садржај угљеника и процес могу прилагодити према захтевима тврдоће?
Дизајн композиције:
Циљно{0}}Оријентисано: Ако финални производ захтева изузетно високу тврдоћу (нпр. трака од опружног челика), мора да се изабере високо-угљенични челик (нпр. 65Мн, Ц75С), пошто само радно каљење не може да подигне тврдоћу ниско-угљеничног челика на захтевани ниво.
Циљна пластичност: Ако је потребна одлична способност обликовања (нпр. дубоко извлачење), мора се изабрати ултра-ниско-угљенични или ниско-челик, пошто жарење не може елиминисати губитак пластичности узрокован високим садржајем угљеника.
Компензација процеса:
Компензација флуктуације садржаја угљеника: У процесима непрекидног жарења или звонастог{0}}врста жарења, ако се утврди да топлота има прекомерно висок садржај угљеника (што доводи до претерано велике тврдоће), температура жарења се може на одговарајући начин повећати или продужити време држања како би се смањила тврдоћа до циљног опсега путем омекшавања (рекристализације) (рекристализација).
Каљење механичких својстава: За средње{0}} и високо{1}}угљеничне челике, понекад се не тежи најмекшем стању; уместо тога, специфична перлитна морфологија (нпр. сорбит) се добија кроз "критично жарење" или "изотермно жарење" да би се уравнотежила тврдоћа и жилавост.
Уобичајене заблуде у процени квалитета: Важно је напоменути да се тврдоћа хладно{0}}ваљаних котура не може једноставно закључити само на основу садржаја угљеника. При истом садржају угљеника, коначна тврдоћа може значајно да варира због различитих стопа редукције хладног ваљања и процеса жарења. Због тога, корисници треба да обрате пажњу и на квалитет материјала (који одговара опсегу садржаја угљеника) и на статус снабдевања (жарено, 1/4 тврдо, 1/2 тврдо, потпуно тврдо, итд.) када користе материјал.