1.ما هو المبدأ الأساسي وراء كيفية تأثير محتوى الكربون على صلابة الملفات المدرفلة على البارد-؟
تقوية المحاليل الصلبة: توجد ذرات الكربون كمحاليل صلبة خلالية في الشبكة الخلالية للفريت ( -Fe). ولأن ذرات الكربون أصغر بكثير من ذرات الحديد، فإنها تشوه الشبكة الحديدية، وتولد مجالات إجهاد موضعية وتعيق حركة الخلع. يزيد هذا التشوه الشبكي من مقاومة المادة للتشوه البلاستيكي، مما يؤدي إلى تحسين الصلابة والقوة.
تحويل الطور وتحديد البنية المجهرية: يحدد محتوى الكربون البنية الدقيقة للصلب:
فولاذ منخفض الكربون (C <0.25%): البنية المجهرية عبارة عن فريت بشكل أساسي مع كمية صغيرة من البرليت. الفريت نفسه ناعم نسبيًا، مما يؤدي إلى انخفاض الصلابة الإجمالية.
الفولاذ الكربوني المتوسط (C 0.25%~0.6%): تزيد نسبة البرليت. البيرليت عبارة عن خليط من طبقات الفريت والسمنتيت (Fe₃C، وهو مركب شديد الصلابة)، مع صلابة أعلى بكثير من الفريت.
الفولاذ عالي الكربون (C> 0.6%): يظهر المزيد من الإسمنتيت في البنية المجهرية، حتى أنه يشكل شبكة أو كربيدات حبيبية، مما يزيد بشكل كبير من الصلابة.
2.هل هناك علاقة كمية بين محتوى الكربون وصلابة الملفات المدرفلة على البارد-؟
الصيغة التجريبية: بالنسبة للفولاذ الكربوني-المدرفل على الساخن أو الملدن، فإن قوة الشد (المتناسبة مع الصلابة) لها علاقة خطية تقريبًا مع محتوى الكربون.
التأثير الإضافي لتصلب أعمال الدرفلة على البارد: بالنسبة للملفات المدرفلة على البارد-، لا تعتمد الصلابة على محتوى الكربون فحسب، بل أيضًا على معدل تقليل الدرفلة على البارد. تزداد كثافة الخلع بشكل حاد أثناء الدرفلة على البارد، مما يؤدي إلى تصلب العمل.
الاتجاه الكمي: بنفس معدل تقليل الدرفلة على البارد، تؤدي زيادة محتوى الكربون بنسبة 0.1% عادةً إلى زيادة كبيرة في الصلابة (على سبيل المثال، HRB أو الجهد العالي) (على سبيل المثال، قد تزيد القيمة العالية بمقدار 20-40 نقطة). ومع ذلك، في النطاق عالي الكربون، يميل معدل الزيادة في الصلابة إلى الانخفاض بسبب وجود مراحل هشة في البنية المجهرية.
تأثير التقسية: في الفولاذ المدلفن على البارد أو الملدن أو المقسى، يختلف التغير في الصلابة مع محتوى الكربون اعتمادًا على درجة حرارة التقسية وسلوك ترسيب الكربيد.
3. ما هي الاختلافات في قيم الصلابة النموذجية وسيناريوهات التطبيق للملفات المدرفلة على البارد - ذات نطاقات مختلفة من محتوى الكربون؟
فولاذ منخفض الكربون للغاية-: أقل من أو يساوي 0.01% (مثل فولاذ IF)، يُستخدم في ألواح هياكل السيارات (الأبواب، وأغطية المحركات)، والأجزاء -العميقة المعقدة.
فولاذ منخفض الكربون: 0.02%~0.15% يستخدم في أغلفة الأجهزة والأجزاء العامة المختومة والركائز المطلية بالقصدير.
4. كيف تغير عملية الدرفلة على البارد نفسها الصلابة الأصلية التي يحددها محتوى الكربون؟
الاختلافات في معدل تصلب العمل:
الفولاذ منخفض الكربون: قدرة تصلب عمل منخفضة نسبيًا. على الرغم من زيادة الصلابة بعد الدرفلة على البارد، إلا أن معدل التصلب يكون بطيئًا.
فولاذ عالي الكربون: معدل تصلب عمل مرتفع للغاية. نظرًا للكمية الكبيرة من البرليت والكربيدات الموجودة بالفعل في البنية المجهرية الأولية، يتم إعاقة حركة الخلع بشدة أثناء الدرفلة على البارد، مما يؤدي إلى زيادة حادة في الصلابة مع زيادة معدل التخفيض، ومن المرجح أن تصل إلى التشبع.
التأثير الإضافي للصلابة النهائية:
الصلابة النهائية للملف المدرفل على البارد- ≈ (صلابة المصفوفة يتم تحديدها بواسطة محتوى الكربون) + (تصلب العمل الناتج عن معدل تقليل الدرفلة على البارد).
For example: A low-carbon steel cold-rolled coil (such as SPCC) with a large reduction rate (>قد يكون لنسبة 50%) صلابة (على سبيل المثال، HRB 85) تتجاوز صلابة الفولاذ الكربوني المتوسط الملدن (على سبيل المثال، الصلب الملدن 45# HRB 80). لذلك، يمكن تعديل الصلابة ضمن نطاق معين من خلال عملية الدرفلة على البارد لتلبية متطلبات التطبيقات المختلفة.
5. في الإنتاج أو التطبيق، كيف يمكن تعديل محتوى الكربون والعملية وفقًا لمتطلبات الصلابة؟
تصميم التكوين:
الهدف-الموجه: إذا كان المنتج النهائي يتطلب صلابة عالية للغاية (على سبيل المثال، شريط فولاذي زنبركي)، يجب تحديد{3}}فولاذ عالي الكربون (على سبيل المثال، 65Mn، C75S)، حيث أن تصليد العمل وحده لا يمكنه رفع صلابة الفولاذ منخفض-الكربون إلى المستوى المطلوب.
اللدونة المستهدفة: إذا كانت هناك حاجة إلى قابلية تشكيل ممتازة (على سبيل المثال، السحب العميق)، يجب اختيار فولاذ ذو كربون منخفض جدًا-منخفض-أو فولاذ منخفض الكربون-، حيث أن التلدين لا يمكنه القضاء على فقدان اللدونة الناتج عن المحتوى العالي من الكربون.
تعويض العملية:
تعويض تقلبات محتوى الكربون: في عمليات التلدين المستمرة أو التلدين من النوع الجرسي، إذا تبين أن الحرارة تحتوي على نسبة عالية جدًا من الكربون (مما يؤدي إلى صلابة عالية جدًا)، فيمكن زيادة درجة حرارة التلدين بشكل مناسب أو تمديد وقت الاحتفاظ لتقليل الصلابة إلى النطاق المستهدف من خلال التليين (إعادة البلورة والكروية).
تقسية الخواص الميكانيكية: بالنسبة للفولاذ متوسط الكربون- وعالي-، لا يتم في بعض الأحيان اتباع الحالة الناعمة؛ بدلا من ذلك، يتم الحصول على مورفولوجيا بيرليتية محددة (على سبيل المثال، السوربيت) من خلال "التليين الحرج" أو "التليين متساوي الحرارة" لتحقيق التوازن بين الصلابة والمتانة.
المفاهيم الخاطئة الشائعة في الحكم على الجودة: من المهم ملاحظة أن صلابة الملفات المدلفنة على البارد-لا يمكن استنتاجها ببساطة من محتوى الكربون وحده. عند نفس محتوى الكربون، يمكن أن تختلف الصلابة النهائية بشكل كبير بسبب اختلاف معدلات تقليل الدرفلة على البارد وعمليات التلدين. لذلك، يحتاج المستخدمون إلى الانتباه إلى كل من درجة المادة (المقابلة لنطاق محتوى الكربون) وحالة العرض (ملدن، 1/4 صلب، 1/2 صلب، صلب بالكامل، إلخ) عند استخدام المادة.