Producent metalu wybiera metal do pełnienia funkcji zgodnie z właściwościami fizycznymi metalu: rura wydechowa ze stali nierdzewnej powinna być nierdzewna; wymiennik ciepła w dyszy musi być w trudnych warunkach użytkowania.

Oczywiście sposób, w jaki zachowuje się metal, ma kluczowe znaczenie dla funkcjonowania. W tych przykładach, ze względu na różnice w ich zastosowaniach, wybrane zostaną określone stopy. Producenci metali muszą rozumieć zachowanie stali nierdzewnej, aby z powodzeniem wytwarzać produkty ze stali nierdzewnej do użytku przemysłowego.

Ciągliwość definiuje odkształcenie

Ciągliwość jest jedną z najważniejszych właściwości metalu, którą powinni wziąć pod uwagę producenci. Ciągliwość to możliwość wykonania materiału z tworzywa sztucznego bez pękania.

Historyczny proces kucie polega na kuciu metalu w różne formy. Kształty, takie jak ostrza, są stosunkowo proste w produkcji, ponieważ nie jest wymagane skomplikowane zginanie. Jednak młotkowane ostrze i kształt są jednorazowe. Każda praca jest w pewnym sensie niepowtarzalnym dziełem sztuki. W dzisiejszych czasach twórcy metalu muszą wielokrotnie produkować części ze stali nierdzewnej które spełniają specyfikacje. w odróżnieniu kucie, jest mniej możliwości natychmiastowych poprawek.

Zrozumienie jego plastyczności jest niezbędne do sukcesu. Producent musi oprzeć się na swoich właściwościach mechanicznych stopu, aby ostateczna forma spełniała wymagane właściwości fizyczne.

Producenci metali mogą uzyskać wgląd w plastyczność stopów, obserwując takie cechy, jak wydłużenie materiału (jak wskazuje certyfikat materiału), typowe zastosowania i szybkość umocnienia przez zgniot. Ale ciągliwość występuje na poziomie atomowym. Dlatego ważne jest, aby spojrzeć na poziom atomowy, aby w pełni zrozumieć, czym jest ciągliwość i jej znaczenie dla procesu.

Zachowanie atomowe determinuje zachowanie metali

Metale zachowują się inaczej niż inne materiały. Posiadają zdolność odkształcania się plastycznego, utrzymywania kształtu oraz utrzymywania wytrzymałości na odkształcenia. Te unikalne cechy wywodzą się z typów atomów w metalu i ich wiązań. Wiązania atomowe zasadniczo określają, w jaki sposób elektrony są przenoszone lub dzielone między atomami w materiale. Wiązania utrzymują atomy razem jako spójne materiały.

Kiedy elektrony są swobodnie dzielone między atomami, atom metalu i wiązanie metaliczne pozostają razem. Atomy są ułożone w 3D, nazywane siecią uporządkowaną.

Wiązania metali umożliwiają atomom poruszanie się przez sieć. To właśnie ten ruch atomowy określa zdolność do odkształceń plastycznych.

Odkształcenie może wystąpić pod naprężeniem ściskającym lub rozciągającym. Te typy naprężeń definiują wszystkie procesy produkcyjne.

W porównaniu z nierównymi granicami ziaren atomy metali łatwiej przechodzą przez masę ziaren. Wyobraź sobie, że podczas jazdy autostradą wszystkie rampy są nagle o 10 stóp wyższe niż autostrada. Aby wjechać na zjazd, kierowca musi podjechać samochodem pod górę 10 stóp.

Ruch atomów metalu w stanie ściśniętym nazywamy ciągliwością, a pod względem napięcia i ciągliwości nazywamy „ciągliwością”. Oba terminy definiuje się jako plastyczność, co oznacza zdolność materiału do odkształcania się bez pękania.

Nadruk to proces produkcyjny polegający na prasowaniu, który opiera się na plastyczności. Głębokie ciągnienie to proces ciągnienia, który opiera się na ciągliwości.

W tych dwóch procesach atomy poruszają się różnymi metodami, ale oba wymagają ruchu atomowego do funkcjonowania. Rozważ próbę odlania porcelanowych talerzy obiadowych. Porcelana to ceramika zawierająca wiązania kowalencyjne zamiast wiązań metalowych. W przeciwieństwie do wiązań metali, wiązania kowalencyjne nie mogą swobodnie dzielić elektronów, więc mogą zapobiegać ruchowi atomów. Pod naciskiem, z powodu braku ruchu atomowego, płyta pęknie; nie odkształci się plastycznie. Dlatego metal jest najlepszym materiałem do operacji nadruku.

Ziarno i czynniki dyslokacji

Atomy metalu zestalają się w sekwencję kryształów podczas procesu wyżarzania, tak jak kryształki lodu rosną na zimnej powierzchni. Atomy zarodkują w pewnym momencie i rosną na zewnątrz w miarę gromadzenia się większej liczby atomów. Część wzrostu ostatecznie spotyka się z pobliskim punktem zarodkowania wzrostu. Interfejsy, w których te złożone atomy nie są ze sobą wyrównane, nazywane są granicami ziaren.

Powiązane grupy atomów w różnych układach nazywane są ziarnami kryształów. W porównaniu z nierównymi granicami ziaren atomy metali łatwiej przechodzą przez masę ziaren. Wyobraź sobie, że podczas jazdy autostradą wszystkie rampy są nagle o 10 stóp wyższe niż autostrada. Aby wejść na rampę, kierowca musi wspiąć się na samochód 10 stóp. Zarówno autostrady, jak i rampy mogą być łatwe w prowadzeniu, ale dostanie się do źle umieszczonej rampy z autostrady będzie trudniejsze, wymagając więcej energii i innych warunków.

Ziarna kryształów w samej sieci krystalicznej zawierają defekty orientacji, zwane dyslokacjami. Dyslokacje mogą wystąpić podczas rekrystalizacji, ale powstają głównie w wyniku obróbki na zimno. Jeśli zostanie przyłożony wystarczający nacisk, niektóre rodzaje zwichnięć przesuną się. Dlatego ruch zwichnięcia jest ruchem niewspółosiowości. Atomy przesuną się z jednej strony dyslokacji na drugą, powodując znaczny ruch dyslokacji.

Samo zwichnięcie może również kolidować z tym ruchem. Podobnie jak korki, kumulacja dyslokacji zapobiegnie dalszemu przemieszczaniu się dyslokacji.

Ciągliwość jest miarą efektywnego odkształcenia plastycznego wywołanego ruchem atomów. Ograniczenie ruchu ogranicza ciągliwość; dlatego nagromadzenie dyslokacji może prowadzić do zmniejszonej ciągliwości. Ponadto akumulacja wymaga większej siły, aby przenieść atomy. Ten efekt nazywamy umocnieniem przez pracę.

Przyłożone naprężenie, które powoduje, że atomy metalu poruszają się w sposób ciągły w sieci krystalicznej, to granica plastyczności. Akumulacja skutkuje wyższą granicą plastyczności, ponieważ do przesunięcia atomów wymagana jest większa siła. Dlatego metale hartowane mają wyższą wytrzymałość na rozciąganie, granicę plastyczności i twardość.

W miarę zmniejszania się wydłużenia przy pracy na zimno. Jest to ważne, ponieważ wydłużenie jest miarą plastyczności materiału. Mówiąc dokładniej, jest to miara całkowitego odkształcenia plastycznego, jakie materiał może przyjąć przed pęknięciem. Biorąc pod uwagę, że część całkowitego potencjalnego odkształcenia plastycznego jest wykorzystywana podczas operacji formowania, ciągliwość zostanie zmniejszona przez umocnienie przez zgniot.

Nawet operacje formowania, które przekraczają wytrzymałość lokalnego materiału na rozciąganie, będą wiązać się z ryzykiem pękania i pękania. To poważna awaria materiału. Dowody tego niepowodzenia mogą być mikroskopijne lub katastrofalne.

Mikroskopijne uskoki są niebezpieczne, ponieważ są zagrożone wykryciem. Chociaż części z katastrofalnymi awariami nie są oczywiste, nadal mogą powodować problemy, ponieważ mogą powodować uszkodzenie narzędzia. Ciała obce generowane przez awarię lub chropowatość, wadliwie działająca część mogą spowodować poważne uszkodzenia.

Wraz ze wzrostem wytrzymałości na rozciąganie maleje wydłużenie. Dlatego wytrzymałość materiału na rozciąganie jest uważana za minimalne ciśnienie dla całej ciągliwości. Rozważenie to przeprowadza się w określonych warunkach. Impulsy przyłożonej siły mogą powodować ciągliwość i pękanie.

Wybór stopu ma wpływ

Huty dodają pierwiastki do czystych metali w celu wytworzenia stopów. Te pierwiastki stopowe zmieniają właściwości metalu, takie jak odporność na korozję i właściwości mechaniczne. Na przykład chrom jest dodawany do stali w celu utworzenia warstwy powierzchniowej tlenku chromu, która poprawia odporność na korozję. Nikiel jest dodawany, aby wpływać na tworzenie się faz kryształów austenitu, które mogą zmieniać wytrzymałość. Atomy stopu zajmują miejsce w sieci krystalicznej, zmieniając w ten sposób łatwość poruszania się atomów. Ponadto mogą zmieniać sposób zarodkowania i wzrostu ziaren, zmieniając w ten sposób objętość granic ziaren. Zmiany wynikające z tych krystalograficznych zmian w ruchu atomów wpływają na ciągliwość.

Zrozumienie pierwiastków stopowych wpłynie na rozwój nowych stopów. Stale nierdzewne typu 301 i 305 są dobrymi przykładami praktycznych zastosowań plastyczności. Wydłużenie stali nierdzewnej typu 305 w stanie wyżarzonym jest nieco większe niż w przypadku stali nierdzewnej 301. Ponadto, przy takim samym odkształceniu jak 301, całkowity wzrost odpuszczania 305 jest mniejszy. Oznacza to, że jeśli 305 i 301 odkształcą się w tym samym stopniu, granica plastyczności 305 jest niższa, a wydłużenie większe. Pod tą samą deformacją zacznie się i kończy z większą ciągliwością.

Ważną kwestią jest plastyczność po utwardzeniu przez zgniot. Mówiąc dokładniej, plastyczność wpływa na działanie końcowej części.

W jednym przykładzie, jeśli 301 i 305 zostaną wygięte o równych wymiarach, ostatecznie będą miały różne właściwości mechaniczne. Dzieje się tak dlatego, że mają różną ciągliwość i utwardzanie w różnym tempie, więc kończą się różnymi wynikami. Jeśli chodzi o rozmiar części, załóżmy, że granica plastyczności 305 wynosi 150,000 301 PSI, a granica plastyczności 180,000 wynosi 170,000 305 PSI. Jeżeli równoważne obciążenie tej wielkości wynosi 301 305 PSI, granica plastyczności XNUMX została przekroczona, ale granica plastyczności XNUMX nie została przekroczona. Oznacza to, że teoretycznie XNUMX ulegnie w rezultacie ustąpieniu i odkształceniu. To byłby ogromny problem!

Granica ciągliwości w teście głębokiego ciągnienia

Głębokie tłoczenie to ekstremalny proces deformacji, który może przetestować granicę plastyczności. Proces musi mieć znaczną ciągliwość we wszystkich kierunkach. Surowce muszą być odpowiednio produkowane.

Głęboko tłoczony materiał musi być odpowiednio rozciągnięty i wyprasowany, aby wywołać ogromny ruch atomów. Ponadto surowiec musi być najpierw walcowany i wyżarzany, aby starannie zachować ciągliwość materiału, przygotowując go do głębokiego tłoczenia.

Istotny jest również wybór stopu. Gdy istnieją lepsze alternatywy stopu, nie ma sensu projektować plastyczności stopu. Podobnie, względy ciągliwości muszą być zrównoważone innymi wymaganymi właściwościami (takimi jak odporność na korozję lub magnetyzm).

Głębokie tłoczenie to ekstremalny proces deformacji, który może przetestować granicę plastyczności. Głęboko tłoczony materiał musi być odpowiednio rozciągnięty i wyprasowany, aby wywołać ogromny ruch atomów. Ponadto surowiec musi być najpierw walcowany i wyżarzany, aby starannie zachować ciągliwość materiału, przygotowując go do głębokiego tłoczenia.

Inne procesy formowania wymagają innych rozważań dotyczących ciągliwości. Na przykład wytłoczone części często muszą być wygięte do ostatecznego kształtu. Odkształcenie plastyczne powoduje, że atomy poruszają się w sposób ciągły. Dlatego ostatnia część zachowuje swoją zakrzywioną konfigurację.

Drobne metalowe części muszą być wygięte w określony kształt bez pękania, a następnie ich kształt musi być zachowany. Powoduje to wiele problemów z ciągliwością. Najpierw należy wybrać odpowiedni stop o wymaganej ciągliwości.

Po drugie, należy opracować proces promujący utwardzanie materiału. Gdy następuje zginanie, atomy wytwarzają defekty (dyslokacje), a defekty te będą się kumulować w miarę postępu zginania. Jak wspomniano wcześniej, te nagromadzone defekty określają utwardzenie uzyskane z gięcia, zwiększając tym samym twardość, wytrzymałość na rozciąganie i granicę plastyczności obszaru. Dzięki temu obszar gięcia jest silniejszy.

Ta uwaga jest krytyczna, ponieważ odpuszczanie gięcia bezpośrednio wpływa na sprężynowanie gięcia, a zatem wpływa również na kontrolę wymiarową części. Chociaż twardość i wytrzymałość na rozciąganie oraz granica plastyczności wzrastają, wydłużenie maleje. W związku z tym zmniejsza się ciągliwość obszaru utwardzonego przez zgniot.

Dlatego zrównoważenie plastyczności i wytrzymałości ma kluczowe znaczenie dla formowania końcowej części.

Link do tego artykułu: Na co producenci metali powinni zwracać uwagę podczas produkcji stopów?

Oświadczenie o przedruku: Jeśli nie ma specjalnych instrukcji, wszystkie artykuły na tej stronie są oryginalne. Proszę wskazać źródło przedruku: https://www.cncmachiningptj.com/，thanks！

Metalowa blacha, beryl, stal węglowa, magnez, 3D drukowanie, precyzja Obróbka CNC usługi dla przemysłu ciężkiego, budowlanego, rolniczego i hydraulicznego. Nadaje się do tworzyw sztucznych i rzadkich obróbka stopów. Może toczyć części o średnicy do 15.7 cala. Procesy obejmują obróbka szwajcarskaprzeciąganie, toczenie, frezowanie, wytaczanie i gwintowanie. Zapewnia również polerowanie metali, malowanie, szlifowanie powierzchni i wał usługi prostowania. Zakres produkcji wynosi do 50,000 XNUMX sztuk. Nadaje się do śrub, złączy, Łożyskopompa, biegobudowa skrzyniowa, suszarka bębnowa i podajnik obrotowy zawór Applications.PTJ opracuje strategię z Tobą, aby zapewnić najbardziej opłacalne usługi, które pomogą Ci osiągnąć swój cel, Zapraszamy do kontaktu z nami ( sprzedaz@pintejin.com ) bezpośrednio do nowego projektu.