1.Какво е перлит? Защо си струва да се отбележи неговата морфология при студеновалцуваните рулони от суровини?
Перлитът е често срещана микроструктура в горе{0}}валцуваните рулони (студено-валцувани суровини), обикновено съставен от редуващи се слоеве от ферит и цементит (Fe₃C). Преди студено валцуване, морфологията на перлита в горещо валцуваната рулона (независимо дали е груба ламеларна, фино сфероидизирана или лентова) е от решаващо значение, защото:
Влияе върху твърдостта: Ламеларният перлит има висока твърдост, увеличава натоварването по време на студено валцуване и ускорява износването на валците.
Влияе върху пластичността: Нехомогенният или груб перлит може да причини напукване на ръба или счупване на лентата по време на студено валцуване.
Влияе на ефективността на отгряване: Оригиналната морфология определя трудността на последващото отгряване при студено валцуване (рекристализация отгряване или сфероидизиращо отгряване).
2. Какви специфични опасности представлява ламеларният перлит за процеса на студено валцуване?
Ако горещо валцована рулона съдържа голямо количество груб ламеларен перлит или тежък ивичен перлит (разпределен на ивици по посока на валцоване), ще възникнат следните проблеми:
Силно закаляване при работа: ламеларната структура значително възпрепятства движението на дислокациите, което води до рязко увеличаване на съпротивлението на деформация по време на студено валцуване, което потенциално изисква повече проходи на валцоване или причинява превишаване на границите на силите на валцоване.
Анизотропия: Особено при лентовия перлит, студеновалцованата намотка показва значителни разлики в производителността между посоките, перпендикулярни и успоредни на посоката на валцоване, което я прави податлива на нараняване по време на дълбоко изтегляне.
Риск от напукване на ръбовете: Перлитната област е твърда и крехка, докато феритната област е мека и жилава. Тази редуваща се твърда и мека структура е предразположена към микропукнатини на повърхността при високо напрежение при студено валцуване, което в крайна сметка води до напукване на ръбовете.
3. Тъй като ламеларната структура е нежелателна, каква е идеалната перлитна морфология преди студено валцуване?
За студеновалцовани рулони, подложени на допълнителна обработка (особено продукти, изискващи добро качество на щамповане), идеалната перлитна морфология е идеално сферичен перлит (сферичен или гранулиран цементит).
Намалена твърдост: Тъй като цементитът се трансформира от ламеларен в сферичен, неговият режещ ефект върху матрицата отслабва, което значително намалява границата на провлачване и твърдостта на материала, като същевременно увеличава пластичността.
Улеснява рекристализацията: фините и равномерно разпределени сферични карбидни частици действат като места за нуклеация по време на отгряване, насърчавайки усъвършенстването и хомогенизирането на рекристализираните зърна, което води до не-ориентирани равноосни кристали.
Повишено удължение: Сфероидизираната структура значително подобрява r-стойността (коефициент на пластична деформация) и n-стойността (индекс на втвърдяване при работа) на студено-валцовани листове, което е много полезно за щамповане.
4. Може ли самият процес на студено валцуване да промени морфологията на перлита? Ако е така, как?
Етап на деформация при студено валцуване: Огромната сила на студено валцоване се счупва, начупва и усуква оригиналния ламеларен перлит. Грубите цементитни плочи се раздробяват на фини частици или къси пръчки, подготвяйки се за последваща сфероидизация. Този процес е физическо унищожение.
Етап на отгряване (критичен): По време на последващо камбановиден-тип или непрекъснато отгряване, счупеният цементит, задвижван от повърхностна енергия, спонтанно се трансформира от високо-остри-ъглови, ламеларни форми до ниско{3}}енергийни сферични форми чрез дифузия на въглероден атом. Този процес се нарича сфероидизиращо отгряване. Следователно студеното валцуване + отгряване е основният метод за елиминиране на нежелания ламеларен перлит и получаване на идеална сфероидизирана микроструктура.
5.Ако морфологията на перлита в крайния продукт не е добре контролирана (като остатъчни люспи или големи частици), какво въздействие ще има върху потребителя?
Напукване при щамповане: Остатъчен ламеларен циментит или груби частици действат като „микро-пукнатини“ или точки на концентрация на напрежение в материала. По време на щамповане и изтегляне, тези зони лесно се превръщат в начални точки на пукнатини, което води до напукване на частта и ставане неизползваема във формата.
Повърхностни дефекти: Ако циментитните частици са твърде големи и близо до повърхността, щамповането може да причини лющене на повърхността или дефекти "портокалова кора", което да повлияе на външния вид на покритието.
Намалена устойчивост на умора: За структурни части, грубите карбиди значително намаляват живота на материала на умора, което води до преждевременна повреда на частта по време на употреба.