Práce na studeném chladu (jako je válcování za studena, kresba za studena, ohýbání studeného a razítka) aplikuje vnější síly na Q195, což způsobuje plastickou deformaci a výrazně změní její fyzikální vlastnosti. Tyto změny primárně pramení z úprav vnitřní struktury materiálu (jako je deformace zrna a zvýšená hustota dislokace). Specifické účinky jsou následující:
1. Změny v mechanických vlastnostech (nejvýznamnější dopad)
Zvýšená síla a tvrdost (tvrzení práce)
Během práce na chladu jsou vnitřní zrna materiálu prodloužená a zploštělá (tvoří „vláknitá struktura“). Současně se dislokace (krystalové defekty) proliferují a zamotá se navzájem, což brání dalšímu atomovému skluzu a zvyšuje odpor materiálu vůči deformaci.
To se projevuje jako významné zvýšení pevnosti v tahu (σb) a výnosové pevnosti (σs), jakož i zvýšení tvrdosti (např. Brinell tvrdost HB). Například pevnost v tahu Q195 v žíhaném stavu je přibližně 315-430 MPa. Po 50%deformace studené se síla v tahu zvyšuje na 500–600 MPa a tvrdost se zvyšuje o 30%-50%. Snížená plasticita a houževnatost
Jak se zvyšuje množství deformace, koncentrace napětí v materiálu se zesiluje. Fragmentace zrna a akumulace dislokace ztěžuje další plastickou deformaci, což vede k významnému snížení prodloužení (5) a snížení plochy (ψ).
Například prodloužení žíhaného Q195 je přibližně 30%-40%. Po práci na chladu na deformaci 30%může toto prodloužení klesnout na 10%-15%a zlomenina bude s větší pravděpodobností křehká (bez významné plastické deformace).
Mírně snížený elastický modul
Zachlazení způsobuje zkreslení mřížky, které ovlivňuje interatomické vazby, což má za následek mírné snížení elastického modulu materiálu (E) (obvykle 5%-10%). Tento účinek je však mnohem méně významný než změny síly a plasticity.
Ii. Další změny ve fyzikálních vlastnostech
Mírně snížená hustota
Během práce na chladu může plastická deformace vytvářet mikroskopické póry nebo mikrokracty v materiálu, což vede k mírnému snížení celkové hustoty (obvykle<1%). However, this has a negligible impact on macroscopic performance. Reduced Electrical and Thermal Conductivity
Q195, jako nízkou uhlíkovou ocel -}, má elektrickou a tepelnou vodivost primárně určenou krystalovou strukturou železné matrice. Chlazení způsobuje zkreslení zrna a zvýšené dislokace, což brání směrovému pohybu volných elektronů, což má za následek snížení elektrické a tepelné vodivosti (přibližně 5%- 15%), ale stále mnohem méně než změny pozorované v neželezných kovech, jako je měď a hliník.
Magnetické změny
Q195 je feromagnetický materiál. Chlazení způsobuje, že se zrna stane jednotnější (vláknitý), což má za následek anizotropní magnetickou propustnost (schopnost materiálu provádět magnetická pole): mírně vyšší propustnost podél směru deformace a mírně nižší kolmo kolmá, ale celkové magnetické vlastnosti (jako je nasycená magnetická indukce) zůstávají velmi nezměněny.
Rozměrová a tvarová stabilita
Práce na chladu může ponechat „vnitřní napětí“ v materiálu (jako je zbytkové napětí po válcování chladu). Následné změny v okolní teplotě nebo vnějších silách mohou způsobit mírné „pramenicí“ nebo rozměrové změny (jako je mírná úhna nachlazení - ohnutá část po skladování), což ovlivňuje přesnost rozměru. Iii. Vztah mezi stupněm dopadu a množstvím deformace
Stupeň dopadu dopadu chladu na fyzikální vlastnosti Q195 pozitivně koreluje s množstvím deformace (rychlost zpracování):
Pokud je deformace menší než 10%, změny výkonu jsou relativně postupné, s mírným zvýšením pevnosti a minimálním snížením tažnosti. Díky tomu je vhodný pro aplikace vyžadující vysokou tažnost (jako je ohýbání světla).
Pokud je deformace mezi 10% a 50%, je kalení práce významné, s rychlým zvýšením pevnosti a tvrdosti a prudkým poklesem tažnosti. Díky tomu je vhodné pro díly vyžadující vysokou pevnost (jako je studená - nakreslený ocelový drát a studený - válcovaný list).
Když je deformace větší než 50%, materiál se přiblíží ke stavu „studeného křehkého“ a je náchylný k praskání během zpracování. K odstranění kalení práce je nutné přechodné žíhání před dalším zpracováním.
Shrnutí
Jádro dopadu práce na chladu na Q195 je účinek zhoršení práce „zvýšené síly a snížená tažnost“, doprovázený mírným zhoršením fyzikálních vlastností, jako je elektrická a tepelná vodivost, jakož i problémy s dimenzionální stabilitou způsobenou vnitřním stresem. Tyto změny mohou být částečně eliminovány následným tepelným zpracováním (jako je žíhání) (obnovení plasticity a snížení vnitřního napětí). Proto je v praktických aplikacích nutné vyrovnat deformaci a požadavky na výkon na chladu podle potřeb a v případě potřeby upravit výkon v kombinaci s procesem tepelného zpracování.