Muutokset mikrorakenteessa kylmävalssausprosessin aikana
Kylmävalssauksen jälkeen teräsnauha litistyy, pitenee ja sen ristikko vääntyy ja katkeaa, mikä vähentää plastisuutta ja lisää lujuutta ja kovuutta. Tätä ilmiötä kutsutaan työn kovettumiseksi.
Kylmävalssauksen jälkeen teräskelojen rakeet murskautuvat ja venyvät, ja siihen liittyy vakava hilavääristymä. Tämä johtaa teräksen kovuuden kasvuun ja plastisuuden ja sitkeyden heikkenemiseen, nimittäin teräksentyötä kovettava ilmiö.
Kun teräs kuumennetaan lämpötilaan, joka on sen uudelleenkiteytyslämpötilan yläpuolella, mutta austenisoitumislämpötilan alapuolella, minkä jälkeen seuraa lämmönsäilytysjakso, epästabiilit atomit raerajoilla järjestäytyvät uudelleen lämpöliikkeen kautta. Koko ydintymis- ja jyvien kasvuprosessin aikana syntyy uusia tasakeskeisiä jyviä, jotka määritelläänuudelleenkiteytymisilmiö.
Tämän seurauksena teräksen lujuus ja kovuus heikkenevät, kun taas sen plastisuus ja sitkeys paranevat, mikä antaa teräsnauhalle erinomaiset työstö- ja käyttöominaisuudet.
Uudelleenkiteytyminen vaatii erityisiä lämpötila- ja säilytysaikaolosuhteita. Siitä huolimatta liian korkea kuumennuslämpötila tai kohtuuttoman pitkä pitoaika aiheuttaa rajafuusioitumisen vasta muodostuneiden tasaakselisten jyvien välillä, mikä laukaisee jatkuvan epänormaalin jyvän kasvun. Tämä prosessi puolestaan huonontaa kaikkia teräksen mekaanisia ominaisuuksia.
Vastaavasti uudelleenkiteytyshehkutus voidaan tiivistää seuraavasti: hallitun kuumennuksen ja lämmönsäilytyksen avulla prosessi saa täysin aikaan uudelleenkiteytymisen kylmävalssatussa teräksessä ja samalla rajoittaa tiukasti liiallista rakeiden kasvua.
.
Tärkeimmät hehkutusprosessin aikana tapahtuvan uudelleenkiteytyksen jälkeiseen raekokoon vaikuttavat tekijät ovat hehkutuslämpötila ja pitoaika. Tietyissä kylmissä muodonmuutosolosuhteissa raekoko uudelleenkiteytyksen jälkeen vaihtelee hehkutuslämpötilan ja pitoajan mukaan. Mitä korkeampi lämpötila ja pidempi pitoaika, sitä karkeampia ovat jyvät.
Syitä hehkutukseen
Kylmävalssauksen muodonmuutoksen jälkeen teräksen sisäisessä mikrorakenteessa on pitkänomaisia ja murtuneita rakeita sekä massiivisia kidevirheitä. Tämä nostaa metallin sisäistä vapaata energiaa ja asettaa sen epävakaaseen termodynaamiseen tilaan. Materiaalilla on luonnostaan taipumus palata spontaanisti täydelliseen, järjestykseen mikrorakenteeseen, jolla on alhainen vapaaenergia ja korkea stabiilisuus.
Huoneenlämmössä atomeilla on alhainen kineettinen energia, heikko diffuusiokyky ja erittäin hitaat diffuusionopeudet. Tämän seurauksena tämä spontaani rakenteellinen elpyminen ei voi tapahtua itsestään. Siksi tarvitaan ulkoista aktivointienergiaa. Tämä aktivointi saavutetaan kuumentamalla teräs tiettyyn lämpötilaan, mikä antaa atomeille riittävän diffuusiokineettisen energian, eliminoi hilan vääristymät ja saa aikaan suotuisia muutoksia sekä mikrorakenteessa että mekaanisissa ominaisuuksissa.
Yllä mainituista syistä kaikille kylmävalssatuille{0}}terästuotteille on suoritettava hehkutuslämpökäsittely.
Hehkutuksen tarkoitukset ja toiminnot
Hehkutus viittaa teknologiseen prosessiin, jossa teräsnauha kuumennetaan tiettyyn lämpötilaan, pidetään tässä lämpötilassa ja sitten jäähdytetään.
Kylmävalssattujen levyjen hehkutus-on yksi kriittisimmistä lämpökäsittelymenetelmistä kylmävalssattujen teräsnauhojen valmistuksessa. Kylmävalssattujen teräsnauhojen hehkutusprosessit luokitellaan eri teräslaatujen perusteella primäärihehkutukseen, välihehkutukseen ja lopputuotteen hehkutukseen. Valmiiden tuotteiden hehkutus on yleisimmin käytetty prosessi. Sen ydintavoitteena on poistaa kylmävalssauksen aiheuttama sisäinen jännitys ja työkarkaisu sekä mahdollistaa teräslevyjen mekaanisten ominaisuuksien, teknisten ominaisuuksien ja mikrorakenteiden asetetut vaatimukset. Tämän tyyppinen lämpökäsittely määritellään yleensä uudelleenkiteytyshehkutukseksi.
Vertailevat erot erähehkutuksen ja jatkuvan hehkutuksen linjojen välillä
• Erähehkutus: Erittäin pitkä tuotantosykli (kymmeniä tunteja). Se on järjestetty erilleen peittauslinjasta ja tasoituslinjasta, mutta kuitenkin integroituna täydelliseen kylmänauhan tuotantoprosessiin. Rasvanpoisto ja peittaus voidaan suorittaa valinnaisesti, ja teräslaatujen ja spesifikaatioiden vaikutus kokonaistuotantoon on minimaalinen. Se tukee joustavaa pien-erä- ja organisoitua tuotantoa yhden uunin-käytöllä. Uunien lukumäärää voidaan säätää milloin tahansa tuotantotuotannon ja tuotevalikoiman muutosten mukaan. Väliprosessien välillä on varastopuskureita, jotka antavat sille vahvan sopeutumiskyvyn tuotantoon ja tuotevalikoimaan. Se soveltuu erinomaisesti usean-lajikkeen, pien-erätuotantoon ja kokeelliseen tuotantoon.
• Jatkuva hehkutus: Tuotantojakso on lyhyt (useita minuutteja). Rasvanpoisto/peittaus, hehkutus ja tasoitus on integroitu yhdeksi yhtenäiseksi tuotantolinjaksi, mikä takaa korkean tuotannon tehokkuuden. Siitä aiheutuu kuitenkin suuria kustannuksia tuotannon suunnittelusta johtuvista seisokeista sekä eritelmien ja lajikkeiden vaihdosta. Se ei sovellu liian laajalle tuotespesifikaatiolle tai liian pienelle teholle. Se on optimoitu suuren-volyymin, yhden-lajikkeen tuotantoon.
• ErähehkutusLämmitys- ja jäähdytysnopeudet kello{0}}tyyppisen uunihehkutuksen aikana ovat hitaita, mikä antaa riittävästi aikaa kovametallin saostumiseen ja rakeiden kasvuun. Tämä uudelleenkiteytyshehkutusmenetelmä edistää pannukakkujyvien muodostumista, jotka hyödyttävät syvävetokykyä ja voivat saavuttaa erinomaiset n-- ja r--arvot. Se mahdollistaa kätevän kiinteistöjen hallinnan syväveto-- ja ultra-syväveto-teräslaadun tuotannossa, ja sillä on selkeitä paremmuussuhteita tällä alalla.
• Jatkuva hehkutusSiinä on nopeat lämmitys- ja jäähdytysnopeudet sekä lyhyt pitoaika. Riittävän uudelleenkiteytymisen ja suotuisan muovattavuuden saavuttamiseksi se asettaa tiukat vaatimukset kemialliselle koostumukselle ja hehkutusaikataululle. Erähehkutettuihin tuotteisiin verrattuna jatkuvalla hehkutuksella valmistetuilla vähähiilisellä-terästuotteilla on korkeampi kovuus, suurempi lujuus ja pienempi plastisuus. Tämä prosessi soveltuu paremmin lujan -autoteräksen valmistukseen.
• ErähehkutusTämä prosessi suorittaa kokonaisten teräskelojen hehkutuksen. Epätasainen lämpötilan jakautuminen patterin sisä- ja ulkokerroksen välillä johtaa helposti kelan tarttumiseen. Nauhan pinnalla oleva jäännösöljy haihtuu kuumentamalla; riittämätön haihtuminen johtaa huonoon pinnan puhtauteen (valinnaiset rasvanpoisto- ja puhdistusmenetelmät ovat saatavilla). Se ei sovellu erittäin-ohuiden tuotteiden tuotantoon, mutta sillä ei ole tuotantorajoituksia keskikokoisille ja paksuille tuotteille.
• Jatkuva hehkutusNauhalle suoritetaan esikäsittely-rasvanpoisto ja -puhdistus puhtaan pinnan saavuttamiseksi. Kelauksen ja lämmityksen aikana teräsnauha säilyttää tasaisen lämpötilan jakautumisen, mikä tarjoaa erinomaisen tasaisuuden ja nauhan muodon. Tämä prosessi soveltuu sellaisten tuotteiden valmistukseen, joilla on tiukat pinnanlaatuvaatimukset, ja ohuita-terästuotteita.
