ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील की वर्क हार्डनिंग दर: शीत निर्माण के लिए निहितार्थ

वर्क हार्डनिंग रेट क्या है, और यह ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील में ठंड को नियंत्रित क्यों करता है?

हॉलोमन समीकरण नेकनिंग शुरू होने से पहले एक समान प्लास्टिक विरूपण क्षेत्र में वास्तविक तनाव {{0} सही तनाव वक्र का वर्णन करता है। K शक्ति गुणांक है और n तनाव का प्रतिपादक है। चूँकि n भी नेकिंग की शुरुआत में वास्तविक तनाव के बराबर होता है (Considere मानदंड के अनुसार), एक उच्च n{5}}मान इस बात का प्रत्यक्ष संकेतक है कि किसी शीट को स्थानीय रूप से पतला होने और विफल होने से पहले कितना खींचा या खींचा जा सकता है।

एक फैब्रिकेटर के लिए, यह एकल संख्या दुकान के फर्श पर देखी गई कई चीजों को एक साथ समझाती है: स्टेनलेस शीट को समान मोड़ या ड्रॉ के लिए हल्के स्टील की तुलना में अधिक टन भार की आवश्यकता क्यों होती है, क्यों बने स्टेनलेस हिस्से की सतह प्राप्त शीट की तुलना में मापनीय रूप से कठिन होती है, और क्यों एक हिस्सा जो ड्रॉ के बीच में ठीक दिखता है वह अभी भी एक गहरे ऑपरेशन के माध्यम से सफलतापूर्वक फैल सकता है जो कम सामग्री को विभाजित कर सकता है।

ऑस्टेनिटिक ग्रेड फेरिटिक, डुप्लेक्स और कार्बन स्टील की तुलना में अधिक तेज़ क्यों काम करते हैं?

स्टैकिंग फॉल्ट एनर्जी (एसएफई) यह नियंत्रित करती है कि विरूपण के दौरान अव्यवस्थाएं कितनी आसानी से खुद को पुनर्व्यवस्थित कर सकती हैं। ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील में, कम एसएफई के कारण अव्यवस्थाएं आंशिक अव्यवस्थाओं में विभाजित हो जाती हैं जो आसानी से एक नए तल पर फिसल नहीं सकतीं। नष्ट करने या निम्न ऊर्जा विन्यास में पुनर्व्यवस्थित करने के बजाय, अव्यवस्थाएं ढेर हो जाती हैं और उलझ जाती हैं, और आगे प्रवाह के लिए सामग्री का प्रतिरोध तनाव के साथ तेजी से बढ़ता है। फेरिटिक और कार्बन स्टील्स में उच्च एसएफई के साथ एक बॉडी केंद्रित क्यूबिक (बीसीसी) जाली होती है, इसलिए अव्यवस्थाएं अधिक आसानी से ठीक हो जाती हैं और सख्त होने की दर कम होती है।

मेटास्टेबल ऑस्टेनिटिक ग्रेड - सबसे विशेष रूप से 301 - TRIP प्रभाव जोड़ते हैं। जैसे-जैसे सामग्री विकृत होती है, कुछ ऑस्टेनाइट (एफसीसी, गैर-चुंबकीय) मार्टेंसाइट (शरीर केन्द्रित चतुष्कोणीय, चुंबकीय और बहुत अधिक कठोर) में बदल जाता है। यह परिवर्तन ऊर्जा को अवशोषित करता है और एक लचीले मैट्रिक्स में एक कठिन दूसरे चरण का परिचय देता है, यही कारण है कि 301 विशेष रूप से ठंडे काम के माध्यम से बहुत उच्च शक्ति प्राप्त कर सकता है, जिसमें कोई गर्मी उपचार शामिल नहीं है। डुप्लेक्स ग्रेड बीच में बैठते हैं: क्योंकि उनकी लगभग आधी संरचना पहले से ही फेराइट है, उनका थोक एन - मूल्य आम तौर पर पूरी तरह से ऑस्टेनिटिक ग्रेड से कम है, भले ही डुप्लेक्स माइक्रोस्ट्रक्चर के भीतर ऑस्टेनाइट अंश अभी भी उसी टीआरआईपी - संबंधित तंत्र के माध्यम से कठोर हो सकता है।

तुलनात्मक तनाव-स्टील परिवार द्वारा कठोरीकरण घातांक

एएसटीएम ई646 परीक्षण स्थितियों के तहत प्रकाशित तन्यता परीक्षण साहित्य और मिल तकनीकी डेटा से संकलित मान। वास्तविक मान तनाव सीमा, रोलिंग दिशा, गेज और पूर्व ठंडे काम के साथ भिन्न होते हैं; इन्हें डिज़ाइन के रूप में मानें {{4}स्टेज प्लानिंग रेंज के रूप में, न कि प्रमाणित यांत्रिक गुणों के रूप में। विशिष्ट ताप और तापमान के लिए मिल परीक्षण रिपोर्ट (एमटीआर) से पुष्टि करें।

301 जैसे मेटास्टेबल ग्रेड में ट्रिप प्रभाव परिवर्तन कैसे सख्त होता है?

Md30 को उस तापमान के रूप में परिभाषित किया गया है जिस पर 30% वास्तविक तनाव मार्टेंसाइट में 50% परिवर्तन उत्पन्न करता है। यह एक संरचना संचालित गुण है: कम निकल सामग्री और कम अंतरालीय (कार्बन प्लस नाइट्रोजन) सामग्री Md30 बढ़ाती है, जिसका अर्थ है कि सामग्री कमरे के तापमान पर अधिक आसानी से बदल जाती है। 301 के पीछे बिल्कुल यही डिज़ाइन तर्क है कि 304 - 301 में विशेष रूप से कम निकल होता है, इसलिए यह 304 की तुलना में संक्षारण प्रतिरोध और फॉर्मिंग मार्जिन की कुछ कीमत पर, ठंड के दौरान सख्त हो जाएगा और तेजी से ताकत हासिल करेगा।

एक फॉर्मिंग लाइन का व्यावहारिक निहितार्थ दुगना है। सबसे पहले, ताकत और कठोरता मेटास्टेबल ग्रेड के लिए निश्चित सामग्री गुण नहीं हैं जिस तरह से वे गर्मी से उपचारित मिश्र धातु के लिए होते हैं - वे इस बात पर निर्भर करते हैं कि भाग वास्तव में कितना तनाव, और किस दर और तापमान पर देखता है, जिसका अर्थ है प्रक्रिया दोहराव (रिक्त धारक बल, ड्रॉ गति, डाई तापमान) केवल मिल प्रमाणपत्र नहीं, बल्कि विनिर्देश का हिस्सा है। दूसरा, क्योंकि गहरे खींचे गए हिस्सों में देरी से टूटने का जोखिम Md30 और (C+N) सामग्री के संयोजन से संबंधित होता है, उच्च Md30 के साथ ग्रेड और हीट को अधिक रूढ़िवादी ड्रॉ अनुपात, अधिक गठन चरणों और उन हिस्सों के लिए करीबी निरीक्षण की आवश्यकता होती है जो सेवा में निरंतर अवशिष्ट तनाव देखेंगे।

उच्च कार्य सख्त दर से कौन सी ठंडी - निर्माण प्रक्रियाएँ सबसे अधिक प्रभावित होती हैं?

गहरी ड्राइंग और मुद्रांकन

क्योंकि प्रवाह तनाव तनाव के साथ तेजी से चढ़ता है, जैसे-जैसे ड्रॉ आगे बढ़ता है, पंच लोड और ब्लैंक- धारक बल दोनों बढ़ते हैं, और विभाजन का जोखिम पंच त्रिज्या और डाई कोने की ओर बढ़ता है जहां तनाव पहले केंद्रित होता है। मल्टी-स्टेज ड्रॉ मानक शमन हैं: प्रति चरण लिए गए ड्रॉ अनुपात को कम करना, और अगली कमी से पहले लचीलापन बहाल करने के लिए चरणों के बीच एक प्रक्रिया (समाधान) एनील डालना, बजाय एक पास में पूर्ण कमी का प्रयास करने के जैसा कि हल्के स्टील में किया जा सकता है।

झुकना और रोल बनाना

ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस को मोड़ने के लिए बाहरी फाइबर की सतह को टूटने से बचाने के लिए समान गेज कार्बन स्टील की तुलना में बड़े न्यूनतम मोड़ त्रिज्या की आवश्यकता होती है, और यह अधिक स्प्रिंगबैक उत्पन्न करता है क्योंकि उतारने के बाद लोचदार मापांक पुनर्प्राप्ति उस सामग्री के साथ बातचीत करती है जो पहले से ही मोड़ क्षेत्र में काफी कठोर हो चुकी है। स्प्रिंगबैक मुआवज़ा - ओवरबेंडिंग, या लागू मोड़ बल को बढ़ाना - मानक अभ्यास है और इसे कार्बन स्टील टूलींग डेटा से अनुमान लगाने के बजाय परीक्षण या सिमुलेशन द्वारा मान्य किया जाना चाहिए।

बनाने के बाद मशीनिंग

संबंधित, अक्सर कम आंका गया प्रभाव द्वितीयक मशीनिंग में डाउनस्ट्रीम में दिखाई देता है: प्रत्येक कट सतह पर एक पतली वर्क वाली कठोर परत छोड़ता है, इसलिए बाद में हल्का या बाधित कट कठोर सामग्री को काटने के बजाय उसके ऊपर चढ़ सकता है, जिससे उपकरण घिसाव में तेजी आती है। 304 बनाम एक विशिष्ट माध्यम के लिए मशीनेबिलिटी डेटा -कार्बन स्टील (1045) ऊपर चर्चा किए गए समान एन - मूल्य अंतर को दर्शाता है और यह एक उपयोगी प्रॉक्सी है कि सामग्री किसी भी बार-बार होने वाले विरूपण ऑपरेशन में कैसे व्यवहार करेगी, इसमें शामिल है।

301 बनाम . 304 बनाम . 316: आपको सर्दी-जुकाम के लिए कौन सा ग्रेड चुनना चाहिए - आवेदन करना?

एएसटीएम ए240/ए666 विनिर्देश डेटा से संकलित और एनील्ड और कोल्ड रोल्ड टेम्पर्स के लिए प्रकाशित मिल तकनीकी डेटा शीट। टूलींग डिज़ाइन को अंतिम रूप देने से पहले विशिष्ट मिल परीक्षण रिपोर्ट के अनुसार सटीक यांत्रिक गुणों और तापमान पदनाम को सत्यापित करें।

आप टूलींग और प्रोसेस डिज़ाइन में उच्च कार्य हार्डनिंग दर की भरपाई कैसे करते हैं?

उच्च प्रवाह तनाव को समायोजित करने और गैलिंग को कम करने के लिए कार्बन स्टील टूलींग के सापेक्ष डाई और पंच क्लीयरेंस बढ़ाएं; उपयोग में आने वाले ग्रेड, तापमान और गेज के लिए परीक्षण द्वारा विशिष्ट मंजूरी की पुष्टि करें।

बाहरी फाइबर के टूटने से बचने के लिए कार्बन स्टील के बराबर मोड़ और पंच त्रिज्या का उपयोग करें क्योंकि ठंडे काम से सामग्री की लचीलापन धीरे-धीरे खत्म हो जाती है।

गहरी ड्राइंग में प्रति चरण लिए गए ड्रॉ अनुपात को कम करें, और अगली कमी से पहले लचीलापन बहाल करने के लिए चरणों के बीच मानक ऑस्टेनिटिक ग्रेड के लिए तेजी से शीतलन के साथ आमतौर पर 1,010 - 1,100 डिग्री रेंज में एक प्रक्रिया (समाधान) एनील - डालें।

घिसाव प्रतिरोधी उपकरण स्टील्स (जैसे डी2 या एम2) या लेपित डाइज़ निर्दिष्ट करें, क्योंकि वही उच्च एन{3}}मान जो हिस्से को मजबूत करता है, अपघर्षक उपकरण घिसाव को भी तेज करता है।

क्लोराइड मुक्त गठन वाले स्नेहक का उपयोग करें; तन्य अवशिष्ट तनाव के तहत गठित स्टेनलेस भाग में फंसे अवशिष्ट क्लोराइड एक मान्यता प्राप्त तनाव {{1}संक्षारण {{2}क्रैकिंग जोखिम हैं।

कार्बन स्टील टूलींग ऑफसेट के बजाय परीक्षण भागों या फॉर्मिंग सिमुलेशन के साथ स्प्रिंगबैक को मान्य करें, और आवश्यकतानुसार ओवरबेंड या बढ़े हुए बेंड बल का निर्माण करें।

उनके Md30 तापमान के करीब चलने वाले मेटास्टेबल ग्रेड के लिए, ड्रॉ गति और आंशिक तापमान को नियंत्रित करें, क्योंकि मार्टेंसाइट अंश - और इसलिए अंतिम ताकत, लचीलापन और क्रैकिंग जोखिम - प्रक्रिया पर निर्भर है, अकेले मिल प्रमाणपत्र द्वारा तय नहीं किया गया है।

खरीद और गुणवत्ता नियंत्रण के लिए कौन सी परीक्षण विधियां और मानक कार्य कठोरता दर निर्धारित करते हैं?

एएसटीएम ई646 परिभाषित करता है कि निर्दिष्ट प्लास्टिक {{3} तनाव सीमा के भीतर वास्तविक तनाव {{2} वास्तविक तनाव वक्र से एन - मान की गणना कैसे की जाती है, जो आवश्यक है क्योंकि एन किसी सामग्री के लिए एक निश्चित स्थिरांक नहीं है - यह उपयोग किए गए तनाव अंतराल, परीक्षण तापमान और शीट की रोलिंग दिशा के साथ कुछ हद तक भिन्न हो सकता है। जब कार्य सख्त करने का व्यवहार एक महत्वपूर्ण डिजाइन इनपुट है, न कि केवल एक सामान्य अपेक्षा, तो आधार सामग्री और तापमान मानक के साथ खरीद आदेश पर E646 परीक्षण रेंज निर्दिष्ट करें, और अकेले प्रकाशित विशिष्ट श्रेणियों पर भरोसा करने के बजाय मिल परीक्षण रिपोर्ट (एमटीआर) पर वास्तविक परीक्षण डेटा का अनुरोध करें।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों

प्रश्न: क्या उच्च कार्य सख्त दर का मतलब है कि ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील कार्बन स्टील की तुलना में ठंडा रूप में कठिन है?

उत्तर: जरूरी नहीं. वही उच्च n{1}}मान जो निर्माण भार को बढ़ाता है, स्थानीयकृत नेकिंग की शुरुआत में भी देरी करता है, यही कारण है कि विभाजित होने से पहले ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील को अक्सर कार्बन स्टील से अधिक खींचा या खींचा जा सकता है। ट्रेड {{3} }ऑफ के लिए अधिक आवश्यक प्रेस टन भार, अधिक स्प्रिंगबैक और तेज़ टूल घिसाव है, न कि कम फॉर्मेबिलिटी।

प्रश्न: 301 स्टेनलेस स्टील बनने के बाद चुंबकीय क्यों हो जाता है जबकि इसकी शुरुआत अचुंबकीय होती है?

ए: मिश्र धातु के Md30 तापमान के नीचे ठंडा काम गैर-चुंबकीय एफसीसी ऑस्टेनाइट के एक हिस्से को चुंबकीय निकाय केंद्रित -टेट्रागोनल मार्टेंसाइट में परिवर्तित कर देता है। यह परिवर्तन प्रेरित प्लास्टिसिटी (टीआरआईपी प्रभाव) 301 में जानबूझकर किया गया है और यही मुख्य कारण है कि यह अकेले ठंडे काम के माध्यम से बहुत उच्च शक्ति तक पहुंच सकता है।

प्रश्न: कौन सा परीक्षण मानक तनाव को मापता है {{0}कठोरता घातांक (n{1}}मान)?

ए: एएसटीएम ई646 एक तन्यता परीक्षण से तनाव {{1}कठोरता घातांक और शक्ति गुणांक निर्धारित करने के लिए मानक परीक्षण विधि है। इसे आधार सामग्री मानक (प्लेट और शीट के लिए एएसटीएम ए240, या कोल्ड रोल्ड स्ट्रिप के लिए एएसटीएम ए666) के साथ निर्दिष्ट किया जाना चाहिए, जब एन{6}}मान एक महत्वपूर्ण फॉर्मिंग इनपुट है।

प्रश्न: क्या एनीलिंग से ठंड लगने के बाद स्टेनलेस स्टील में लचीलापन बहाल हो सकता है?

उत्तर: हाँ. एक प्रक्रिया (समाधान) एनील, आमतौर पर 1,010-1,100 डिग्री रेंज में जिसके बाद मानक ऑस्टेनिटिक ग्रेड के लिए तेजी से शीतलन होता है, कार्बाइड को घोलता है और एफसीसी ऑस्टेनाइट संरचना को पुनर्स्थापित करता है, अगले गठन चरण से पहले लचीलापन को रीसेट करता है।

प्रश्न: क्या डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील 304 जैसे ऑस्टेनिटिक ग्रेड की तुलना में अधिक या कम काम करने योग्य है?

उत्तर: आम तौर पर कम, थोक में। चूँकि डुप्लेक्स माइक्रोस्ट्रक्चर का लगभग आधा हिस्सा फेराइट होता है, जो ऑस्टेनाइट की तुलना में अधिक धीरे-धीरे कठोर होता है, डुप्लेक्स ग्रेड का समग्र n{2}मान आम तौर पर पूरी तरह से ऑस्टेनिटिक ग्रेड से कम होता है, भले ही डुप्लेक्स संरचना के भीतर ऑस्टेनाइट अंश अभी भी TRIP संबंधित सख्त होने में योगदान दे सकता है।

प्रश्न: जब कार्य सख्त करने वाला व्यवहार निर्णायक कारक नहीं होता है तो कौन सा ऑस्टेनिटिक ग्रेड डिफ़ॉल्ट विकल्प होता है?

उत्तर: 304 स्टांपिंग और खींचे गए भागों के लिए सामान्य -उद्देश्य डिफ़ॉल्ट है। विशेष रूप से 301 तक पहुंचें जब डिज़ाइन ठंड को मजबूत करने के लिए काम करना चाहता है, और 316 निर्दिष्ट करें जब सेवा में क्लोराइड या रासायनिक एक्सपोजर गठन संबंधी विचारों से अधिक हो।

सारांश

ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील कोल्ड फॉर्मिंग - में डिजाइन करने के लिए वर्क हार्डनिंग रेट कोई साइड इफेक्ट नहीं है, यह एक मुख्य सामग्री संपत्ति है जिसे शुरू से ही ग्रेड चयन, टेम्परेचर चयन और टूलींग डिजाइन को संचालित करना चाहिए। 0.40 से 0.55 का एक स्ट्रेन - सख्त करने वाला एक्सपोनेंट, कम स्टैकिंग फॉल्ट ऊर्जा द्वारा संचालित और, मेटास्टेबल ग्रेड में, टीआरआईपी प्रभाव, ऑस्टेनिटिक ग्रेड को एक लाभ (स्थानीयकृत नेकिंग का प्रतिरोध) और प्रक्रिया आवश्यकताओं का एक सेट (उच्च टन भार, बड़ी मंजूरी, इंटरपास एनीलिंग, स्प्रिंगबैक नियंत्रण) दोनों देता है जो कार्बन स्टील अभ्यास से भौतिक रूप से भिन्न होता है।

ग्रेड, स्वभाव और प्रक्रिया को एकल ग्रेड या कार्बन {{1}स्टील प्रोसेस रेसिपी - में डिफ़ॉल्ट करने के बजाय विशिष्ट फॉर्मिंग ऑपरेशन - से मिलान करना एक ऐसे हिस्से के बीच का अंतर है जो सफाई से बनता है और एक जो विभाजित होता है, झुर्रीदार होता है, या सेवा में डाउनस्ट्रीम में विफल रहता है।