Oblikovanje in tehnologijo toplotne obdelave

, hot and cold rolling, seamless tube making and welded tube making. Obstajajo različne metode , ki so iz jekla v končne izdelke, vključno z vroče kovanje , toplo in hladno valjanje, brezšivne cevi in izdelavo varjenih cevi odločitev. Najbolj razširjen proces je toplo valjanje, kar predstavlja več kot 90% celotne proizvodnje jekla.

Hot Rolling Steel

Rolling je oblikovanje proces, ki povzroča stalno spremembo oblike (set) s plastično deformacijo materiala, saj prehaja med sklopi jeklenih rolls.Sets cilindričnih zvitkov zmanjšanje prečnega prereza debeline kovinskih hkrati povzroči, da postane podolgovate . Drugi tekoči procesi so zaposleni za spremembo prečnega prereza oblika kovinskih uporabo v obliki zvitkov, medtem ko druge metode obliki kovine v posebno obliko za določen namen.

C. Hot Rolling

C.1 Opis Rolling Operation

Vroče valjanje vključuje pogrevanje ingotov, plošč, grude ali gredic na območju 1200 - 1300 ° C, ki poteka med dvema materiala zvitki (Slika 8). Kos jekla se lahko večkrat prenesejo naprej in nazaj po isti zvitki z roll vrzel pa postopoma zmanjševati.

Ta operacija se izvaja v vročem stanju, ker tečenja jekla zmanjša kot temperatura dvigne. Velike deformacije se lahko tako pridobljene s skromno silami roll. Treba je nadzorovati tako skupno zmanjšanje, ki določa stopnjo, do katere je delal jekla, in zmanjšanje vsakem prehodu, da bi se izognili pretirani deformacije vodijo do razpok kovinskih ali preloma.

Hot Rolling Processing

Število prehodov je odvisna od vhodnih materialov in velikost končnega izdelka, ampak je lahko tako visoka kot 70 pred gradivo postane preveč mrzlo, da roll navzdol še naprej. Plain zvitki sod se uporablja za ploščate izdelke, kot so plošče, trakovi in ​​stanja, medtem ko so vodilne zvitki se uporablja za strukturne profili, tračnice, krogi, kvadrati, tramovi, pločevine piloti, itd

Hot Rolling Načelo

Osnovna kotalni enota se imenuje stojalo in je sestavljen iz zvitkov in podporne strukture (stanovanja). Valjarne vključuje stojalo ali skupino stoji, skupaj s pomožnimi objekti za nadzor in regulacijo, kot so motorji roll pogon, roller tabele za vnos in odstranjevanje kovine, škarje, scarfers, itd

Vroče valjanje gredice

Najpreprostejša vrsta mlin je sestavljen iz dveh visoko stojalo. Na splošno lahko dva zvitka pa v obe smeri, ki omogoča reverzibilno delovanje tako, da je vroče kovine opravil večkrat skozi mlin v nasprotnih smereh doseči postopno zmanjšanje debeline.

Primerjava Hot Rolling in Cold Rolling Princip

Ko so potrebni bolj znižati, so štiri visoke stoji uporablja za doseganje zahtevanih visokih sil roll. Cilindrično delo zvitkih, skozi katere prehaja vroče kovine, so relativno majhnega premera in so podprti zgoraj in spodaj, ki jih drugi sklop večjih zvitkov podporo premer, ki prenašajo sile za delo zvitkih. Štiri visoko stojalo je lahko tudi reverzibilni.

Primerjava Konvencionalni Rolling in Thermo Mechanical Rolling

Zmanjšanje debeline vroče materiala rezultate tako v dolžini povečala in razširila vstran. Širi, kar je odvisno predvsem od količine zmanjšanja, temperature, in premer roll, je treba nadzorovati, da bi pravilno dimenzije in prerez. Universal Mills imajo določene vertikalnih zvitkov na dostavo stran horizontalne zvitkov. Vzporedno mlini žarek obraz, služijo za zagotavljanje dobre dimenzijske končati do končnega proizvoda in, v ravno mlini izdelek, na rob plošče, izboljšanje konča in mehanske lastnosti.

Poleg tega, da svojo funkcijo oblikovanja jekla v zahtevani velikosti, toplo valjanje izboljša mehanske lastnosti. Pravilnega nadzora iz litega jekla kemijske sestave, končni tekoči temperature in količino materiala, zmanjšanje je potrebno, da proizvodu zahtevane fizikalne lastnosti. Za nekatere lastnosti jekla (npr. visoke trdnosti z dobrimi lastnostmi vpliv pri nizkih temperaturah) "nadzorovano valjanje" ali QST proces gašenja in samo-kaljenje materiala med, je zaposlen vozni. Ta proces vključuje bodisi zavlačujejo ali hlajenje, dokler ni določena nižja temperatura dosežena pred končnim skozi mlin.

Glavni izdelek poti za strukturne vrste jekla so povzeti na sliki 9.

C.2. Primarni Rolling

Prvi vroče valjanje delovanje je za pretvorbo ingotov v osnovne oblike je prikazano na sliki 10. To se običajno izvaja na velikih eno stojalo, dve visoki vzvratno mlin, znan kot primarni ali grobo obdelavo mlin. Vmes jekla rastlin in primarni mlin je zaliv za odstranjevanje plesni iz ingotov in baterije namakanje jam. Vsak pit ima lahko do 150 ton ingotov in služi, da bi ingotov do enotne temperature za valjanje in da deluje kot zbiralnik za sprejem nihanja pretoka ingotov. Običajna praksa je, da zaračuna ingotov v namakanje jame takoj po stripping iz plesni, medtem ko so še vroče. Namakanje temperature pit, so na splošno pod nadzorom pri 1300 ° C.

Primarni mlini so opremljeni z manipulatorji za pozicioniranje in obračanja ingotov, da se omogoči delo, ki se izvede na vsakem obrazu, kot tekoči prihodki. Roll kanali (Slika 11) so urejeni tako, da omogoča različne osnovne oblike, da je treba izvesti. Leaving primarni mlin, mora koncih bar odstraniti (pridelava), kot so nepravilne oblike, in to območje koncentratov segregacije, cevi in ​​drugih napak. Znesek, ki bo obrezano razlikuje glede na vrsto jekla (ivicom, ubitih, itd), vrste litje (neposredna, dno litje, vroče prehiteli, itd) in predvsem na kakovost končnega izdelka.

Bar ali žarek prazno, potem ko obrezovanje, se hranijo v nekaterih primerih je neposredno za valjanje v drug mlin za izdelavo gredic ali končnih delov, kot so tirnice ali strukturne dele. Bolj običajno je bar striženo do določene dolžine in prešla v zalogi je treba pregledati in pogojen, pred pogrevanje in valjanje v končne izdelke na drugih obratih. Primarni mlin izhodov navadno v razponu od 500,000 ton na 5 milijonov ton na leto.

C.3. Finish Rolling

Konča valjanje izdelkov za gradbena dela na splošno deli v štiri skupine: plošče, strukturne dele, trgovec bar in trakovi. Strukturni deli obsegajo standardnih oblik, na primer žarki, kanali, koti, žarnica stanovanj, in posebne dele. Kot splošno pravilo, je velik valjani neposredno iz ingotov, srednje velikosti tiste iz pogreti grude, in manjših oddelkov iz pogreti gredice. V vseh primerih postopek začne z grobo navzdol, v kateri je začetna kvadratne ali pravokotnim prerezom postopoma oblikuje v zaporednih roll prehaja v osnutek potrebnih izdelka. Ta proces je sledil zaključek valjanje v zaporednih prelazov, da bi končno standardno obliko in dimenzije po hlajenju. Zaključna mlin valjanje temperature so ponavadi v območju 900 - 1000 ° C. Primer mimo zaporedja za valjanje kot je podan v sliki 12. Precej bolj specializirane metoda za univerzalni nosilci in stebri je prikazan na sliki 13. Glede na velikost in vrsto mlin, mlin oddelek izhodi so običajno 200,000-1 milijon ton na leto.

Merchant bar je tradicionalni izraz za mala presekov, kot so krogi, kvadrati šesterokotnikov, stanovanja, itd, ki so valjani iz pogreti gredic s stalnim in-line mlini z več kot 23 valjanje stoji. Surovin je na splošno 100 mm kvadratnih gredice in mimo sekvence so tipa kvadrata, diamant, ali ovalne oblike, ki se zaključi na zadnji stojalo mlin s končni prerez. Proizvodnja toplo valjanih trakov je v mnogih vidikih, podaljšanje voznega plošče, z debelinami v območju 2-16 mm in širine do 2 m. Sodobni mlini so popolnoma merilnimi in računalniško nadzorovane, da visok standard dimenzijsko natančnost in končnih lastnosti.

C.4. Hot Rolling procesi

Te procese lahko razdelimo v dve osnovni skupini, tradicionalno vroče valjanje in nadzorovano valjanje. V tradicionalnih toplo valjanje, cilj je proizvesti zahtevane oblike z najmanjšim številom roll prelazov. V kontroliranih valjanje, cilj je povečati moč in žilavost jekla, s skrbnim nadzorom temperature in deformacije med valjanje.

Vroče valjanje

V tradicionalnih toplo valjanje, so temperature omejiti na največ, da bi zmanjšali vroče moč jekla in omogočajo bolj znižati v vsaki roll mimo. Zaradi visoke temperature, hitro recrystallization in rast zrn nastane med zaporednima prelazov in posledično se položaj ne zrn uglajenosti. Danes je ta proces samo za primarno in za zmanjševanje nizke kakovosti jekla, kjer ni posebnih zahtev za moč in odpornost proti krhkemu lomu.

Nadzorovane valjanje

Leta 1960 in 1970 je, nova področja uporabe, kot so jedrske elektrarne in morskih ploščadi, zahteval strukturnih elementov iz jekla, ki imajo boljše lastnosti in večjo zanesljivost, kot je bilo prej na voljo. Za Severno morje struktur na morju, zgrajena v sovražnem okolju, vključno z globoki vodi, hude nevihte in nizke temperature storitev, ne samo je bilo moč pomembna, vendar tako je bil odpor do krhkemu lomu. Pozornost je bila prav tako osredotočila na izdelavo lastnosti, enostavnega varjenja jeklenih elementov v težavnih razmerah je bilo treba zagotoviti. Takrat je postalo jasno, da je bil tradicionalni vroče valjanjem verjetno ne bi dosegli te zahteve in tako nove proizvodne tehnologije, kot so nadzorovano valjanje, pojavil.

Nadzorovane valjanje je splošen izraz za valjanje postopke, v katerih so temperature in deformacije med valjanje pod nadzorom, da se doseže želene lastnosti materiala.
Nadzorovane valjanje vključuje:

  1. Normalizacijo valjanje (N).
  2. Termomehanskih nadzorovano valjanje (TMCR). Ta postopek vključuje naslednje postopke, ki zaposlujejo večje hlajenje stopnje, z ali brez kaljenje:
    1. Pospešeni hlajenje
    2. Gašenja in Self-Kaljenje

Normaliziranje Rolling

Normalizacijo valjanje je termomehanskih zdravljenje, v katerem je končni deformacije izvaja v normalizacijo temperaturnem območju (»950 ° C). Avstenita faza popolnoma recrystallises med prelazov, ampak zaradi zmanjšane temperature, ne izkušenj, rast zrn. Zato je po zadnji pass, hlajenje zraka dobimo snov, pod pogojem, enakovredna tisti, pridobljeno po normalizira. Skrajšano oznako tega dostave pogoj je N. Normalizing valjanje se lahko izvede na skoraj vseh mlinov, ker končni tekoči poteka pri relativno visokih temperaturah (³ 950 ° C) tako, da je moč in nosilnost valjarne niso presežene.

Termomehanskih Nadzorovane Rolling

Termomehanskih Controlled Rolling (TMCR) je termomehanskih obdelavo, pri kateri je končni deformacije poteka v temperaturnem območju, kjer avstenita ne recrystallise bistveno. Pozneje hlajenja, deformirane avstenita zrnata struktura vodi do končne drobnozrnati feritno-perlita mikrostrukturo. Ponavadi, končno ki poteka pri temperaturah tik nad tisti, pri kateri se začne avstenita za preoblikovanje v ferita. Termomehanskih nadzorovano valjanje vodi v materialni pogoj, ki ga ni mogoče doseči s toplotno obdelavo pri miru. Zaradi zrna rafinirano jekla kaže zelo zaželeno, lastnosti, žilavosti do nizke temperature za srednje paleto izdelkov debelin in z mejo tečenja.

Že več let je prišlo do povečanega povpraševanja po valjanih izdelkov iz jekla z mejo tečenja do 500 N/mm2 in pri velikih debelinah, v kombinaciji z izboljšanimi lastnostmi izmišljotina. Kot TMCR ne more izkoriščati vsako nadaljnjo ker mehanska moč valjarn je omejeno, nove proizvodne tehnologije je bilo treba uvesti.

Pospešeni Hlajenje

Pospešeni (voda) hlajenje se izvede po končnem deformacijo, da bi izboljšali mehanske lastnosti z rafiniranjem mikrostrukturo. Ta proces ima pozitiven vpliv na moč, kot tudi na žilavost lastnosti in omogoča zlitine vsebino je treba znižati v primerjavi s samim TMCR. Mikrostruktura pospešeno hlajen jekla je sestavljen predvsem iz drobnozrnatega ferita in perlita + ferit + bainite, ki kaže na nizko nodularne krhka temperature prehoda, to je dobro žilavost.

Gašenja in Self-kaljenje

V gašenja in Self-Kaljenje (QST) proces, je intenzivno vodnim hlajenjem se uporablja za površine izdelka po zadnji vozni pass, tako da je hlajenim kožo. Hlajenje se prekine, preden je jedro vpliva gašenja in zunanje plasti so potem podrejeni toplotni tok iz jedra na površini med fazo izravnavo temperature. QST proces je privedlo do nastanka nove generacije izdelkov iz jekla z visoko prednosti donos do 500 N/mm2 in odlične lastnosti nizko žilavost temperature, ki so varljive, ne da bi predgrevanje. Takšna jekla nudijo pomembne prednosti v teži prihranke in izdelavo stroškov, v primerjavi s konvencionalno proizvedene ocene.

Vpliv voznih razmer na mehanske lastnosti jekla

Prevladujoč mehanske lastnosti jekla so natezne lastnosti, tj mejo tečenja, natezno trdnost in raztezek, in žilavost in odpornost proti krhkemu lomu. Obe lastnosti lahko vpliva v veliki meri ga uporabljajo vozni pogoji, ki določajo končno velikost zrn in struktura (ferita / perlita ali kaljena martenzita / bainite).

Glavni parametri, ki vplivajo na mikrostrukturo in lastnosti so naslednje:

  • konča valjanje temperature, skupaj z deformacijo stopnjo na mimo, vpliva na velikost zrn končnega proizvoda: fino rezultati žita, če je ta temperatura nahaja v ne-recrystallising regija (TMCR proces) in grobo zrnje, če vozni temperatura nad regiji (Hot valjanje)
  • hlajenje stopnjo končnega izdelka takoj po zadnji vozni mimo odloči, njene strukture in velikosti zrn. Tri različne vrste hlajenja je mogoče razlikovati:

a. počasen (zrak) hlajenje s hitrostjo manj kot 1 ° C / s ima le malo vpliva na mehanske lastnosti: velikost zrn in struktura se ravnata po prejšnjem valjanje

b. pospešeno (voda) hlajenje s hitrostjo več kot 1 ° C / s, vendar ni dovolj visoka, da pogasiti izdelek v obliki martenzita. Ta postopek nadaljnje izboljšanje zrna velikosti strukturo ferita / perlita, bistveno izboljšanje žilavosti in povečanje natezne lastnosti

c. gašenja in self-kaljenje (QST), ki proizvaja kaljeno martenzita v površinskih slojev in drobnozrnatega bainite / ferita / perlita struktura v osrednjem območju. Ta proces poveča natezno trdnost, ki jih 120-150 N/mm2 glede na neobdelane stanje in bistveno izboljšuje žilavost.

Glede na valjanjem, kemična sestava jekla je treba prilagoditi, da pridobi različne vrste jekla. Slika 14 prikazuje, v smislu ekvivalenta ogljika, zlitine vsebino jekla, potrebnih za doseganje mejo tečenja 255 do 500 N/mm2 za izdelek debeline do 140 mm. Tradicionalni toplo valjanje proces zahteva ne samo najvišja zlitine vsebine, ampak tudi ni mogla pokriti celotno paleto izdelkov debelin. Zlitino nižje vsebino in praktično celotno paleto izdelkov debeline je mogoče pridobiti z združevanjem TMCR valjanje in pospešeno cooling.The najnižjo zlitine vsebino, kot tudi celotno paleto sodobnih strukturnih jeklenih izdelkov, se lahko pridobljeni s kombinacijo TMCR valjanje in gašenja in self-kaljenje (QST). S tem procesu pot ni možna samo za proizvodnjo jekla visoke trdnosti v najbolj ekonomičen način, ampak ta jekla imajo tudi odlično varjenja zaradi nizke vsebnosti zlitine.

Glede žilavost in odpornost proti krhkemu lomu, so najrevnejše značilnosti, pridobljenih s tradicionalnim vroče valjanje, ki proizvaja jekla z nodularne da krhka temperature prehoda omejeni na 0 ° C in več. Takšne lastnosti materiala, niso zadostni za številne aplikacije v sodobnih jeklene konstrukcije, zlasti v primerih večjih izdelkov debelin in višji donos prednosti. Z združitvijo TMCR valjanje s pospešeno hlajenje ali s kaljenjem in self-kaljenje, je zdaj mogoče za izpolnitev teh zahtev. S pospešeno pot hlajenja, in še posebej TMCR / QST poti je mogoče, iz jekla, pripraviti z mejo tečenja do 500 N/mm2 in prehod temperature nižje od -60 ° C. Te značilnosti zadostujejo za pokritje najbolj stroge zahteve, ki izhajajo iz visoko tehnoloških področjih, kot so offshore industriji ali Stolpnica gradnje.

ZAKLJUČNI POVZETEK

  • Steel proizvodnja vključuje prečiščevanje staljenega železa, odstranjevanje nečistoč in dodatkom legirnih elementov.
  • Ta proces lahko poteka v kisik pretvornik, ki prinaša nizko nečistoča jekla iz staljenega železa (večinoma izvirajo iz železove rude) pri visokih stopnjah produktivnosti. Druga možnost je, elektroobločne peči se uporablja za obdelavo starega železa.
  • Nadaljnja izpopolnitev jekla za dosego zahtevanih sestave se izvaja v sekundarnem ali zajemalko enota jekla z dodatkom ustreznih elementov in odstranjevanje nezaželenih izdelkov.
  • Staljenega jekla je utrjen z uporabo kontinuirano vlivanje v polizdelke ali z litjem ingotov.
  • Strukturne jeklenih izdelkov, so najpogosteje izdelani z vročim valjanjem - stiskanje jekla med valji za dosego zahtevanih prerez obliko.
  • Hladno valjanje proizvaja široko paleto tankih jeklenih izdelkov, pogosto s površinskimi premazi, ki imajo dobro kakovost površine in tvorijo lastnosti.
  • Posebne metode so potrebne za izdelavo votli profili.
  • Z nadzorovanjem temperature režim med valjanje lahko, boljše lastnosti jekla je mogoče dobiti.

Reference:

  1. Izdelava, oblikovanje in Treating of Steel Uredil Harold E McGannon USS (United States Steel) 10. izdaja Published 1985.
  2. Brockenbrough, RL, Metalurgija poglavje 1,1 Konstrukcijski Steel Design, Vodnik International, 1992.
  3. Alexander, W., kovine v Service of Man, Penguin Books, London, 1989.
  4. Tamura, I, Theromechanical Processing of High Strength Low Alloy Steels, Butterworths, 1988.
  5. http://www.fgg.uni-lj.si/
  6. http://gadgetflashstore.com/
  7. http://gadgetflash.com/

Morda vam bo všeč tudi

Metal Forming procesi proces oblikovanja deformacij Metal Metal ...
Optimalna kombinacija trdnost in žilavost optimalno kombinacijo trdnost in žilavost Prejšnji ...
Deep Drawing Kaj je Deep risanje? Deep risba izdelave ...
Tehnologija izdelave jekla Steel Fabrication - Pregled in opredelitev jekla ...
Zgrabi To Widget
METALURGIJA CORNER

Random Posts

  • Kaj so magnezijeve zlitine?
    Gibanj iz magnezijeve zlitine so bile tradicionalno posledica zahteve za letalski in vesoljski industriji lahkih materialov ...
  • Varilec
    Prav tako morate zaščititi druge v območju varjenja. Uporabite vara zaslon, da se zagotovi mimoidoče, ne bodo podvrženi lok ...
  • Peči za tempranje
    Obstajata dva mehanizma, ki lahko spremenijo lastnosti zlitine med toplotno obdelavo. Kristalna struktura je sestavljena iz ...
  • Materials Science - Pregled
    Materiali so lahko naravnega - kot so les, ali človek, ki - tako kot plastike. Materiali znanost je interdisciplinarno področje appl ...
  • Kaj je cirkonij?
    Cirkonij je zelo ognjevzdržnih materialov. Ponuja kemične in korozijo inertnost v temperaturah nad ...