Zmeny mikroštruktúry počas procesu valcovania za studena
Po valcovaní za studena je oceľový pás sploštený, predĺžený a jeho mriežka je zdeformovaná a zlomená, čo vedie k zníženiu plasticity a zvýšeniu pevnosti a tvrdosti. Tento jav sa nazýva spevnenie práce.
Po valcovaní za studena sú zrná oceľových zvitkov rozdrvené a predĺžené, čo je sprevádzané silnou deformáciou mriežky. To vedie k zvýšeniu tvrdosti a zníženiu plasticity a húževnatosti ocele, a to konkrétnefenomén spevnenia práce.
Keď sa oceľ zahreje na teplotu nad jej rekryštalizačnou teplotou, ale pod austenitizačnou teplotou, po ktorej nasleduje obdobie tepelnej ochrany, nestabilné atómy na hraniciach zŕn sa preskupia tepelným pohybom. Počas celého procesu nukleácie a rastu zŕn vznikajú nové rovnoosé zrná, ktoré sú definované akofenomén rekryštalizácie.
V dôsledku toho sa znižuje pevnosť a tvrdosť ocele, pričom sa zlepšuje jej plasticita a húževnatosť, čo dodáva oceľovému pásu vynikajúce spracovateľské a úžitkové vlastnosti.
Rekryštalizácia vyžaduje špecifické podmienky teploty a doby zdržania. Napriek tomu nadmerne vysoká teplota ohrevu alebo neprimerane predĺžená doba zdržania spôsobí hraničnú fúziu medzi novovytvorenými rovnoosými zrnami, čo spustí nepretržitý abnormálny rast zŕn. Tento proces následne zhorší všetky mechanické vlastnosti ocele.
Rekryštalizačné žíhanie možno teda zhrnúť takto: prostredníctvom riadeného ohrevu a tepelnej konzervácie proces plne vyvolá rekryštalizáciu v za studena -valcovanej oceli a medzitým prísne obmedzí nadmerný rast zŕn.
.
Hlavnými faktormi ovplyvňujúcimi veľkosť zrna po rekryštalizácii počas procesu žíhania sú teplota žíhania a doba výdrže. Za určitých podmienok deformácie za studena sa veľkosť zrna po rekryštalizácii mení s teplotou žíhania a dobou výdrže. Čím vyššia je teplota a dlhší čas zdržania, tým sú zrná hrubšie.
Dôvody pre žíhanie
Po deformácii valcovaním za studena sa vnútorná mikroštruktúra ocele vyznačuje predĺženými a zlomenými zrnami spolu s masívnym nahromadením kryštálových defektov. To zvyšuje vnútornú voľnú energiu kovu a uvádza ho do nestabilného termodynamického stavu. Materiál má zo svojej podstaty tendenciu spontánne sa vrátiť do úplnej, usporiadanej mikroštruktúry s nízkou voľnou energiou a vysokou stabilitou.
Pri izbovej teplote majú atómy nízku kinetickú energiu, slabú difúznu schopnosť a extrémne pomalú rýchlosť difúzie. Výsledkom je, že toto spontánne štrukturálne zotavenie nemôže nastať samo. Preto je potrebná externá aktivačná energia. Táto aktivácia sa dosiahne zahriatím ocele na špecifikovanú teplotu, ktorá poskytne atómom dostatočnú difúznu kinetickú energiu, eliminuje skreslenie mriežky a vyvolá priaznivé transformácie mikroštruktúry aj mechanických vlastností.
Z vyššie uvedených dôvodov musia všetky oceľové výrobky-valcované za studena prejsť tepelným spracovaním žíhaním.
Účely a funkcie žíhania
Žíhaním sa rozumie technologický proces, pri ktorom sa oceľový pás zahrieva na stanovenú teplotu, udržiava sa na tejto teplote a potom sa ochladí.
Žíhanie za studena-valcovaných plechov je jedným z najdôležitejších postupov tepelného spracovania pri výrobe za studena-valcovaných oceľových pásov. Na základe rôznych druhov ocele sa procesy žíhania za studena-valcovaného oceľového pásu delia na primárne žíhanie, stredné žíhanie a žíhanie hotového výrobku. Žíhanie hotových výrobkov je najrozšírenejším procesom. Jeho hlavným cieľom je eliminovať vnútorné pnutie a mechanické spevnenie spôsobené valcovaním za studena a umožniť oceľovým plechom spĺňať špecifikované požiadavky na mechanické vlastnosti, technologické vlastnosti a mikroštruktúru. Tento typ tepelného spracovania je všeobecne definovaný ako rekryštalizačné žíhanie.
Porovnávacie rozdiely medzi linkami dávkového žíhania a kontinuálneho žíhania
• Dávkové žíhanie: Vyznačuje sa extrémne dlhým výrobným cyklom (desiatky hodín). Je usporiadaný oddelene od morecej linky a vyrovnávacej linky, napriek tomu je integrovaný do kompletného procesu výroby pásu za studena. Odmasťovanie a morenie je možné vykonávať voliteľne a vplyv druhov ocele a špecifikácií na celkovú výrobu je minimálny. Podporuje flexibilnú malo-sériovú a organizovanú výrobu s prevádzkou jednej-pece. Počet pecí je možné kedykoľvek upraviť podľa výkonu výroby a zmien rozmanitosti produktov. Medzi prechodnými procesmi existujú rezervy zásob, ktoré im poskytujú silnú adaptabilitu na výstup a rozmanitosť produktov. Je ideálny pre viac-odrodovú, malo-sériovú a experimentálnu výrobu.
•Nepretržité žíhanie: Pýši sa krátkym výrobným cyklom (niekoľko minút). Odmasťovanie/morenie, žíhanie a vyrovnávanie sú integrované do jednej jednotnej výrobnej linky, čo zaisťuje vysokú efektivitu výroby. Vznikajú však vysoké náklady v dôsledku odstávok spôsobených plánovaním výroby a zmenou špecifikácií a odrôd. Nie je vhodný pre príliš široké pokrytie špecifikácií produktu alebo príliš nízky výkon. Je optimalizovaný pre veľkoobjemovú-jednotlivú{5}}výrobu.
• Dávkové žíhanieRýchlosti ohrevu a ochladzovania pri žíhaní v zvonovej -peci sú pomalé, čo poskytuje dostatočný čas na vyzrážanie karbidu a rast zŕn. Táto metóda rekryštalizačného žíhania prispieva k vytvoreniu palacinkových zŕn, ktoré prospievajú hĺbkovému ťahaniu a môžu dosiahnuť vynikajúcu n{2}}hodnotu a r{3}}hodnotu. Umožňuje pohodlnú kontrolu vlastností pri výrobe hlbokoťažných a ultra{6}}hlbokoťažných- ocelí a má v tejto oblasti výrazné prevahy.
•Nepretržité žíhanieVyznačuje sa rýchlym ohrevom a chladením, ako aj krátkym časom výdrže. Na dosiahnutie dostatočnej rekryštalizácie a priaznivej tvarovateľnosti kladie prísne požiadavky na chemické zloženie a harmonogram žíhania. V porovnaní so vsádzkovým-žíhanými výrobkami majú výrobky z nízkouhlíkovej ocele vyrábané kontinuálnym žíhaním vyššiu tvrdosť, vyššiu pevnosť a nižšiu plasticitu. Tento proces je vhodnejší na výrobu-vysokopevnej automobilovej ocele.
• Dávkové žíhanieTento proces vykonáva žíhanie na celých oceľových zvitkoch. Nerovnomerné rozloženie teploty medzi vnútornou a vonkajšou vrstvou cievky ľahko vedie k prilepeniu cievky. Zvyškový olej na povrchu pásu sa odparí zahrievaním; neadekvátne odparovanie bude mať za následok zlú čistotu povrchu (dostupné sú voliteľné odmasťovacie a čistiace procesy). Nie je vhodný na výrobu ultra-tenkých špecifikácií produktu, no nemá žiadne obmedzenia na výrobu stredne a hrubých produktov.
•Nepretržité žíhaniePás sa podrobuje predbežnému{0}}odmasťovaniu a čisteniu, aby sa dosiahol čistý povrch. Počas odvíjania a zahrievania si oceľový pás zachováva rovnomerné rozloženie teploty, čím poskytuje vynikajúcu rovinnosť a tvar pásu. Tento proces je vhodný na výrobu produktov s prísnymi požiadavkami na kvalitu povrchu a produktov z tenkej-oceľovej ocele.
