1. Koje fundamentalne promjene se dešavaju u žilavosti pocinčanih namotaja tokom obrade na niskim{1}}ima?
Niska temperatura ima dvostruki-kumulativni efekat na ukupnu žilavost pocinkovanih namotaja. Prvo, čelična matrica slijedi opći -princip omekšavanja pri niskim temperaturama- kako temperatura opada, pokazatelji čvrstoće (čvrsta čvrstoća i vlačna čvrstoća) čelika se povećavaju, ali se smanjuje njegov kapacitet plastične deformacije i povećava njegova krhkost. Ova pojava se naziva niskotemperaturna lomljivost. Kada temperatura padne do određenog raspona, način loma čelika iznenada se mijenja od duktilnog loma do krtog loma; ova temperaturna tačka se naziva duktilna-temperatura lomljivog prijelaza. Drugo, sam pocinčani sloj je izuzetno osjetljiv na niske temperature: cink je temperaturno{9}}osjetljiv metal. U uslovima niske{11}}temperature, njegova kristalna struktura postaje stabilnija, a sila međuatomskog vezivanja se povećava, značajno smanjujući duktilnost i povećavajući krhkost sloja cinka. To ga čini sklonijim ljuštenju ili pucanju tokom savijanja i obrade. Drugim riječima, tokom niske{14}}obrade, čelična matrica postaje "tvrda i krhka", a sloj cinka postaje "lomljiv". Kada se podvrgne operacijama oblikovanja kao što su hladno savijanje i štancanje, kumulativni efekat značajno povećava rizik od ukupnog pucanja.
2. Da li su niskotemperaturni mehanizmi krtosti čelične podloge i pocinčanog sloja isti? Kakav međusobni uticaj postoji između njih?
Mehanizmi su različiti, ali mogu pogoršati međusobno oštećenje tokom obrade. Osnovni uzrok nisko{1}}temperaturne krtosti čelične podloge (metal kubične strukture-centrirana na tijelo) leži u povećanom otporu na kretanje dislokacija na niskim temperaturama i povećanom intenzitetu interakcije između atoma intersticijalne nečistoće i dislokacija i granica zrna, što drastično slabi prilagodljivost plastične deformacije materijala. Krhkost sloja cinka na niskim{4}}ima (blisko-upakirana heksagonalna struktura) proizlazi iz toga što njegova kristalna struktura postaje čvršća na niskim temperaturama, što prirodno smanjuje njegovu duktilnost. Uzajamni utjecaj njih tijekom obrade uglavnom se očituje na sljedeće načine: Kada se čelična podloga deformiše hladnom savijanjem na niskim temperaturama, njena vanjska površina podnosi veliko vlačno naprezanje. Sloj cinka, zbog svoje velike krhkosti i nedovoljne duktilnosti, ne može se deformirati sinhrono s podlogom, što dovodi do mikropukotina ili čak kockastog ljuštenja premaza. Što je veća deformacija čelične podloge, to je jače naprezanje koje nosi sloj cinka i to je ranije nastanak pukotina pri niskim temperaturama zbog krtosti -. S druge strane, kada premaz razvije pukotine, naprezanje će se koncentrirati tamo, što može dalje izazvati krto širenje čelične podloge, što dovodi do-sloma debljine.
3. Pucanje pocinkovanih kotura tokom obrade na niskim-temperaturama: Da li je metalurški kvalitet samog lima najvažniji faktor koji doprinosi?
Nesumnjivo, unutrašnji kvalitet osnovnog materijala je odlučujući preduvjet za uspješnu nisko{0}}preradu. Čak i na sobnoj temperaturi, metalurški defekti u čeličnom kolutu mogu lako dovesti do pucanja tokom obrade; pri niskim temperaturama negativni uticaj ovih defekata se višestruko povećava.
Konkretno, uzroci kvara variraju ovisno o vrsti čelika. Podaci studije slučaja pokazuju da čak i na sobnoj temperaturi, osnovni materijali lošeg{1}}kvaliteta mogu popucati zbog unutrašnjih defekata tokom ispitivanja hladnog savijanja od 180 stepeni. Metalografska analiza ukazuje na prisustvo brojnih kompozitnih inkluzija silikata, sulfida i plijesni fluksa na mjestima pukotina. Ove inkluzije imaju nedovoljno lokalno istezanje, postaju tačke koncentracije naprezanja tijekom savijanja, što dovodi do nastanka pukotine. Nadalje, pretjerano visoke razine slobodnog cementita također su značajan uzrok pukotina pri savijanju u čeliku Q195C, dok jaka trakasta struktura čelika Q355B može dovesti do raslojavanja tijekom smicanja, a nepotpuno žarenje mikrostrukture čelika Q420XG također rezultira nedovoljnom ukupnom plastičnošću osnovnog materijala. Jasno je da u uslovima niske{10}}temperature kriteriji odabira materijala moraju biti značajno povećani-manji efekti nečistoća će biti dramatično pojačani, a čistoća i uniformnost podloge će se promijeniti iz "bonusa" u "osnovnu liniju preživljavanja".
4. Koliko su značajne razlike u žilavosti obrade na niskim-ima između pocinkovanih namotaja različitih stepena čvrstoće i sastava?
Razlike su vrlo značajne, prvenstveno proizilaze iz dizajna i razvoja originalnog čelika. Konvencionalne obične čelične podloge pokazuju drastičan pad žilavosti na niskim temperaturama, često padaju ispod prihvatljive donje granice energije udara na -20 stepeni i pokazuju veliku vjerovatnoću krtog loma na -40 stepeni. Nasuprot tome, posebno dizajnirani pocinčani limovi otporni na nisku-temperaturu pokazuju potpuno različite performanse: korištenjem dizajna sastava mikrolegiranja niobija s niskim-ugljičnim niobijem i postizanjem ujednačene, fino-zrnate strukture kroz kontrolirano valjanje i hlađenje, s veličinom zrna koja dostiže stupanj 11, održavaju se čak i pod ekstremnim{0 stepenom hladnoće od {0}9} stepena pouzdanosti. . Njihova energija udara na -40 stepeni nije manja od 34J, a izduženje u pravcu Z nije manje od 35%. Pogodni za zavarene konstrukcije i ekstremno hladna područja, mogu se bezbedno koristiti u aplikacijama sa izuzetno visokim sigurnosnim zahtevima, kao što su konstrukcijski okviri autobusa. Studije su također pokazale da krajnji kapacitet nosivosti pocinčanih komponenti na niskim temperaturama može biti čak oko 8-9% veći nego na sobnoj temperaturi. Ovo pokazuje da je dizajn podloge na niskoj temperaturi osnovni faktor koji određuje uspjeh ili neuspjeh, a ne sam premaz.
5. Koje efikasne mjere se mogu preduzeti da bi se spriječilo pucanje tokom obrade pocinčanog kotura zimi?
Prilikom obrade pocinkovanih kotura na niskim temperaturama zimi, mogu se poduzeti sljedeće ključne preventivne mjere:
Prvo, odaberite vrste čelika prikladne za uslove niske{0}}temperature. Ako je temperatura okoline ispod -20 stepeni, prioritet treba dati korištenju niskotemperaturnih -specijaliziranih čeličnih supstrata (kao što je Q355ND, koji je prošao tretman mikrolegiranja), umjesto običnih Q235 ili Q195 podloga.
Drugo, upravljajte temperaturom prije obrade. Izvodite operacije oblikovanja kao što su smicanje, probijanje i savijanje u zatvorenom prostoru ili u relativno toplom okruženju kad god je to moguće, izbjegavajući direktnu, značajnu hladnu deformaciju pocinčanog kotura ispod -10 stepeni. Ako se obrada mora obaviti u okruženju niske temperature, razmislite o umjerenom predgrijavanju čelične ploče, ali pazite da se ne pregrije kako biste izbjegli oštećenje pocinčanog sloja.
Treće, kontrolirajte brzinu i količinu deformacije. Brza, značajna deformacija na niskim temperaturama najvjerovatnije će uzrokovati pucanje. Stoga se preporučuje smanjenje ugla savijanja po prolazu i korištenje metode "progresivnog oblikovanja sa više- prolaza" umjesto "jednokratnog-formiranja"; u isto vrijeme, smanjite brzinu obrade kako biste materijalu omogućili dovoljno vremena za opuštanje mikro-napona i izbjegli krti lom.