1. Milliseid elemente lisatakse peamiselt külmvaltsitud-poolide mikrolegeerimisel? Millised on nende funktsioonide ja omaduste erinevused?
Nioobium (Nb): nioobium on üks tõhusamaid teravilja{0}}rafineerimise elemente. Kuumvaltsimise ajal pärsib see austeniidi rekristalliseerumist deformatsioonist{2}}indutseeritud sademete kaudu, rafineerides seeläbi ferriiditerad pärast faasimuutust. Külmvaltsimise lõõmutamise ajal aeglustab nioobiumi jälgi (nt 0,020%) märkimisväärselt ümberkristallimist, mille tulemuseks on peenemad ja ühtlasemad lõppterad, mis on tugevuse ja sitkuse parandamiseks ülioluline. Samal ajal lahustub nioobium tera piiridel, parandades terase külmtöötlemise haprust.
Titaan (Ti): Titaan on mitmekülgne element. Seda saab kasutada esmase tugevdava elemendina, mis suurendab tugevust ferriitmaatriksis karbonitriide (TiC, TiN) sadestades. Seda saab kasutada ka interstitsiaalsete aatomite (C, N) fikseerimiseks terases, mängides võtmerolli interstitsiaalsetes aatomivabades terastes (IF-teras). Veelgi enam, minevikus, kui väävlisisaldus oli kõrge, kasutati titaani sulfiidi morfoloogia kontrollimiseks ja anisotroopia parandamiseks.
Vanium (V): Vanaadiumil on märkimisväärne sademeid tugevdav toime, eriti kõrgematel temperatuuridel. Vanaadium-sisaldavas terases saab vanaadiumkarbonitriidi lõõmutamise ja järgneva töötlemisega lahustada ja uuesti sadestada, mis parandab jääk-austeniidi stabiilsust, saades seeläbi suure tugevuse ja suure plastilisuse kombinatsiooni (kõrge tugevusega -plastsustoode).
2. Miks kasutatakse sageli nioobium-titaani komposiidi lisamise meetodit?
Toimivuse optimeerimine: näiteks interstitsiaalses -aatomi-vabas terases (IF-teras), kui titaani lisamine üksi võib fikseerida C- ja N-aatomeid, põhjustab see kergesti pinnadefekte. Titaan-nioobiumkomposiitlisandi kasutamine ei saavuta aga mitte ainult suurepärast-sügavtõmbet, vaid ka paremat pinnakvaliteeti ja stabiilsemaid mehaanilisi omadusi. Konstruktsiooniterases võib nioobium-titaani komposiidi lisamine rekristalliseerumist tõhusamalt edasi lükata ja saavutada erineva suurusega sademete kaudu mitmel -tasemel tugevdavat efekti.
Laiem protsessiaken: uuringud on leidnud, et teras, millele on lisatud nioobium-titaankomposiiti, võib saavutada kõrge tugevuse erinevatel mähimistemperatuuridel ja väikeste jõudluse kõikumiste korral, muutes selle tootmisprotsessidega paremini kohandatavaks ja soodustades stabiilsemat tööstuslikku tootmist.
3. Kuidas võimaldavad mikrolegeerimiselemendid külmvaltsitud-teraslehtedel saavutada suurt tugevust?
Sademete tugevdamine: jahutamise ja sellele järgnevate kuumvaltsimise järgsete lõõmutamisprotsesside ajal ühinevad mikrolegeerivad elemendid terases oleva süsiniku ja lämmastikuga, moodustades nanomõõtmelised karbonitriidiosakesed (nagu TiC ja NbC). Need pisikesed osakesed sadestuvad maatriksist välja, toimides lugematute pisikeste "naeltena", mis on laiali kogu metallmaatriksis, takistades nihestuse liikumist ja suurendades seega oluliselt tugevust.
Teravilja rafineerimise tugevdamine: Mikrolegeerivad elemendid võivad kuumtöötlemise ajal tera kasvu pärssida, mille tulemuseks on äärmiselt peened ferriiditerad. Terade piirid takistavad dislokatsiooni liikumist; mida peenemad terad ja mida rohkem terapiiri, seda suurem on tugevus (ja ka sitkus). Nioobium on üks tõhusamaid elemente teravilja rafineerimiseks.
4. Kas peale Nb, Ti ja V kasutatakse külmvaltsitud teraslehtede mikrolegeerimiseks muid elemente?
Boor (B): Boori mikrolegeerimist kasutatakse peamiselt terase karastavuse parandamiseks. Täiustatud kõrgtugevate-teraste, nagu külmvaltsitud-dupleksteras (DP-teras) puhul võivad vähesed boori kogused takistada austeniidi muutumist ferriidiks jahutamise ajal, tagades piisava martensiidi moodustumise suure tugevuse saavutamiseks.
Mangaani (Mn) uued rakendused: kuigi mangaan on tavaline legeerelement, on hiljutistes uuringutes kasutatud kõrge -mangaanisisaldusega konstruktsioone õhukese-kõrge{2}}tugevusega IF-terase mikrolegeerimisstrateegias. Mangaanisisalduse suurendamisega saab austeniidi -ferriidiks -muundumise temperatuuri (Ar3) oluliselt alandada, võimaldades kuumvaltsimist austeniitses piirkonnas madalamatel temperatuuridel lõpule viia. See lahendab kiire temperatuuri languse ja segakristallide hõlpsa moodustumise probleemid õhukese mõõtmega valtsimisel ning vähendab külmvaltsimise raskusi.
5.Millised on mikrolegeeritud külmvaltsitud{1}}teraslehtede tüüpilised kasutusalad auto- ja kodumasinatööstuses?
Autode konstruktsioonikomponendid ja tugevdused: sellistes komponentides nagu uste kokkupõrkevastased-talad, B-piilari tugevdusplaadid ja šassii osad kasutavad tavaliselt mikro-legeeritud kõrgtugevat-madal{4}}legeeritud terast (HSLA). Seda tüüpi teras tagab Nb, Ti jne mikro-legeerimisega 350 MPa või isegi suurema voolavuspiiri (nt 420LA, 500LA), tagades samas hea keevitatavuse ja vormitavuse, saavutades auto kere kerge kaalu.
Autode sise- ja välispaneelid: keerukate{0}}kujuliste autokerepaneelide, nagu külgpaneelid ja mootorikapoti paneelid, puhul kasutatakse interstitsiaalset aatomivaba-terast (IF-teras). Ti või Nb-ga mikro-legeerimisega fikseeritakse terases olevad interstitsiaalsed aatomid täielikult, andes sellele võrratu sügavtõmbejõudluse, võimaldades tembeldada keerulisi kehakujusid.
Kodumasinate korpused ja sisemised konstruktsioonikomponendid: sellistele komponentidele nagu kliimaseadmete välisseadmed, pesumasina trumlid ja külmiku külgpaneelid on kõrged nõuded materjali tugevuse ja pinnakvaliteedi suhtes. Mikro-legeeritud teraslehed (nagu SPHD derivaadid) võivad anda piisava tugevuse, et vältida deformatsiooni, tagades samas suurepärase külmvormimisvõime, mis vastab keerukate kujundite töötlemisnõuetele.