1. Koji je temeljni uzrok?
Čelik ima-kubičnu kristalnu strukturu usredotočenu na tijelo. U ovoj strukturi, sposobnost dislokacija da se kreću između atoma značajno se smanjuje kako se temperatura smanjuje.
Kada temperatura padne ispod određene kritične vrijednosti (koja se naziva temperatura duktilnog-krhkog prijelaza), materijal prelazi iz duktilnog loma (popraćenog značajnom plastičnom deformacijom) u krti lom (iznenadni lom gotovo bez plastične deformacije).
2.Koji su pogoršavajući učinci procesa hladnog valjanja?
Otvrdnjavanje: Hladno valjanje je proces plastične deformacije na sobnoj temperaturi, koji dovodi do iskrivljenja zrna i povećane gustoće dislokacija, čime se poboljšava čvrstoća i tvrdoća materijala, ali smanjuje plastičnost i žilavost. Ovo inherentno stanje niske plastičnosti dodatno se pogoršava pri niskim temperaturama.
Unutarnje naprezanje: Proces hladnog valjanja ostavlja značajno unutarnje naprezanje unutar materijala, što može potaknuti nastanak i širenje pukotina na niskim temperaturama.
3. Koji su ključni čimbenici utjecaja?
Kemijski sastav:
Sadržaj ugljika: viši sadržaj ugljika općenito dovodi do više duktilne-temperature prijelaza u lomljivost i izraženije lomljivosti na niskim-temperaturama.
Elementi nečistoća: Elementi nečistoća kao što su fosfor, sumpor i dušik značajno povećavaju sklonost čelika prema hladnoj lomljivosti.
Legirajući elementi: Dodavanje elemenata poput nikla i mangana može pročistiti veličinu zrna, sniziti prijelaznu temperaturu duktilne-krhkosti i poboljšati žilavost na-niskim temperaturama.
Mikrostruktura:
Veličina zrna: fina zrna mogu poboljšati žilavost i sniziti prijelaznu temperaturu duktilne-krhkosti. Rekristalizacijsko žarenje nakon hladnog valjanja može dodatno poboljšati žilavost.
Tip mikrostrukture: Feritni čelici pokazuju izraženiju krtost na niskim-temperaturama, dok austenitni nehrđajući čelici (kao što je 304), zbog svoje kubične strukture s licem-centrom, obično održavaju dobru žilavost na niskim temperaturama.
Radna temperatura: Što je niža temperatura, to je ozbiljnije smanjenje žilavosti. Različite vrste čelika imaju svoje specifične minimalne radne temperature.
4.Koje su neke protumjere u inženjerskim primjenama?
Odabir materijala: u okruženjima niske-temperature (kao što su vanjske strukture u hladnim područjima, kriogene tlačne posude i transportna oprema), mora se odabrati kriogeni čelik.
Na primjer, Q345D/E (odgovara starom stupnju 16MnDR) je nisko-legirani čelik visoke-čvrstoće. "D" i "E" u oznaci razreda predstavljaju zahtjeve za udarnu žilavost pri -20 stupnjeva odnosno -40 stupnjeva.
Za kriogena okruženja (kao što je oprema za ukapljeni prirodni plin), potrebni su austenitni nehrđajući čelik ili legure nikla.
Toplinska obrada: žarenje hladno{0}}valjanog čelika može eliminirati otvrdnjavanje i vratiti plastičnost i žilavost.
Dizajn i proizvodnja: Izbjegavajte oštre zareze i koncentracije naprezanja, strogo kontrolirajte procese zavarivanja (kako biste spriječili krtost u zonama-pogođenim toplinom) i provodite testove udarca pri niskim-temperaturama kako biste osigurali sigurnost.
5.Koliko je otporan hladno{1}}valjani kolut u okruženju niske-temperature?
Zbog svojih karakteristika obrade, hladno{0}}valjane zavojnice inherentno imaju nižu žilavost od vruće{1}}valjanih ili žarenih zavojnica. Ovo smanjenje žilavosti (povećana lomljivost) još je izraženije pri niskim temperaturama. Stoga, pri korištenju hladno{4}}valjanog čelika u uvjetima niske-temperature, odabir materijala ne bi se trebao temeljiti samo na njegovim performansama-na sobnoj temperaturi. Njegova prijelazna temperatura duktilne-krhkosti mora se u potpunosti uzeti u obzir i moraju se odabrati materijali koji zadovoljavaju odgovarajuće-standarde žilavosti na niskim temperaturama. Za poboljšanje učinka može biti potrebna toplinska obrada. U praktičnim primjenama treba se strogo pridržavati zahtjeva za energiju udarca materijala pri niskoj-temperaturi u relevantnim industrijskim standardima i specifikacijama (kao što je GB/T 150 "posude pod tlakom", EN 10028, itd.).