1. Zakaj ni enotnega standarda za vsebnost ferita? Kakšna je njegova povezava s kakovostjo jekla?
Eno-fazno jeklo (kot je nizko{1}}ogljično jeklo, IF jeklo): mikrostruktura te vrste jekla je skoraj 100-odstotno feritna. Namen je izkoristiti odlično sposobnost oblikovanja ferita za izdelavo delov, ki zahtevajo globoko vlečenje (kot so avtomobilske vratne plošče, oljne posode).
Dvo{0}}fazno jeklo (jeklo DP): mikrostruktura te vrste jekla je ferit + martenzit. Vsebnost ferita je običajno okoli 80% ~ 90%, kar zagotavlja plastičnost; martenzit predstavlja 10% ~ 20%, kar zagotavlja moč.
Večfazno jeklo (jeklo CP) ali jeklo TRIP: Mikrostruktura je bolj zapletena, vsebuje ferit, bainit, zadržani avstenit itd. Vsebnost ferita niha med 30 % in 70 %, odvisno od stopnje trdnosti.
2. Kakšna je ustrezna vsebnost ferita za običajno dupleksno jeklo (jeklo DP)?
Običajni razpon: v komercialnih dvofaznih jeklih se volumski delež ferita običajno giblje od 50 % do 90 %. Ko se stopnja trdnosti poveča (npr. od DP600 do DP980), se vsebnost martenzita poveča, vsebnost ferita pa ustrezno zmanjša.
Poseben primer: Patentirana tehnologija kaže, da je za hladno{0}}valjano visoko{1}}trdno jeklo z izredno visoko natezno trdnostjo za dosego dobrih enakomernih lastnosti raztezka in raztezanja njegova mikrostruktura zasnovana, kot sledi: volumski delež ferita 5 %~20 %, volumski delež kaljenega martenzita 80 %~95 %. Tukaj je vsebnost ferita zelo nizka, ker obstaja predvsem kot utrjevalna faza, trdnost pa zagotavlja martenzit.
Primeren standard: v dvo{0}}faznih jeklih »primerno« pomeni, da je porazdelitev ferita in martenzita enakomerna, mehka faza (ferit) pa lahko učinkovito zmanjša koncentracijo napetosti med trdo fazo (martenzit), s čimer se prepreči zgodnje razpokanje med oblikovanjem.
3. Kakšne so zahteve za vsebnost ferita v nizko-ogljičnih jeklih, ki se primarno uporabljajo za oblikovanje (kot sta SPCC in DC01)?
Z vsebnostjo ferita, ki se približuje 100 %: cilj oblikovanja mikrostrukture za to vrsto jekla je pridobiti čim več enakoosnega ferita s primerno velikostjo zrn. Standardi, kot je GB/T 4335, "Določanje velikosti feritnih zrn v hladno{3}}valjani nizko-ogljikovi jekleni pločevini, obstajajo za standardizacijo določanja in ocene velikosti feritnih zrn v tej vrsti jekla, namesto njegove vsebine, saj je vsebina privzeta matrika.
Različni fokus: Pri tej vrsti jekla se fokus ne nanaša na "količino" ferita, temveč na "velikost in enakomernost" feritnih zrn. To je zato, ker je njegova sposobnost oblikovanja (npr. r-vrednost, n-vrednost) tesno povezana z velikostjo feritnih zrn in kristalografsko teksturo (npr. {111} ravna tekstura). Študije so pokazale, da lahko valjanje v feritnem območju povzroči bolj groba feritna zrna (do 17 μm), kar učinkovito zmanjša mejo tečenja na približno 230 MPa in izboljša hladno preoblikovanje.
4. Kako vsebnost ferita vpliva na mehanske lastnosti hladno{1}}valjane jeklene pločevine?
Učinki na trdnost: Večja vsebnost ferita na splošno povzroči nižjo splošno trdnost materiala (meja tečenja in natezna trdnost). To je zato, ker ima sam ferit nizko dislokacijsko odpornost in se zlahka deformira. Jeklo z visoko-trdnostjo doseže visoko trdnost z zmanjšanjem ferita in povečanjem trde faze.
Učinki na plastičnost:
Splošni trend: višja vsebnost ferita na splošno povzroči večji raztezek. To je zato, ker zagotavlja zadosten prostor za deformacijo in sposobnost utrjevanja.
Poseben primer: za jeklo TRIP, ki vsebuje zadržani avstenit, njegova plastičnost ne izvira le iz ferita, ampak tudi iz prispevka plastičnosti, ki jo- povzroča transformacija avstenita (učinek TRIP). V tem primeru je tudi z nizko vsebnostjo ferita mogoče doseči visoko plastičnost.
5. Kako v dejanski proizvodnji določimo "ustrezno" vsebnost ferita?
Razčlenitev ciljne zmogljivosti: Najprej jasno opredelite zahtevano stopnjo trdnosti (npr. 500MPa, 800MPa) in zahteve za oblikovanje (npr. globoko vlečenje, razširitev luknje, upogibanje) jeklene plošče.
Oblikovanje mikrostrukture: Na podlagi ciljne zmogljivosti načrtujte ciljno mikrostrukturo z uporabo načel fizikalne metalurgije. Na primer, da bi dosegli trdnost 980 MPa, bo morda treba nadzorovati vsebnost ferita pod 20 %, dopolnjenega z veliko količino martenzita ali bainita.
Preverjanje in optimizacija procesa: S prilagajanjem kemične sestave in procesov vročega valjanja, hladnega valjanja in žarjenja se pridobijo različne vsebnosti ferita. Nato se preskusijo ustrezne mehanske lastnosti (trdnost, raztezek, n-vrednost, r-vrednost, stopnja širjenja lukenj itd.), da se ugotovi ujemanje med "zmogljivostjo-mikrostrukture-procesa".
Končna presoja: Ko celovita zmogljivost (trdnost, plastičnost, žilavost, sposobnost oblikovanja) pri določeni vsebnosti ferita doseže optimalno ujemanje in izpolnjuje zahteve kupca glede uporabe, se ta vsebina šteje za "primerno". Raziskave so na primer pokazale, da ko je stopnja zmanjšanja pri hladnem valjanju 60 %, vsebnost avstenita v določenem δ-feritnem jeklu doseže največjo vrednost 61 %, pri kateri je produkt trdnosti-duktilnosti najvišji in zmogljivost najboljša.