1. Kako temperatura vpliva na žilavost?
Kubično-jeklo s središčem telesa ima edinstveno značilnost: kaže temperaturo duktilnega-krhkega prehoda. Ko temperatura okolja pade pod to kritično točko, se način loma materiala nenadoma spremeni iz duktilnega loma (mikroskopsko se kaže kot dislokacijski zdrs), ki zahteva absorpcijo velike količine energije, do krhkega loma (mikroskopsko se kaže kot "razcepni lom", tj. ločevanje vzdolž določenih kristalnih ravnin), ki skoraj ne absorbira energije. "Krhkost", ki ste jo omenili, se nanaša na to spremembo načina loma.
2. Kakšen učinek ima hladno valjanje na žilavost?
Zmanjšana žilavost: Študije so pokazale, da se s povečanjem stopnje redukcije pri hladnem valjanju energija absorpcije udarca in lomna žilavost materiala pri izjemno nizkih temperaturah (kot je 4K) znatno zmanjšata.
Spremembe v načinu loma: ko se hladno valjani materiali lomijo pri nizkih temperaturah, imajo njihove lomne površine značilnosti, kot sta "plosko krhki lom" in "intergranularni lom", kar kaže, da je njihova odpornost proti širjenju razpok zelo šibka.
Preprosto povedano: če primerjate navadno jeklo z odpornim "playdoughom", so kombinirani učinki hladnega valjanja in nizkih temperatur podobni temu, da bi to "playdough" trdo zamrznili, nato pa ga večkrat udarjali in zbijali, na koncu pa ga spremenili v trd piškot, ki se zlahka zlomi.
3. Kako posebne značilnosti razreda in sestave jekla vplivajo na žilavost?
Jeklo z visoko-manganovo vsebnostjo: na primer, jeklo 32Mn-7Cr, omenjeno v študiji, tudi pri izjemno nizkih temperaturah -269 stopinj (4K) ohrani precejšnjo trdnost kljub zmanjšanju žilavosti po hladnem valjanju.
IF jeklo (intersticijsko jeklo brez atomov): Ta vrsta jekla se običajno uporablja za globoko{0}}vlečene avtomobilske dele, vendar pod določenimi pogoji (kot je vsebnost fosforja in nepravilno žarjenje) lahko kaže »krhkost pri sekundarni obdelavi«, kar pomeni krhko lomljenje pri nizkih temperaturah med-oblikovanjem. To ponazarja ključno vlogo sestave in zasnove procesa pri nizko-temperaturnem delovanju.
4.Kaj povzroča, da hladno{1}}valjano jeklo postane krhko?
Temeljni razlog je v dejstvu, da kubična kristalna struktura jekla s središčem- določa njegove duktilne-krhke prehodne značilnosti, mikrostrukturne spremembe, ki jih povzroča hladno valjanje (kot so dislokacije in deformacije zrn), pa to težnjo po krhkosti pri nizkih-temperaturah še poslabšajo.
5.Kako izbrati materiale za dolgoročno-uporabo v okoljih pod 0 stopinj ali še hladnejše?
Izbrati je treba posebna nizkotemperaturna jekla (kot so jekla za nizko{1}}temperaturne tlačne posode).
Popolna obdelava z žarjenjem po hladnem valjanju je potrebna za odpravo učinkov utrjevanja.
Izvesti je treba optimizacijo načrtovanja, da se prepreči koncentracija napetosti pri nizkih temperaturah.