Новости

Aug 10, 2023

Понимание формуемости нержавеющей стали на атомном уровне

Зерно, пластичность, пластическая и упругая деформация, разрушение и холодная обработка.

Зерно, пластичность, пластическая и упругая деформация, разрушение и холодная обработка важны для процесса формовки, поскольку они предотвращают разрушение и растрескивание и оптимизируют формуемость. Предоставленные изображения

Производители металлических изделий выбирают металлы для выполнения функций, исходя из физических характеристик металла. Выхлопная труба из нержавеющей стали не должна ржаветь. Теплообменник в струе должен выдерживать высокие температуры в агрессивной эксплуатации.

Очевидно, что то, как металл ведет себя или может вести себя, имеет решающее значение для его функционирования. В этих примерах будут выбраны конкретные сплавы из-за различий в их применении. Производители металла должны понимать поведение нержавеющей стали, чтобы успешно производить изделия из нержавеющей стали для промышленности.

Одной из наиболее важных характеристик металла, которую следует учитывать производителям, является пластичность. Пластичность – это способность материала пластически деформироваться, не разрушаясь.

Исторический процесс кузнечного дела заключался в придании металлам форм. Такие формы, как лезвия, относительно просты в изготовлении, поскольку их изготовление не требует сложных изгибов или форм. Однако чеканные лезвия и формы были единичными. Каждое произведение было в некотором смысле уникальным произведением искусства. Сегодня металлообрабатывающим предприятиям приходится неоднократно производить детали из нержавеющей стали в соответствии со спецификациями. В отличие от кузнечного дела, здесь меньше «пространства для маневра», чтобы вносить исправления на лету.

Деформация позволяет придавать металлам определенную геометрию. Понимание их свойств пластичности имеет решающее значение для успеха. Производители должны правильно выбирать сплав, исходя из его механических свойств, чтобы облегчить необходимую формовку и чтобы конечная форма соответствовала требуемым физическим характеристикам.

Производители металлов могут получить хорошее представление о пластичности сплавов, наблюдая за такими характеристиками, как удлинение материала (как показано в сертификатах материалов), общие области применения и скорость наклепа. Но пластичность происходит на атомном уровне. Важно взглянуть на атомный уровень, чтобы сформировать полное понимание того, что такое пластичность и почему она важна для процессов.

Металлы ведут себя иначе, чем другие материалы. Их способность пластически деформироваться, сохранять форму и сохранять прочность при деформации уникальна. Эти уникальные характеристики обусловлены типами атомов металла и их связей. Атомная связь по существу определяет, как электроны передаются или распределяются между атомами в материале. Связь удерживает атомы вместе в связные материалы.

Атомы металла остаются вместе благодаря металлическим связям, когда электроны свободно распределяются между атомами. Атомы выстраиваются в трехмерные упорядоченные ряды, известные как кристаллическая решетка.

Металлические связи позволяют атомам перемещаться по решетке. Именно это движение атомов определяет способность к пластической деформации.

Деформация может происходить под воздействием сжимающих или растягивающих напряжений. Эти типы напряжений определяют все производственные процессы.

Атомы металла могут легче перемещаться по объему зерна, чем по смещенной границе зерна. Представьте себе, что вы едете по шоссе, где все съезды резко оказываются на 10 футов выше шоссе. Чтобы добраться до съезда, водителю придется физически поднять автомобиль на 10 футов в воздух.

Движение атомов металла при сжатии называется пластичностью, а при растяжении - пластичностью. Оба термина определяются как пластичность, которая выражает способность материала деформироваться без растрескивания.

Чеканка монет — это сжимающий производственный процесс, основанный на пластичности. Глубокая вытяжка — это процесс растяжения, основанный на пластичности.

В обоих процессах атомы перемещаются разными способами, но оба требуют, чтобы движение атомов работало. Подумайте о том, чтобы попытаться отчеканить фарфоровую обеденную тарелку. Фарфор – это керамика, которая содержит ковалентные связи, а не металлические. В отличие от металлических связей, ковалентные связи не разделяют электроны свободно, и это предотвращает движение атомов. Под давлением плита разрушится из-за отсутствия движения атомов; он не может пластически деформироваться. По этой причине металл является лучшим материалом для чеканки монет.