Hladno vlečenje (znano tudi kot hladno raztezanje ali hladno ravnanje) je postopek oblikovanja po-valjanju, ki se uporablja za izboljšanje dimenzijske natančnosti, ravnosti in mehanskih lastnosti jeklenih palic, palic ali cevi. Ko se nanese na Q355Djekla, pomembno in večplastno vpliva na kakovost površine, s potencialnimi koristmi in resnimi tveganji, ki jih je treba obvladati.
1. Potencialni pozitivni vplivi na kakovost površine
Če se izvaja v idealnih, nadzorovanih pogojih, lahko hladno vlečenje:
Izboljšanje površinske obdelave: Postopek vključuje vlečenje jekla skozi utrjeno matrico. To lahko zgladi manjše površinske nepopolnosti, kot so majhne luske, praske ali utori zaradi vročega valjanja, kar ima za posledico bolj enakomeren, rahlo poliran videz.
Izboljšana dimenzijska doslednost: Zagotavlja strožje tolerance premera in okroglosti, kar ustvarja natančnejšo in enotnejšo geometrijo površine.
2. Večji negativni vplivi in tveganja na kakovost površine
V praksi tveganja pogosto prevladajo nad koristmi strukturnih plošč/odsekov, kot je Q355D. Postopek povzroči resne površinske in podpovršinske napake, če ni popolnoma nadzorovan:
1. Površinsko zarezovanje in trganje:
Vzrok: Trenje in oprijem med jeklom in matrico.
Vpliv: na površini ustvarja vzdolžne praske ali vdolbine. Ti delujejo kot močni koncentratorji napetosti in mesta začetka utrujenostnih razpok, kar je kritično škodljivo za material, katerega žilavost stopnje "D" naj bi preprečila krhki lom.
2. Oblikovanje "die lines" ali "drawing lines":
Vzrok: Obraba, nepopolnosti ali umazanija na površini matrice.
Vpliv: na jeklu pusti ponavljajoče se vzorčaste črte. To so geometrijske zareze, ki lahko bistveno zmanjšajo utrujenostno trdnost.
3. Inducirane preostale natezne napetosti:
Vzrok: ne-enakomerna plastična deformacija med risanjem.
Vpliv: Ustvari plast natezne preostale napetosti na površini. To je zelo škodljivo, saj zmanjša odpornost proti utrujenosti in lahko v določenih okoljih spodbuja razpoke zaradi napetostne korozije (SCC). Neposredno izniči prednosti postopkov, kot je shot peening, ki dajejo koristne tlačne napetosti.
4. Mikro-razpoke in pre-napenjanje:
Vzrok: Prekomerno zmanjšanje površine prečnega-prereza (visoko razmerje vlečenja) ali neustrezna duktilnost materiala.
Vpliv: lahko sproži mikroskopske površinske ali podpovršinske razpoke, še posebej, če je jeklo blizu svojih meja oblikovanja. Za Q355D, ki je cenjen zaradi svoje dobre nizko-temperaturne žilavosti, te mikro-razpoke postanejo kritični viri napak pri dinamičnih ali udarnih obremenitvah.
5. Odstranitev zaščitnega kamna/prevleke:
Vpliv: Postopek odstrani mlinski kamen in izpostavi sveže, reaktivno jeklo, ki je zelo dovzetno za takojšnje rjavenje (hitro rja), če ni takoj zaščiteno.
3. Posebni vidiki za jeklo Q355D
Ohranjanje žilavosti razreda "D": primarna vrednost Q355D je njegova zajamčena udarna žilavost pri -20 stopinjah. Hladno vlečenje močno hladno-obdela površinsko plast, poveča njeno trdoto in gostoto dislokacij. To lahko zviša temperaturo prehoda iz duktilne-v-krhkost (DBTT) lokalno v površinski plasti, kar lahko ogrozi delovanje pri zelo nizkih temperaturah, za katero je bilo določeno.
Občutljivost zvara HAZ: Hladno{0}}vlečena površinska plast ima drugačno mikrostrukturo in deformacijsko stanje. Med kasnejšim varjenjem lahko interakcija toplotno-prizadete cone (HAZ) s tem hladno-obdelanim slojem povzroči nepredvidljivo mehčanje, utrjevanje ali razpoke.
4. Ublažitev in najboljše prakse (če je hladno vlečenje neizogibno)
Če je treba na komponentah Q355D uporabiti hladno vlečenje, je obvezno naslednje:
Optimalna zasnova in vzdrževanje matrice: uporabljajte polirane, utrjene karbidne matrice z ustreznimi naležnimi površinami in mazanjem, da zmanjšate trenje. Matrice je treba pogosto pregledovati in menjavati.
Nadzorovano zmanjševanje: uporabite majhno, nadzorovano zmanjševanje na prehod (nizko razmerje vlečenja), da se izognete pre-obremenitvi.
Termična obdelava po-risanju (ključni korak):
Zmanjšanje napetosti: Ogrevanje na ~550-600 stopinj (pod spodnjo kritično temperaturo Ac1, da se izognete spreminjanju osnovne mikrostrukture) je bistvenega pomena za razbremenitev škodljivih nateznih preostalih napetosti in povrnitev nekaj duktilnosti hladno obdelani površinski plasti.
Stroga naknadna-inšpekcija procesa:
100 % vizualni pregled (VT) za zarezovanje in matrice.
Ne-destruktivno testiranje (NDT): testiranje z magnetnimi delci (MT) ali testiranje s penetracijo barve (PT) celotne hladno{1}}vlečene površine za odkrivanje mikro-razpok.
Takojšnja zaščita pred korozijo: Nanesite temeljni premaz ali začasno zaščitno sredstvo takoj po čiščenju.
Zaključek: na splošno nezaželen postopek za Q355D
Za strukturne aplikacije Q355D (gradbeni okvirji, mostovi, stolpi) se hladno vlečenje na splošno odsvetuje in pogosto prepoveduje specifikacije. Tveganja, ki jih predstavlja za kakovost površine-preostale natezne napetosti, mikro-zareze in morebitna degradacija nizko{4}}žilavosti-neposredno spodkopavajo načrtovano zmogljivost jekla, zlasti za kritične-uporabe zaradi utrujenosti in zloma.
Prednost je treba dati alternativam:
Za ravnanje: uporabite natančno ravnanje z valji ali omejeno termično ravnanje s strogim nadzorom temperature.
Za izboljšano končno obdelavo površine: Določite boljšo kakovost vroče{0}}valjane površine ali uporabite nadzorovano brušenje za kritična področja.
Če povzamemo, čeprav lahko hladno vlečenje izboljša dimenzijsko natančnost, je njegov neto vpliv na kakovost površine Q355D običajno negativen in tvegan. Preoblikuje homogen, trden material v material s potencialno visoko-obremenjeno površinsko plastjo, s čimer izniči ključne prednosti specifikacije Q355D. Vsaka uporaba postopka zahteva temeljito inženirsko utemeljitev, izjemen postopkovni nadzor ter obvezno naknadno-obdelavo in pregled.