Как размер и направление зерна влияют на детали из листового металла

Как размер и направление зерна влияют на детали из листового металла

Изготовление листового металла, практика преобразования плоских металлических деталей в новые формы, является практичным и недорогим решением для изготовления таких деталей, как кронштейны, корпуса и кухонное оборудование. Это один из наиболее эффективных способов создания очень больших и простых продуктов, не обладающих детализированными характеристиками.

Однако создание удачных деталей из листового металла сложнее, чем кажется, и одной из основных причин такой сложности является зернистость . Зернистость влияет на прочность и функциональность листового металла, поэтому инженеры должны позаботиться о том, чтобы при изготовлении деталей из листового металла учитывать зернистость; невыполнение этого требования может привести к тому, что детали будут иметь критические недостатки.

В этой статье рассматриваются основы зернистости листового металла: что такое зернистость? Как размер зерна влияет на детали из листового металла? И как направление волокон влияет на производственный процесс и готовые детали?

Что такое изготовление листового металла?

Производство листового металла (или изготовление листового металла / прототипирование листового металла) — это набор производственных процессов, используемых для резки, деформации и сборки плоских листов металла. Эти листы из таких материалов, как алюминий, сталь и другие металлы, изготавливаются в виде стандартных толщин, и производители могут выбрать подходящий материал и толщину в зависимости от требований к конечному продукту.

В большинстве случаев для превращения стандартного металлического листа в конечный продукт используется несколько различных процессов. Процессы резки включают вырубку, лазерную резку, гидроабразивную резку и плазменную резку ; процессы деформации включают гибку, штамповку и прядение ; Процессы сборки включают сварку . Развертывание последовательности этих процессов может превратить безликий металлический лист в полезную деталь, например, кусок стеллажа.

Листовой металл — подходящий процесс для изготовления простых, больших или тонкостенных деталей, таких как панели, кронштейны, стеллажи, корпуса, двери, бытовая техника, кухонное и офисное оборудование.

Что такое зернистость листового металла?

Как и большинство неорганических твердых материалов, металлы, используемые в производстве, находятся в поликристаллическом состоянии: они твердые и состоят из очень мелких кристаллов или кристаллитов различного размера и ориентации, удерживаемых вместе тонкими слоями аморфного твердого вещества. Эти кристаллы и их расположение иногда называют  зерном .

Для изготовления листового металла большие участки неформованного нагретого металла пропускаются через ролики, растягивая их в листы одинаковой толщины. Этот процесс прокатки удлиняет различные кристаллы в направлении прокатки, создавая то, что мы называем направлением зерна: кристаллы теперь длиннее по длине листа и короче по длинной поперечной (ширина) и короткой поперечной (толщина). Эти удлиненные кристаллы оказывают важное влияние на поведение металла.

Средний размер каждого кристалла или размер зерна металла также влияет на поведение металла.   На размер зерна влияет прокатка листового металла, но его также можно изменить другими способами.

Как направление волокон влияет на детали из листового металла?

Направление волокон является важным фактором, который следует учитывать перед любым процессом изготовления листового металла, но особенно перед процессами изгиба , складывания и аналогичных процессов деформации.

Это связано с тем, что направление волокон делает листовой металл более прочным в одних направлениях и более слабым в других. Для многих металлов изгиб по волокну (в продольном направлении) может увеличить вероятность растрескивания , разрывов или апельсиновой корки , поэтому может быть предпочтительнее изгибаться по волокну, чтобы уменьшить вероятность этих проблем.

При этом изгиб против волокон требует большей силы, поскольку листовой металл прочнее, и может привести к большему отскоку — степени, в которой листовой металл возвращается к своему первоначальному углу.

Направление зерна также влияет на то, как производитель может подходить к  раскрою деталей из листового металла. Например, если производитель намеревается вырезать несколько форм из одного листа, он должен учитывать, как ориентация каждой формы соотносится с направлением волокон. В любом случае они должны стараться обеспечить постоянство направления волокон на деталях, чтобы они могли, например, прикладывать постоянные усилия во время изгиба и других операций.

Как размер зерна влияет на детали из листового металла?

Размер зерна листового металла может различаться по разным причинам. Например, если его нагревают слишком долго, диффузия может происходить через границы зерен — промежутки между отдельными кристаллами, что приводит к увеличению размера зерен.

Важно контролировать размер зерна, потому что он оказывает значительное влияние на предел текучести листового металла. Как правило, меньший размер зерна приводит к более прочным деталям , а больший размер зерна — к более слабым.

Влияние размера зерна на прочность металла можно объяснить границами зерен . Границы зерен нарушают движение дислокаций в металле и предотвращают образование трещин, а меньший размер зерен увеличивает количество границ зерен в данной области, что приводит к более высокой прочности.

Размер зерна определяется во время прокатки листового металла, но он также может быть скорректирован впоследствии путем отжига или нормализации : повторный нагрев металла до температуры чуть ниже точки рекристаллизации, а затем возможность возврата к комнатной температуре в печи (отжиг) или охлаждение на открытом воздухе. 

О admin

Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показанОбязательные для заполнения поля помечены *

*

x

Check Also

6 типов ворот для литья под давлением и когда их использовать

6 типов ворот для литья под давлением и когда их использовать

В качестве зоны соединения между полозьями и полостью формы заслонки играют жизненно важную роль в ...