1.Как температура влияет на прочность?
Тело-центрированная кубическая сталь обладает уникальной характеристикой: она имеет пластичную-температуру хрупкого перехода. Когда температура окружающей среды падает ниже этой критической точки, режим разрушения материала резко меняется от пластического разрушения (микроскопически проявляющегося как скольжение дислокаций), требующего поглощения большого количества энергии, к хрупкому разрушению (микроскопически проявляемому как «раскол», т. е. разделение по определенным кристаллическим плоскостям), которое практически не поглощает энергию. Упомянутая вами «хрупкость» относится к изменению режима разрушения.
2.Как влияет холодная прокатка на ударную вязкость?
Снижение ударной вязкости. Исследования показали, что по мере увеличения скорости обжатия при холодной прокатке энергия поглощения удара и вязкость разрушения материала при чрезвычайно низких температурах (например, 4K) значительно снижаются.
Изменения режима разрушения. Когда холоднокатаные материалы разрушаются при низких температурах, их поверхности излома проявляют такие характеристики, как «плоское хрупкое разрушение» и «межзеренное разрушение», что указывает на то, что их сопротивление распространению трещин очень слабое.
Проще говоря: если вы сравните обычную сталь с упругим «пластиком», совокупный эффект холодной прокатки и низких температур подобен замораживанию этого «пластика», а затем многократному его растиранию и уплотнению, в конечном итоге превращающему его в твердое печенье, которое легко сломать.
3.Как влияют на вязкость конкретные характеристики марки и состава стали?
Сталь с высоким содержанием-марганца. Например, сталь 32Mn-7Cr, упомянутая в исследовании, даже при сверхнизких температурах -269 градусов (4К) сохраняет значительную прочность, несмотря на снижение ударной вязкости после холодной прокатки.
IF-сталь (безатомная сталь): этот тип стали обычно используется в автомобильных деталях глубокой-вытяжки, но при определенных условиях (например, из-за содержания фосфора и неправильного отжига) она может проявлять «хрупкость при вторичной обработке», то есть хрупкое разрушение при низких температурах во время использования после-формования. Это иллюстрирует решающую роль состава и конструкции процесса в работе при низких-температурах.
4. Что делает холоднокатаную-сталь хрупкой?
Основная причина заключается в том, что объемно--кубическая кристаллическая структура стали определяет ее характеристики пластичного-хрупкого перехода, а микроструктурные изменения, вызванные холодной прокаткой (такие как дислокации и деформация зерен), еще больше усугубляют эту тенденцию к низко-температурному охрупчиванию.
5.Как выбрать материалы для долгосрочного-использования при температуре ниже 0 градусов или даже ниже?
Следует выбирать специальные низко-стали (например, стали для низкотемпературных сосудов под давлением).
Полный отжиг после холодной прокатки необходим для устранения последствий наклепа.
Необходимо провести оптимизацию конструкции, чтобы избежать концентрации напряжений при низких температурах.