A globulizáló képlékenyítés célja a közepes szén-tartalmú acélok és ötvözött acélok hidegformázhatóságának javítása.
Ám a helyszínen történő anyagvizsgálat során gyakran a „globulizáltság”-t tekintik az egyetlen mérőszámnak. Ha a globulizáltság és a keménység megfelel, azt hiszik, hogy az anyag biztosan jól húzható.
Azonban a valós termelésben ez nem feltétlenül igaz.
Egyazon típusnál, közel azonos keménységnél és azonos globulizáltságnál is vannak olyan anyagok, amelyek könnyen húzhatók és formázhatók, míg másokkal szemben a gépek nehezebben boldogulnak: a bonyolult részek nehezen töltődnek ki, és folyamatos gyártás esetén a terhelés is, valamint a méretek is hamarabb ingadoznak.
A kulcs tehát a következő:
Az azonos globulizáltság nem jelenti ugyanazt a mikroszerkezetet, és még kevésbé azt, hogy a hideghúzás során is azonos teljesítményt nyújtanak.
I. A globulizáltság csak a szerkezeti értékelés egy része
A globulizáló képlékenyítés lényege az, hogy az acélban előforduló lapos vagy láncszerű, kedvezőtlen alakú karbidok szakaszos változáson, oldódáson, újraszilárduláson és összeolvadáson keresztül fokozatosan finom, rögös vagy majdnem gömbölyű karbidokká alakuljanak át, melyek az átalakult ferrit-alapanyagban eloszlanak.
Itt elsősorban a karbidok alakja, mérete és eloszlása változik.
Ezért a globulizált szerkezet értékelésekor nem elegendő csupán egyetlen arányt figyelembe venni; legalább további három szempontot is figyelembe kell venni:
- Alak: A karbidok kerekdedek-e, maradtak-e még benne lapos, láncszerű vagy hálószerű tartományok?
- Méret: Nem túl aprók-e a karbidszemcsék, nem túl sűrűn helyezkednek-e el, és nem fordulnak-e elő lokálisan nagyobb karbidok?
- Eloszlás: Egyenletes-e a karbidok eloszlása, egyforma-e a felületi réteg, a félgömbközépső rész és a mag?
Különösen figyelni kell arra, hogy:
A karbidok mérete nem mindig jobb, ha minél finomabb, és nem is feltétlenül rosszabb, ha nagyobb.
A túl apró és túl sűrű karbidszemcsék növelhetik az anyag deformációs ellenállását; míg a lokálisan nagyobb vagy csoportosan összeverődött karbidok miatt a deformáció egyenetlenségekhez vezethet.
A hideghúzás során valójában a karbidok méretének, a szemcseközök távolságának és az eloszlás állapotának kombinációja hat a húzás teljesítményére.
II. Azonos globulizáltság mellett a ferrit állapota is eltérhet
A globulizált szerkezet nem csupán a karbidokból áll.
A hideghúzás során a karbidok befolyásolják az anyag deformációját, míg a fő képlékeny áramlást a ferrit-alapanyag viszi véghez.
A ferrit kristálymérete, a kellő fokú lágyulás, a megmaradt munkahideggé válás és a szerkezet homogenitása mind befolyásolja, hogy az anyag jól húzható-e vagy sem.
Még ha hasonló globulizáló képlékenyítési eljárást alkalmaznak is, ha az acélmű hengerlése utáni eredeti mikroszerkezete különbözik, akkor a végső globulizált állapot és az alapanyag lágyulásának mértéke is eltérő lehet.
Ezért két mikroszkopikus fotónak még ha hasonlónak is tűnnek, az anyagok valós áramlási képessége a szerszámokban mégis eltérő lehet.
III. Egyetlen látómező nem jelentheti az egész keresztmetszetet
Hacsak egyetlen helyről, egyetlen látómezőből készül arcmintás fénykép, könnyen előfordulhat, hogy a lokális tömörüléseket, sávos eloszlást vagy maradék lamellákat nem látjuk rajta.
Az, hogy egyetlen helyen minden rendben van, még nem bizonyítja, hogy az egész keresztmetszet teljes egészében egyforma; és az sem, hogy ha egy keresztmetszet megfelel, akkor az egész tekercs anyagban nincsenek ingadozások.
A szakszerűbb ítélethozatal érdekében figyelembe kell venni:
- a felszín, a sugárszelvény középső része és a mag közötti mikroszerkezeti különbségeket;
- azt, hogy a tekercs különböző szakaszai egységes szerkezetűek-e;
- illetve azt is, hogy létezik-e összefüggés a normál és a rendellenes szakaszok között.
Pont ezért fordulhat elő, hogy hiába minősülnek az anyagbizonyítvány és az egyes arcmintás fotók is megfelelőnek, a terepen mégis nehézségekkel találkozunk a kalapálás során.
IV. A keménység közel azonos, de miért van mégis olyan, amivel könnyű dolgozni, és olyan, amivel nem?
A keménység nagyon fontos, ám ez csupán egy korlátozott számú helyen végzett vizsgálat eredménye.
A hidegkalapálás folyamatos, nagyfokú alakváltozáson alapul. Az anyagnak nemcsak el kell kezdenie a deformációt, hanem a további munkahelyeken folyamatosan növekvő alakváltozásokat és munkafolytonossági keményedést is el kell viselnie.
Ezért két, hasonló keménységű anyagcsomag első munkahelyen ugyanolyan jól mutathat; ám ahogy belépünk nagyobb alakváltozással járó vagy bonyolult formázási munkahelyekre, a terhelés, a töltés és az üllő hőmérséklet-emelkedése fokozatosan eltéréseket mutathat.
A szerszám állapota, a kenés ellátása, a berendezés merevsége, az egy tengelybe illeszkedés és a folyamatos gyártás hőmérséklete szintén befolyásolja a tényleges terhelést.
V. Végül mindig a mikroszerkezet és a terepi adatok összhangját kell vizsgálni
Az öntermető mikroszerkezet valós hidegkalapáláshoz való alkalmasságának megítéléséhez nem elegendő pusztán a perlitizációs arányt, a keménységet vagy egyetlen arcmintás fényképet vizsgálni.
A hatékonyabb döntéshozatal érdekében az alábbi információkat kell együttesen figyelembe venni:
- az arcmintás mikroszerkezet és a keménység eloszlását;
- a normál és a rendellenes szakaszok közötti különbségeket;
- a hidegkalapáló berendezés terhelésének változásait;
- a termék töltését, méreteit és az üllő hőmérséklet-emelkedését;
- a rendellenességek előfordulásának munkahelyét, idejét és a tekercs érintett szakaszát.
Az igazán kiváló mikroszerkezetet végül az anyag szerszámok közötti áramlási viselkedése igazolja.
Mérnöki vélemény
A perlitizációs arány fontos mutató az öntermető mikroszerkezet értékeléséhez, ám nem jelenti a hidegkalapálási tulajdonságok végső meghatározását.
Valójában az anyag kalapálhatóságát a karbidok alakja, mérete és eloszlása, a ferritös alapanyag állapota, a keresztmetszet és a tekercs egyenletessége, valamint az anyag és a tényleges technológia közötti összehang határozza meg.
Ezért a negyedik fejezetben csak egy mondatot érdemes megjegyezni:
A perlitizációs arány csak a mikroszerkezet egy részletét tükrözi; hogy egy anyag jó-e kalapálásra, azt az egész mikroszerkezet valós deformációs képessége dönti el.
Ha tehát a perlitizációs arány és a keménység is megfelel, de az anyag mégis nehezen kalapálható, akkor ugyanazon helyszín újbóli vizsgálata általában nem vezet eredményre. Fontos inkább felismerni a mikroszerkezeti különbségek, az anyag szakaszai és a terepi rendellenességek közötti valós összefüggéseket.