Холодна робота (наприклад, холодне прокатка, холодний креслення, холодне згинання та штампування) застосовує зовнішні сили до Q195, викликаючи пластичну деформацію та значно змінюючи її фізичні властивості. Ці зміни в основному випливають із коригування внутрішньої структури матеріалу (наприклад, деформація зерна та збільшення щільності дислокації). Конкретні ефекти такі:
1. Зміни механічних властивостей (найважливіший вплив)
Підвищена сила і твердість (загартовування роботи)
Під час холодної роботи внутрішні зерна матеріалу витягнуті та сплющені (утворюють "волокнисту структуру"). Одночасно дислокації (кристалічні дефекти) розповсюджуються і заплутуються один з одним, перешкоджаючи подальшому атомному ковзанню та підвищенням стійкості матеріалу до деформації.
Це проявляється як значне збільшення міцності на розрив (σb) та міцності виходу (σs), а також збільшення твердості (наприклад, твердість Бринелла HB). Наприклад, міцність на розрив Q195 в відпаленому стані становить приблизно 315-430 МПа. Після 50%холодної деформації міцність на розрив піднімається до 500-600 МПа, а твердість збільшується на 30%-50%. Зниження пластичності та міцності
Зі збільшенням кількості деформації концентрація напруги в матеріалі посилюється. Фрагментація зерна та накопичення дислокації ускладнюють подальшу пластичну деформацію, що призводить до значного зменшення подовження (δ) та зменшення площі (ψ).
Наприклад, подовження відпалу Q195 становить приблизно 30%-40%. Після холоду, яка працював над деформацією 30%, це подовження може знизитися до 10%-15%, а перелом, швидше за все, буде крихкою (без значної пластичної деформації).
Трохи зменшений модуль пружності
Холодна робота спричиняє спотворення решітки, що впливає на міжатомічне зв’язок, що призводить до незначного зменшення модуля пружності матеріалу (E) (як правило, 5%-10%). Однак цей ефект набагато менш значний, ніж зміни міцності та пластичності.
Ii. Інші зміни у фізичних властивостях
Трохи зменшена щільність
Під час холодної роботи пластична деформація може створювати мікроскопічні пори або мікрокраки в матеріалі, що призводить до незначного зниження загальної щільності (як правило,<1%). However, this has a negligible impact on macroscopic performance. Reduced Electrical and Thermal Conductivity
Q195, як низька - вуглецева сталь, має електричну та теплопровідність, насамперед, визначається кристалічною структурою матриці заліза. Холодна робота викликає спотворення зерна та посилення дислокацій, що перешкоджає спрямованому руху вільних електронів, що призводить до зниження електричної та теплопровідності (приблизно 5%- на 15%), але все ще набагато менше, ніж зміни, що спостерігаються в кольорових металах, таких як мідь та алюміній.
Магнітні зміни
Q195 - це феромагнітний матеріал. Холодна робота призводить до того, що зерна стають більш рівномірними (волокнистими), що призводить до анізотропної магнітної проникності (здатність матеріалу проводити магнітні поля): трохи вища проникність вздовж напрямку деформації та трохи нижчі перпендикулярно, але загальні магнітні властивості (наприклад, інтенсивність магнітної індукції насичення) залишаються незначними.
Стабільність розмірів та форми
Холодна робота може залишити "внутрішні стреси" всередині матеріалу (наприклад, залишковий стрес після холодного прокатки). Подальші зміни температури навколишнього середовища або зовнішніх сил можуть спричинити незначні "пружинні" або розмірні зміни (наприклад, незначна спулювання холоду - зігнутої частини після зберігання), що впливає на розмірну точність. Iii. Зв'язок між ступенем впливу та кількістю деформації
Ступінь впливу холодної роботи на фізичні властивості Q195 позитивно корелює з кількістю деформації (швидкість обробки):
Коли деформація менше 10%, зміни продуктивності відносно поступові, з незначним збільшенням міцності та мінімальним зниженням пластичності. Це робить його придатним для додатків, що потребують високої пластичності (наприклад, згинання світла).
Коли деформація становить від 10% до 50%, затриювання роботи є значним, при швидкому збільшенні міцності та твердості та різке зниження пластичності. Це робить його придатним для деталей, що потребують високої міцності (наприклад, холод - намальований сталевий дріт та холод - згорнутий аркуш).
Коли деформація перевищує 50%, матеріал наближається до "холодного крихкого" стану і схильний до розтріскування під час переробки. Проміжний відпал необхідний для усунення загартування роботи перед подальшою обробкою.
Резюме
Основним впливом холодної роботи на Q195 є загартовування роботи "підвищеної міцності та зниження пластичності", що супроводжується незначним погіршенням фізичних властивостей, таких як електрична та теплопровідність, а також проблеми стабільності розмірів, спричинені внутрішніми напруженнями. Ці зміни можна частково усунути шляхом подальшої термічної обробки (наприклад, відпалу) (відновлення пластичності та зменшення внутрішнього напруги). Тому в практичних застосуванні необхідно збалансувати вимоги щодо деформації та ефективності холодної роботи відповідно до потреб та відрегулювати продуктивність у поєднанні з процесом термічної обробки, коли це необхідно.