在锥形管表面氧化膜的厚度分布在Dieless绘画

文摘

表面氧化膜的厚度分布AISI304不锈钢锥形管,其影响因素,金属基体变形对氧化行为的影响在dieless图进行了研究。结果表明,氧化速率的影响强烈的感应加热温度和变形程度。氧化膜的厚度分布不均匀,从更大的直径增加端到小直径端沿轴向方向的锥形管。当感应加热温度提高或冷热源之间的距离增加,或进给速度降低,氧化速度加快和锥形管表面氧化膜显著增厚,由于巨大的裂缝变形引起的氧化膜的金属矩阵。氧化膜的密度和裂缝宽度扩大,和氧化膜的厚度增加而增加的变形程度。

1。介绍

Dieless画是一种灵活和塑料成形过程中没有使用传统的模具,可以实现一个伟大的减少金属电线管的单通道通过局部加热和冷却方法(1,2]。特别是,由于生产成本低,生产效率高,dieless回火过程形成过程中具有良好的应用前景hard-to-process管道和电线的3),比如304不锈钢锥形钢管。但是,氧化膜形式在局部加热区加热金属表面在变形过程中,它不仅影响表面质量,而且可以减少产品的防腐性能和使用寿命。因此,研究在锥形管表面氧化膜的厚度分布及其影响因素具有重要意义,提高产品的表面质量,优化工艺参数的dieless画画,并去除氧化膜。

一般来说,金属的表面氧化速率是受许多因素的影响,如材料成分、温度、氧化气氛,和时间,和其他因素4- - - - - -6]。均匀的氧化膜厚度在金属表面形式,遵循线性法和氧化动力学曲线,或抛物线法,或其他法律当金属被加热在恒定的温度和压强下环境(6- - - - - -10]。作为金属基体受到弹性变形或蠕变引起的拉应力,表面氧化膜是容易开裂和脆性断裂,因为它更糟糕的可塑性,然后抗氧化性能恶化和氧化膜的生长加快,因此,氧化速率的影响严重的应力和变形金属(5,11- - - - - -13]。目前的研究主要集中在金属表面氧化膜的生长规则,当金属经历了弹性变形或蠕变应变速率恒定的温度较低。然而,氧化和大塑性变形同时发生在dieless画锥形管的过程。此外,变形程度与绘图速度的增加逐渐增加,因此几何变形区域的边界改变瞬间和金属温度场瞬态(14,15]。dieless绘图过程中氧化的机理是复杂的锥形管道和还没有文献报道。

金属氧化物的影响因素,在锥形管表面氧化膜的厚度分布,和dieless绘图过程中工艺参数的影响进行了研究,利用AISI304不锈钢本文提供参考的目的为提高产品的表面质量和优化的参数dieless画形成。

2。实验

AISI304不锈钢管道毫米与光的表面准备dieless绘图,如图1,AISI304不锈钢的化学成分如表所示1。

锥形管0.8°锥角是处理dieless吸入空气。工艺参数如下:感应加热温度900 - 1100°C,进给速度20至40毫米·分钟⁻¹,冷热源之间的距离15到45毫米,绘图速度根据(16)和部分减速比不到57%。氧化膜的剖面形态观察和三个点测量的厚度由剑桥s - 360扫描电子显微镜(SEM)和图像图形处理软件等工具。

AISI304不锈钢试样的长度110毫米准备以下实验:(1)管道在空气中加热到900°C, 150年代了,然后冷却到室温;(2)一些标本变形拉伸试验在900°C在真空环境中,应变率10⁻³年代⁻¹分别5、变形程度和10%,经过实验(1);(3)部分标本实验后被加热到900°C(2)和150年代了,然后在空气中冷却到室温。截面和表面形态的每个实验后的标本被扫描电镜观察。

3所示。结果

dieless绘画形成后,AISI304不锈钢锥形钢管的表面被氧化生成氧化深棕色,包含主要FeO说,菲₂O₃、铁₃O₄,FeCr₂O₄(7,8),如图2。

我们定义的锥形管的最大直径6毫米的起源。氧化膜的厚度分布锥形管表面图所示3进给速度时,20毫米·分钟⁻¹冷热源之间的距离40毫米,感应加热温度900,1000,和1100°C。图3表明,氧化膜的厚度(在距离())40毫米的起源是0.88,1.11,1.46μm,分别为不同的加热温度。然而,当毫米,μm,分别。表面氧化膜的厚度锥形管道与感应加热温度的增加逐渐增加,和变形程度。

图4显示的效果之间的距离冷热源()在氧化膜的厚度,当进给速度是30 mm·分钟⁻¹感应加热温度1100°C,分别。当毫米,μ米为分别为毫米。氧化膜厚的增加冷热源之间的距离。

图5显示了氧化膜的厚度变化与进给速度的增加在不同的位置(),当感应加热温度为1100°C,冷热源之间的距离是35毫米,分别。在图5氧化膜的厚度μ米的位置毫米,对应于mm·敏⁻¹,分别。氧化膜厚与降低进给速度。

4所示。讨论

金属的氧化程度的影响强烈,温度、时间、气氛(4- - - - - -6]。加速氧化和氧化膜增厚与感应加热温度的增加。温度加热区和变形区金属的玫瑰和氧化速度加快,作为感应加热温度增加dieless绘图过程。因此,在管表面氧化膜增厚感应加热温度升高时(图3)。有更多的金属在高温区域和保持高温,使氧化膜增厚时,加热和冷却的距离增加(图源4)。这是因为,氧化膜厚的氧化时间。同样,通过时间通过高温区域细长的金属和氧化膜增厚,绘图速度降低时通过减少进给速度相同的速度比(图5)。

在dieless画AISI304不锈钢锥形钢管的过程,氧化时间缩短和绘图速度和锥形管长度的增加,然而,氧化膜变稠,如图3- - - - - -5。一方面,研究表明,氧化膜在加热金属表面在高温下形成,但氧化膜水泡和裂缝由于内部压力,被发现在氧化膜的表面形态符合美国钢铁协会的304不锈钢加热到900°C没有变形,如图6(一)。许多微小的通道由氧化膜的微裂隙,和氧原子可以通过这些渠道,然后直接与金属基体反应,导致氧化速率的增加。另一方面,金属大变形区的塑性变形dieless绘图过程中,表面氧化膜也发生了变化。数据6 (b)和6 (c)显示时氧化膜的表面形态参数如下:感应加热温度为900°C,变形程度5和10%,分别在真空的环境中。图6表明有大量的裂缝和破裂变形金属基体表面氧化膜。从氧化膜的部分计划,未变形的氧化膜显示连续浮冰结构(图6 (d)),而畸形的氧化膜显示不连续结构(图质量6 (e))。表明金属的变形矩阵引入了许多破裂的氧化膜坚持它。这是因为氧化膜更喜欢脆性破裂由于其低可塑性,和大量的裂缝诱导,然后发现新鲜的金属表面,虽然在表面氧化膜发生一定的塑性流动变形的方向。然而,金属抗氧化滴下来,新的快速氧化加速,当新鲜金属表面直接接触氧化气氛。图6 (f)显示了部分表面氧化膜的形成在900°C真空环境中的变形后在空气中。由于许多裂缝在氧化膜的存在,氧化膜的厚度在变形过程中形成较短的氧化时间甚至比未变形的金属上生成的时间更长,这让一些困难的氧化程度的控制和评价方法dieless绘图过程。通过数据6 (b)和6 (c),它是发现,氧化膜的密度和裂缝宽度与金属基体的变形程度增大。因此,新的氧化膜的厚度随变形程度的增加。dieless绘图过程中,锥形管扩展的提高绘图速度和变形程度,和氧化膜厚度的增加逐渐从大直径端到小直径端锥形管道。变形引起的提高外层氧化膜厚度和内氧化深度。但外加应力的影响机制和作用机理和金属变形仍需进一步研究。

5。结论

下面的结论来自于这项工作。(1)锥形管道表面上在dieless绘图过程中,氧化膜的厚度分布不均匀,从更大的直径增加端到小直径端沿锥形管道。(2)金属氧化速度加快,表面氧化膜厚逐渐锥形管道,当感应加热温度是提高或冷热源之间的距离延长,或进给速度在dieless减少变形。(3)dieless绘图过程中,巨大的裂缝的形成氧化膜引起的变形金属基体的氧化速率增长背后的主要原因和氧化膜厚度。(4)氧化膜的厚度增加,由于裂缝的密度和宽度增大时,氧化膜变形程度dieless绘图过程中长大。

引用

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