Priodweddau Ffisegol Haearn Pur: Cryfder Cynnyrch (YS) a Chryfder Tynnol Ultimate (UTS)
Mae cryfder cynnyrch (YS) a chryfder tynnol eithaf (UTS) haearn pur yn briodweddau mecanyddol critigol y mae purdeb, dulliau prosesu, a thriniaeth wres yn dylanwadu arnynt. Isod mae gwerthoedd nodweddiadol a ffactorau allweddol sy'n effeithio ar yr eiddo hyn:
Mae YS ac UTS nodweddiadol yn amrywio ar gyfer haearn pur (Fe sy'n fwy na neu'n hafal i 99.8%)
| Eiddo | Hystod | Safon Prawf | Disgrifiadau |
|---|---|---|---|
| Cryfder Cynnyrch (YS) | 120-180 MPa | ASTM E8/E8M | Straen ar ddadffurfiad plastig cychwynnol |
| Cryfder tynnol yn y pen draw (UTS) | 220–280 MPa | Iso 6892-1 | Y straen mwyaf cyn torri asgwrn |
| Hehangu | 30–50% | ASTM A370 | Yn mesur hydwythedd |
Ffactorau allweddol sy'n dylanwadu ar Ys ac UTs
Purdeb
Haearn pur diwydiannol (Fe 99.8%): Ys ≈ 120–150 MPa, UTS ≈ 220–250 MPa.
Haearn purdeb uchel (Fe 99.95%+): Gall YS ostwng i 80-120 MPa, UTS 180–220 MPa (llai o gryfhau ffiniau grawn oherwydd llai o amhureddau).
Dulliau prosesu
Rholio oer: Increases strength via work hardening (YS >200 MPa, UTS hyd at 300 MPa) ond yn lleihau hydwythedd (elongation<20%).
Aneliadau: Restores ductility (elongation >40%) ond yn gostwng cryfder i lefelau sylfaen.
Maint grawn
Cryfhau mireinio grawn: Mae grawn llai (ee, o 100 μm i 10 μm) yn gwella YS ac UTS trwy'r berthynas neuadd-PETCH (mae YS yn cynyddu ~ 50 MPa).
Triniaeth Gwres
Normaleiddio: Yn homogeneiddio microstrwythur ar gyfer cryfder a chaledwch cytbwys.
Quenching a thymheru: Anaml yn cael ei ddefnyddio ar gyfer haearn pur (dim trawsnewid cam) ond yn berthnasol i amrywiadau aloi isel.
Cymwysiadau a gofynion perfformiad
Dyfeisiau electromagnetig (trawsnewidyddion, creiddiau modur)
Gofynion: YS isel (peiriannu hawdd), athreiddedd magnetig uchel.
Dewis Deunydd: Haearn anelio purdeb uchel (Ys ≈ 80-120 MPa, UTS ≈ 180–220 MPa).
Cydrannau strwythurol (cromfachau, caewyr)
Gofynion: Cryfder cymedrol a hydwythedd.
Dewis Deunydd: Haearn pur wedi'i rolio oer (Ys ≈ 180–220 MPa, UTS ≈ 260–300 MPa).
Offerynnau labordy/manwl gywirdeb uchel
Gofynion: amhureddau uwch-isel, eiddo unffurf.
Dewis Deunydd: Haearn purdeb uchel wedi'i doddi gan wactod (Fe 99.99%+, YS<100 MPa, UTS ≈ 150–180 MPa).
Cymhariaeth â deunyddiau eraill
| Materol | YS (MPA) | UTS (MPA) | Cymwysiadau nodweddiadol |
|---|---|---|---|
| Haearn Pur (Annealed) | 120–150 | 220–250 | Cydrannau electromagnetig, cysgodi |
| Dur carbon isel (A36) | 250 | 400–550 | Adeiladu, peiriannau cyffredinol |
| Copr Pur (Annealed) | 70 | 220 | Dargludyddion trydanol |
Canllawiau Dewis Deunydd
Blaenoriaethu cryfder: Dewiswch haearn pur wedi'u rholio oer neu dduroedd aloi isel (ee, gydag ychwanegiadau MN/Si).
Blaenoriaethu perfformiad magnetig: Defnyddiwch haearn anelio purdeb uchel, yn ddewisol hydrogen-annealed i leihau carbon.
Priodweddau cydbwysedd: Cymhwyso rholio ac oeri rheoledig ar gyfer mireinio grawn i wneud y gorau o gryfder a ffurfioldeb.