1. Què és la perlita? Per què val la pena destacar la seva morfologia a les bobines de matèria primera-laminades en fred?
La perlita és una microestructura comuna en bobines-laminades en calent (matèries primeres-laminades en fred), normalment composta per capes alternes de ferrita i cementita (Fe₃C). Abans del laminatge en fred, la morfologia de la perlita a la bobina-laminada en calent (ja sigui lamel·lar gruixuda, fina esferoïdal o amb bandes) és crucial perquè:
Afecta a la duresa: la perlita lamel·lar té una duresa elevada, augmentant la càrrega durant el laminat en fred i accelerant el desgast del rotllo.
Afecta a la plasticitat: la perlita no homogènia o gruixuda pot provocar esquerdes de vora o trencament de la cinta durant la laminació en fred.
Afecta l'eficiència del recuit: La morfologia original determina la dificultat del recuit posterior de laminació en fred (recuit de recristal·lització o recuit esferoidant).
2. Quins perills específics comporta la perlita lamel·lar per al procés de laminació en fred?
Si una bobina-laminada en calent conté una gran quantitat de perlita lamel·lar gruixuda o perlita de bandes severa (distribuïda en tires al llarg de la direcció de rodament), es produiran els problemes següents:
Enduriment per treball sever: l'estructura lamel·lar dificulta molt el moviment de dislocació, provocant un fort augment de la resistència a la deformació durant el laminatge en fred, que pot requerir més passades de rodament o provocar que les forces de rodament superin els límits.
Anisotropia: especialment amb la perlita amb bandes, la bobina-laminada en fred presenta diferències de rendiment importants entre direccions perpendiculars i paral·leles a la direcció de rodament, la qual cosa la fa propensa a l'estampació durant l'embotició profunda.
Risc d'esquerdes de vora: la regió de la perlita és dura i fràgil, mentre que la regió de ferrita és suau i dura. Aquesta estructura alterna, dura i suau, és propensa a microesquerdes a la interfície sota una tensió elevada de laminació en fred, que finalment condueix a esquerdes de vora.
3.Com que l'estructura lamel·lar és indesitjable, quina és la morfologia ideal de la perlita abans del laminatge en fred?
Per a les bobines-laminades en fred que es sotmeten a un processament posterior (especialment els productes que requereixen un bon rendiment d'estampació), la morfologia ideal de la perlita és la perlita perfectament esfèrica (cementita esfèrica o granular).
Duresa reduïda: a mesura que la cementita es transforma de lamel·lar a esfèrica, el seu efecte de tall sobre la matriu es debilita, reduint significativament la resistència i la duresa del material alhora que augmenta la plasticitat.
Facilita la recristal·lització: les partícules de carbur esfèric fines i uniformement distribuïdes actuen com a llocs de nucleació durant el recuit, afavorint el refinament i l'homogeneïtzació dels grans recristal·litzats, donant lloc a cristalls equiaxials no-orientats.
Augment de l'allargament: l'estructura esferoïdal millora significativament el valor r-(proporció de deformació del plàstic) i el valor n- (índex d'enduriment) de les làmines laminades en fred-, cosa que és molt beneficiós per a l'estampació.
4.El procés de laminació en fred pot canviar la morfologia de la perlita? Si és així, com?
Etapa de deformació de laminació en fred: la immensa força de laminació en fred trenca, trenca i retorça la perlita lamel·lar original. Les plaques de cementita gruixudes es trituren en partícules fines o varetes curtes, preparant-se per a la posterior esferoidització. Aquest procés és destrucció física.
Etapa de recuit (crítica): durant el recuit de tipus campana posterior o continu, la cementita trencada, impulsada per l'energia interfacial, es transforma espontàniament de formes lamel·lars d'angles aguts{-energètics- a formes esfèriques de -baixa energia mitjançant la difusió d'àtoms de carboni. Aquest procés s'anomena recuit esferoidant. Per tant, la laminació en fred + recuit és el mètode bàsic per eliminar la perlita lamel·lar indesitjable i obtenir una microestructura esferoïdal ideal.
5.Si la morfologia de la perlita en el producte final no està ben controlada (com ara escates residuals o partícules grans), quin impacte tindrà en l'usuari?
Fissures d'estampació: la cementita lamel·lar residual o les partícules gruixudes actuen com a "micro-esquerdes" o punts de concentració de tensió dins del material. Durant l'estampació i el dibuix, aquestes zones es converteixen fàcilment en punts d'inici d'esquerdes, fent que la peça s'esquerde i es torni inutilitzable al motlle.
Defectes superficials: si les partícules de cementita són massa grans i properes a la superfície, l'estampació pot provocar descamació superficial o defectes de "pell de taronja", afectant l'aspecte del recobriment.
Disminució del rendiment a la fatiga: per a les peces estructurals, els carburs gruixuts redueixen significativament la vida útil del material, provocant una fallada prematura de la peça durant l'ús.