Властивості матеріалу та коефіцієнт теплового розширення
Хромований шар і основний метал схожі на взуття неправильного розміру-коли температура підвищується до 210 градусів, різниця в розширенні між шаром хрому (коефіцієнт теплового розширення приблизно 6,2 × 10⁻⁶/градус) і сталевою підкладкою (11 × 10⁻⁶/градус) створює внутрішню напругу. Експериментальні дані показують, що на кожні 100 градусів збільшення різниця в довжині між двома може досягати 0,5 мм/м. Ця структура «твердої оболонки, що охоплює м’яке ядро» надзвичайно схильна до утворення мережі мікротріщин під час швидкого нагрівання.
Прихована війна, викликана градієнтами температури
У процесі нагрівання є три небезпечні стадії:
80-120 градусів: поверхня хромованого шару починає окислюватися, утворюючи крихку оксидну плівку.
150-180 градусів: межа плинності основного металу зменшується на 30%.
Вище 200 градусів: Пікова напруга зсуву створюється на межі розділу між шаром хрому та підкладкою.
Подібно до поверхні льоду, яка раптово витримує вагу, коли місцеві коливання температури перевищують 15 градусів за хвилину, тріщини неминуче поширюватимуться переважно вздовж меж зерен.
Золотий баланс параметрів процесу
Успішне гаряче подрібнення вимагає контролю трьох ключових параметрів:
Швидкість нагріву Менше або дорівнює 8 градусам/хв (оптимальна виміряна швидкість 5 градусів/хв)
Час витримки=(діаметр рулону мм/25) хвилин
Тиск шліфування обернено пропорційний температурі (менше або дорівнює 0,15 МПа при 210 градусах)