Nā ʻenehana hana metala no nā hale kūkulu
I ke ao kūkulu hale o kēia au, ke ulu mau nei ka pono no nā mea ikaika, paʻa, a me ka pono. ʻO kekahi o nā pane nui i kēia pono, ʻo ia nā metala i hana ʻia ma ke kāwili ʻana i ʻelua a ʻoi aku paha mau mea, maʻamau e hoʻokō i nā waiwai mechanical maikaʻi a me ke kūpaʻa ʻana i ke kaiapuni ma mua o nā metala maʻemaʻe. I loko o nā hale kūkulu hale, hoʻohana ʻia nā metala i nā mōlina kila, nā hui, nā papa, nā kolamu, nā kaola, nā kaula, a me nā mea paʻa. Kūkākūkā kēia ʻatikala i nā ʻano hana hana metala e pili ana i nā noi kūkulu hale, mai ke koho ʻana i ka haku mele a hiki i nā kaʻina hana hoʻokumu a me ka hoʻāʻo ʻana i ka maikaʻi.
1. Nā loina kumu o nā metala i ke kūkulu ʻana
He mau palena ko nā metala maʻemaʻe e like me ka hao a i ʻole ka alumini: hiki iā lākou ke palupalu loa, hiki ke pala maʻalahi, a i ʻole paʻa ʻole i kekahi mau mahana. Me nā mea hoʻohuihui, hiki i nā mea hana ke kāohi i nā waiwai o ka mea, no ka laʻana:
– Ka ikaika tensile a me ka ikaika yield (mea nui no ka lawe ʻana i ka ukana).
– Ke kūpaʻa i ʻole e haki maʻalahi.
– Paʻakikī no ke kūpaʻa ʻana i ka ʻaʻahu.
– Ke kūpaʻa i ka palaho no nā wahi pulu, kahakai, a ʻoihana paha.
– Nā hiki ke hana kuʻihao a me ka hana ʻana no ka ʻākoakoa maʻalahi ma ke kahua.
I loko o nā hale kūkulu hale, ʻo nā metala maʻamau:
– Ke kila kalapona a me ke kila metala haʻahaʻa no nā kaola a me nā kolamu.
– Ke kila kila no nā wahi ʻinoʻino a i ʻole nā hoʻolālā kuhikuhipuʻuone.
– Nā metala alumini no nā alo, nā mōlina kukui, a me kekahi mau mea ʻaʻole i kūkulu ʻia.
2. Hoʻolālā hoʻohuihui metala
Hoʻomaka mau nā ʻenehana hana ʻana i ka alloy me ka hoʻolālā haku mele. Hoʻoholo nā ʻenekinia metallurgical i nā mea e hoʻohui ai ma muli o ka hana a me nā pahuhopu kumukūʻai. Nā hiʻohiʻona o nā kuleana mea:
– Hoʻonui ke kalapona (C) i loko o ke kila i ka ikaika a me ka paʻakikī, akā hiki i ka nui ke hōʻemi i ka hiki ke hoʻopili ʻia.
- Kōkua ka Manganese (Mn) i ka hoʻonui ʻana i ka ikaika a hoʻopaʻa i ka sulfur e hōʻemi ana i ka brittleness.
Hoʻonui ka Chromium (Cr) i ke kūpaʻa i ka pala a me ka oxidation.
– Hoʻonui ka Nickel (Ni) i ka paʻakikī, ʻoi aku hoʻi i nā mahana haʻahaʻa.
– Hoʻonui ka Molybdenum (Mo) i ke kū'ē ʻana i ka kolo ʻana a me kekahi pala.
– Kōkua ʻo Silicon (Si) i ke kaʻina hana deoxidation a hiki ke hoʻonui i ka ikaika.
I loko o nā mea hoʻohui alumini, ua koho ʻia nā mea e like me Mg, Si, Zn, Cu e hoʻonui i ka ikaika a i ʻole ke kūpaʻa i ka pala, me ka noʻonoʻo ʻana i ka maʻalahi o ka extrusion a me ka kuʻi ʻana.
3. Nā ʻano hana hoʻoheheʻe a hoʻomaʻemaʻe
Hana ʻia ka hana ʻana i ka metala koʻikoʻi ma ke ʻano ʻoihana ma o ke kaʻina hana hoʻoheheʻe ʻia i loko o ka umu ahi, a ukali ʻia e ka hoʻomaʻemaʻe ʻana e wehe i nā mea haumia.
a) Ka umu hoʻoheheʻe a me ka umu ʻokikene kumu (BOF)
No ke kila kūkulu nui, ʻo ke ala maʻamau e pili ana i:
1. Hoʻopuka ka umu pahū i ka hao i hoʻoheheʻe ʻia (metala wela) mai ka ʻōka hao.
2. Hoʻololi ka BOF (umahu oxygen kumu) i ka hao i hoʻoheheʻe ʻia i kila ma ka puhi ʻana i ka oxygen e hōʻemi i ka nui o ke kalapona a wehe i nā mea haumia.
He kūpono kēia ala no ka hana nui e like me nā ʻaoʻao kila kūkulu.
b) Ka umu ahi ʻāʻī uila (EAF)
Hoʻohana nui ʻia nā EAF no ka hana hou ʻana i nā ʻōpala a me ka hana ʻana i nā ʻano kila like ʻole. ʻO ko lākou mau pono:
– ʻOi aku ka maʻalahi no ka kaohi ʻana i ka haku mele.
– Kūpono no ka hana ʻana o kekahi mau kila metala.
- ʻOi aku ka maʻalahi o ka hoʻololi ʻana i ka maikaʻi i nā pono o ka papahana.
c) Hoʻomaʻemaʻe lua (metala lua)
I mea e kūlike ai ke kila me nā kūlana kūkulu hale, hana ʻia nā hana hou aʻe e like me:
– Deoxidation (hoʻemi i ka oxygen i hoʻoheheʻe ʻia) e pale aku i ka porosity.
– Desulfurization (hoʻemi i ka sulfur) e hoʻonui i ka paʻakikī.
– Ka hoʻokaʻawale ʻana i ke kinoea me ka vacuum (ka wehe ʻana i nā kinoea e like me ka hydrogen) e pale aku i ka haki ʻana o ka hydrogen a me nā kīnā kūloko.
– Hoʻohui pololei ʻia o nā mea hoʻohuihui e hōʻoia i nā waiwai mea like.
He mea nui loa ke kahua hoʻomaʻemaʻe lua no nā kila ikaika kiʻekiʻe a i ʻole nā kila e hoʻopili ʻia ma ke kahua.
4. Nā ʻano hana hoʻolei a me ke kūkulu mua ʻana
Ke kūpono ke ʻano o ka haku mele ʻana, hoʻokumu ʻia ka metala i hoʻoheheʻe ʻia i loko o kahi ʻano i hoʻopau ʻole ʻia.
a) Ke hoʻolei mau ʻana
I kēia lā, ʻo ke ʻano hana nui ka hoʻoheheʻe mau ʻana. Ninini mau ʻia ke kila i hoʻoheheʻe ʻia i loko o nā papa, nā pua, a i ʻole nā bila, a laila ʻoki ʻia i ka lōʻihi. ʻO kona mau pono:
– Ka pono kiʻekiʻe.
– ʻOi aku ka like o ka microstructure.
– Hoʻēmi i nā kīnā i hoʻohālikelike ʻia me ka hoʻolei ʻana i nā ingot kuʻuna.
b) Ke hoʻolei ʻana i nā ʻiota (ʻaʻole maʻamau)
Hoʻohana ʻia no kekahi mau noi kūikawā, akā ʻoi aku ka maʻalahi o ka hoʻokaʻawale ʻana o nā mea hoʻohuihui a koi ʻia ka hana hou aku.
5. Hoʻokumu Thermomechanical: ʻōwili, forging, a me extrusion
Pono ke kaʻina hana no nā ʻano kūkulu e like me nā kaola-I, nā kaola-H, nā kahawai-C, nā papa, a i ʻole nā kaola hoʻoikaika.
a) ʻōwili wela
Hoʻomehana ʻia ka papa a i ʻole ka pua a laila ʻōwili ʻia i loko o:
– Nā papa no nā pilina a me nā papa kumu.
– Nā ʻaoʻao kūkulu (H, I, U, L) no nā kaola a me nā kolamu.
– Nā kaola a me nā koʻokoʻo uea no nā mea hoʻopaʻa.
Kōkua pū ka ʻōwili wela i ka hoʻomaʻemaʻe ʻana i ke ʻano o ka palaoa a hoʻomaikaʻi i nā waiwai mechanical.
b) ʻŌwili i kāohi ʻia / TMCP (Thermo-Mechanical Controlled Processing)
He ʻano hana koʻikoʻi kēia no nā kila ikaika kiʻekiʻe, haʻahaʻa-alloy. Ma ka kaohi ʻana i ka mahana a me ka hōʻemi ʻana i ka wā e ʻōwili ana, hoʻokō nā mea hana:
– Nā hua lahilahi (hoʻomaʻemaʻe ʻana i nā hua).
– Ikaika kiʻekiʻe me ka ʻole o ka hoʻonui nui ʻana i ka nui o ke kalapona.
- Hoʻomaikaʻi ʻia ka hiki ke hoʻopili ʻia, kūpono no ke kūkulu ʻana i nā alahaka a me nā hale kiʻekiʻe.
c) Ke hana ʻana
Hoʻohana ʻia no nā ʻāpana e pono ai ka paʻakikī kiʻekiʻe, e like me nā flanges kūikawā, nā heleuma, a i ʻole nā ʻāpana hoʻohui hana kaumaha. Hoʻomaikaʻi ka forging i ke kuhikuhi ʻana o ka ʻili metala a hoʻemi i nā pores kūloko.
d) Hoʻopuka ʻana (alumini wale nō)
Hana ʻia nā ʻikepili alumini no nā ʻaoʻao mua a me nā mōlina māmā ma o ka extrusion: hoʻomehana ʻia nā blallets a laila hoʻokuʻi ʻia i loko o kahi die e hana i nā ʻikepili paʻakikī a māmā.
6. Ka mālama wela (lāʻau wela) e hoʻoponopono i nā waiwai
ʻO ka manaʻo o ka mālama wela e hoʻololi i ka microstructure i mea e hoʻokō ai nā waiwai hope loa i nā koi hoʻolālā.
I ke kūkulu ʻana i ke kila:
– Hoʻomaikaʻi ka normalizing i ke kūlike a me ka paʻa o ka hoʻonohonoho ʻana.
– Hoʻopuka ka Quenching & tempering (Q&T) i ka ikaika kiʻekiʻe, hoʻohana pinepine ʻia ma kekahi mau ʻāpana e pono ai ka ikaika nui aʻe.
– ʻO ka hoʻomaha ʻana i ke koʻikoʻi e hōʻemi ana i nā koʻikoʻi i koe ma muli o ka hoʻoheheʻe ʻana a i ʻole ke kūkulu ʻana.
I loko o kekahi mau mea hoʻohuihui alumini:
– Hoʻonui ka mālama wela ʻana i ka hopena a me ka ʻelemakule ʻana (e like me ka moʻo 6xxx a i ʻole 7xxx) i ka ikaika ma o ka ua.
Pono ke koho ʻana o ka mālama wela e noʻonoʻo i ke kūpaʻa o ka māwae, ka hiki ke hoʻopili ʻia, a me ka hana lōʻihi.
7. Nā ʻenehana hoʻoikaika pale ʻana i ka palaho no nā wahi kūkulu
Hoʻopilikia pinepine ʻia nā hale i ka ua, ka makū, ka paʻakai (kahakai), a i ʻole nā mea haumia o nā ʻoihana. No laila, ma waho aʻe o ke koho ʻana i ka metala kūpono, hoʻopili ʻia nā ʻano hana pale:
– He mea maʻamau ka galvanizing (uhi zinc) no ke kila kūkulu e pale ai i ka popo.
– He kūpono ke kila hoʻomehana honua (ʻo ia hoʻi, kekahi mau mea hao e hana ana i kahi patina pale) no kekahi mau kūlana lewa.
– Ke kila kila no nā wahi e pono ai ke kūpaʻa kiʻekiʻe i ka pala a me ka mālama haʻahaʻa.
– Nā ʻōnaehana uhi (epoxy, polyurethane, a pēlā aku) ma ke ʻano he pale hou aku.
ʻAʻole wale ke kūpaʻa ʻana i ka palaho he mea ia o ka nani, akā he palekana nō hoʻi no ka mea hiki i ka palaho ke hōʻemi i ka ʻāpana keʻa kūpono a hoʻoulu i ka hāʻule ʻana o ke kūkulu ʻana.
8. Ka hoʻomalu maikaʻi a me ka hoʻāʻo ʻana i nā mea
Pono nā mea hoʻohui metala no nā hale kūkulu e hoʻokō i kekahi mau kūlana loea (e laʻa me nā kūlana haku mele, ikaika, a me ka paʻakikī). ʻO nā kaʻina hana maikaʻi ma ke ʻano laulā e komo pū me:
– Hoʻāʻo tensile e hoʻoholo ai i ka ikaika huahua, ka ikaika tensile, a me ka elongation.
– Hoʻāʻo hopena (Charpy) e loiloi i ka paʻakikī, ʻoi aku hoʻi ma nā kila e hana ana ma nā mahana haʻahaʻa.
– Ka hoʻāʻo paʻakikī ma ke ʻano he anakahi o nā waiwai mechanical.
– Ka nānā ʻana i nā kemika e hōʻoia i ka pololei o ka haku mele ʻana.
– NDT (Non-Destructive Testing) e like me ka hoʻāʻo ultrasonic, radiography, magnetic particle testing, a i ʻole ka hoʻāʻo penetrant dye e ʻike i nā hemahema kūloko/ʻili.
- Nā nānā ʻana i ka nui a me ke ahonui e hōʻoia i ka hoʻokō ʻana o nā ʻaoʻao i nā koi hana.
ʻO ka mana maikaʻi e hōʻoiaʻiʻo ana i ka palekana o ka mea e hoʻohana ai, maʻalahi ke hoʻoheheʻe ʻia, a he hana kūlike mai ka pūʻulu a i ka pūʻulu.
9. Nā pilikia a me nā kuhikuhi o ka hoʻomohala ʻana
Ke hoʻomau nei ka ulu ʻana o ka ʻoihana hao hao kūkulu hale. ʻO nā pilikia nui:
– Ke kaulike ma waena o ka ikaika a me ka hiki ke hoʻopili ʻia (ʻo ka ikaika kiʻekiʻe e lawe pinepine i ka pilikia o ka ʻoi aku ka maʻalahi i ka haki ʻana o ka hoʻopili ʻana inā ʻaʻole i hoʻolālā pono ʻia).
– Ka hoʻokō pono ʻana i ke kumukūʻai no ka mea he pipiʻi kekahi mau mea hoʻohuihui.
– Ka hoʻomau ʻana ma o ka hoʻonui ʻana i ka hana hou ʻana, ka pono o ka ikehu a me ka hoʻemi ʻana i nā hoʻokuʻu ʻana.
ʻO nā kuhikuhi hoʻomohala e pili ana i ka hoʻohana ʻana i ke kila HSLA (High Strength Low Alloy) māmā akā ikaika, ka hoʻopili ʻana o TMCP pololei, a me nā hoʻomaikaʻi ʻana i nā kaʻina hana EAF i hoʻokumu ʻia i ka ʻōpala e hōʻemi i ka kapuaʻi kalapona.
Ka hopena
ʻO ka ʻenekinia o nā metala hao no nā hale kūkulu e pili ana i kahi moʻo o nā kaʻina hana e pili pū ana: mai ka hoʻolālā haku mele, ka hoʻoheheʻe ʻana a me ka hoʻomaʻemaʻe ʻana, ka hoʻolei ʻana, ka hoʻokumu thermomechanical, ka mālama wela, a hiki i ka pale ʻana i ka pala a me ka kaohi maikaʻi. ʻO nā metala i hoʻolālā pono ʻia a hana ʻia e hana i nā mea ikaika, paʻa, a palekana hoʻi i hiki ke kū i nā ukana a me nā kūlana kaiapuni no nā makahiki he ʻumi. Me ka holomua o ka ʻenehana metallurgical a me nā koi paʻakikī o nā hale, ʻo ka hoʻomaopopo ʻana i ka ʻenekinia metala hao he kumu koʻikoʻi ia no ka maikaʻi a me ke kūpaʻa o ke kūkulu ʻana i ka wā e hiki mai ana.
