Definisi dan tujuan pelindapkejutan
Keluli dipanaskan pada suhu di atas titik kritikal Ac3 (keluli hypoeutectoid) atau Ac1 (keluli hyperutectoid), disimpan untuk tempoh masa untuk menjadikannya austenitisasi sepenuhnya atau sebahagian, dan kemudian disejukkan pada kelajuan yang lebih besar daripada kelajuan pelindapkejutan kritikal. Proses rawatan haba yang mengubah austenit supersejuk menjadi martensit atau bainit bawah dipanggil pelindapkejutan.
Tujuan pelindapkejutan adalah untuk mengubah austenit supercooled kepada martensit atau bainit untuk mendapatkan struktur martensit atau bainit yang lebih rendah, yang kemudiannya digabungkan dengan pembajaan pada suhu yang berbeza untuk meningkatkan kekuatan, kekerasan dan rintangan keluli dengan banyak. Kebolehpakaian, kekuatan dan keliatan keletihan, dsb., untuk memenuhi keperluan penggunaan yang berbeza bagi pelbagai bahagian dan alatan mekanikal. Pelindapkejutan juga boleh digunakan untuk memenuhi sifat fizikal dan kimia khas keluli khas tertentu seperti feromagnetisme dan rintangan kakisan.
Apabila bahagian keluli disejukkan dalam medium pelindapkejutan dengan perubahan dalam keadaan fizikal, proses penyejukan secara amnya dibahagikan kepada tiga peringkat berikut: peringkat filem wap, peringkat mendidih, dan peringkat perolakan.
Kebolehkerasan keluli
Kebolehkerasan dan kebolehkerasan adalah dua penunjuk prestasi yang mencirikan keupayaan keluli untuk menjalani pelindapkejutan. Ia juga merupakan asas penting untuk pemilihan dan penggunaan bahan.
1. Konsep kebolehkerasan dan kebolehkerasan
Kebolehkerasan ialah keupayaan keluli untuk mencapai kekerasan tertinggi yang boleh dicapai apabila dipadamkan dan dikeraskan di bawah keadaan yang ideal. Faktor utama yang menentukan kebolehkerasan keluli ialah kandungan karbon keluli. Untuk menjadi lebih tepat, ia adalah kandungan karbon yang terlarut dalam austenit semasa pelindapkejutan dan pemanasan. Semakin tinggi kandungan karbon, semakin tinggi kebolehkerasan keluli. . Unsur-unsur pengaloian dalam keluli mempunyai sedikit kesan ke atas kebolehkerasan, tetapi ia mempunyai kesan yang ketara ke atas kebolehkerasan keluli.
Kebolehkerasan merujuk kepada ciri-ciri yang menentukan kedalaman pengerasan dan taburan kekerasan keluli di bawah keadaan tertentu. Iaitu, keupayaan untuk mendapatkan kedalaman lapisan keras apabila keluli dipadamkan. Ia adalah sifat semula jadi keluli. Kebolehkerasan sebenarnya mencerminkan kemudahan austenit berubah menjadi martensit apabila keluli dipadamkan. Ia terutamanya berkaitan dengan kestabilan austenit supercooled keluli, atau kepada kadar penyejukan pelindapkejutan kritikal keluli.
Ia juga harus ditegaskan bahawa kebolehkerasan keluli mesti dibezakan daripada kedalaman pengerasan berkesan bahagian keluli di bawah keadaan pelindapkejutan tertentu. Kebolehkerasan keluli adalah sifat yang melekat pada keluli itu sendiri. Ia hanya bergantung kepada faktor dalaman sendiri dan tiada kaitan dengan faktor luaran. Kedalaman kebolehkerasan berkesan keluli bukan sahaja bergantung kepada kebolehkerasan keluli, tetapi juga bergantung kepada bahan yang digunakan. Ia berkaitan dengan faktor luaran seperti medium penyejukan dan saiz bahan kerja. Sebagai contoh, di bawah keadaan austenitizing yang sama, kebolehkerasan keluli yang sama adalah sama, tetapi kedalaman pengerasan berkesan pelindapkejutan air adalah lebih besar daripada pelindapkejutan minyak, dan bahagian kecil lebih kecil daripada pelindapkejutan minyak. Kedalaman pengerasan berkesan bahagian besar adalah besar. Ini tidak boleh dikatakan bahawa pelindapkejutan air mempunyai kebolehkerasan yang lebih tinggi daripada pelindapkejutan minyak. Tidak boleh dikatakan bahagian yang kecil mempunyai kebolehkerasan yang lebih tinggi daripada bahagian yang besar. Ia boleh dilihat bahawa untuk menilai kebolehkerasan keluli, pengaruh faktor luaran seperti bentuk bahan kerja, saiz, medium penyejukan, dan lain-lain mesti dihapuskan.
Di samping itu, kerana kebolehkerasan dan kebolehkerasan adalah dua konsep yang berbeza, keluli dengan kekerasan yang tinggi selepas pelindapkejutan tidak semestinya mempunyai kebolehkerasan yang tinggi; dan keluli dengan kekerasan rendah juga mungkin mempunyai kebolehkerasan yang tinggi.
2. Faktor yang mempengaruhi kebolehkerasan
Kebolehkerasan keluli bergantung kepada kestabilan austenit. Sebarang faktor yang boleh meningkatkan kestabilan austenit supercooled, mengalihkan lengkung C ke kanan, dan dengan itu mengurangkan kadar penyejukan kritikal boleh meningkatkan kebolehkerasan keluli tinggi. Kestabilan austenit bergantung terutamanya kepada komposisi kimianya, saiz butiran dan keseragaman komposisi, yang berkaitan dengan komposisi kimia keluli dan keadaan pemanasan.
3. Kaedah pengukuran kebolehkerasan
Terdapat banyak kaedah untuk mengukur kebolehkerasan keluli, yang paling biasa digunakan ialah kaedah pengukuran diameter kritikal dan kaedah ujian kebolehkerasan akhir.
(1) Kaedah pengukuran diameter kritikal
Selepas keluli dipadamkan dalam medium tertentu, diameter maksimum apabila teras memperoleh semua martensit atau 50% struktur martensit dipanggil diameter kritikal, diwakili oleh Dc. Kaedah pengukuran diameter kritikal adalah untuk membuat satu siri rod bulat dengan diameter yang berbeza, dan selepas pelindapkejutan, ukur lengkung U kekerasan yang diedarkan sepanjang diameter pada setiap bahagian sampel, dan cari rod dengan struktur separa martensit di tengah. Diameter rod bulat Iaitu diameter genting. Lebih besar diameter kritikal, lebih tinggi kebolehkerasan keluli.
(2) Kaedah ujian pelindapkejutan tamat
Kaedah ujian pelindapkejutan menggunakan spesimen pelindapkejutan saiz standard (Ф25mm×100mm). Selepas austenitisasi, air disembur pada satu hujung spesimen pada peralatan khas untuk menyejukkannya. Selepas penyejukan, kekerasan diukur sepanjang arah paksi - dari hujung yang disejukkan air. Kaedah ujian untuk lengkung hubungan jarak. Kaedah ujian pengerasan akhir adalah salah satu kaedah untuk menentukan kebolehkerasan keluli. Kelebihannya ialah operasi mudah dan julat aplikasi yang luas.
4. pelindapkejutan tegasan, ubah bentuk dan retak
(1) Tegasan dalaman bahan kerja semasa pelindapkejutan
Apabila bahan kerja disejukkan dengan cepat dalam medium pelindapkejutan, kerana bahan kerja mempunyai saiz tertentu dan pekali kekonduksian terma juga merupakan nilai tertentu, kecerunan suhu tertentu akan berlaku di sepanjang bahagian dalam bahan kerja semasa proses penyejukan. Suhu permukaan rendah, suhu teras tinggi, dan suhu permukaan dan teras tinggi. Terdapat perbezaan suhu. Semasa proses penyejukan bahan kerja, terdapat juga dua fenomena fizikal: satu ialah pengembangan haba, apabila suhu menurun, panjang garisan bahan kerja akan mengecut; satu lagi ialah penjelmaan austenit kepada martensit apabila suhu jatuh ke takat penjelmaan martensit. , yang akan meningkatkan volum tertentu. Disebabkan oleh perbezaan suhu semasa proses penyejukan, jumlah pengembangan haba akan berbeza pada bahagian yang berbeza di sepanjang keratan rentas bahan kerja, dan tegasan dalaman akan dijana di bahagian yang berlainan bahan kerja. Disebabkan wujudnya perbezaan suhu dalam bahan kerja, mungkin juga terdapat bahagian di mana suhu jatuh lebih cepat daripada titik di mana martensit berlaku. Transformasi, isipadu mengembang, dan bahagian dengan suhu tinggi masih lebih tinggi daripada titik dan masih dalam keadaan austenit. Bahagian yang berbeza ini juga akan menjana tegasan dalaman disebabkan oleh perbezaan dalam perubahan volum tertentu. Oleh itu, dua jenis tegasan dalaman boleh dijana semasa proses pelindapkejutan dan penyejukan: satu ialah tegasan terma; satu lagi ialah tekanan tisu.
Mengikut ciri masa kewujudan tekanan dalaman, ia juga boleh dibahagikan kepada tegasan serta-merta dan tegasan sisa. Tegasan dalaman yang dijana oleh bahan kerja pada masa tertentu semasa proses penyejukan dipanggil tegasan serta-merta; selepas bahan kerja disejukkan, tegasan yang tinggal di dalam bahan kerja dipanggil tegasan sisa.
Tegasan terma merujuk kepada tegasan yang disebabkan oleh pengembangan haba yang tidak konsisten (atau penguncupan sejuk) akibat perbezaan suhu di bahagian berlainan bahan kerja apabila ia dipanaskan (atau disejukkan).
Sekarang ambil silinder pepejal sebagai contoh untuk menggambarkan pembentukan dan perubahan peraturan tegasan dalaman semasa proses penyejukannya. Hanya tegasan paksi dibincangkan di sini. Pada permulaan penyejukan, kerana permukaan sejuk dengan cepat, suhu rendah, dan banyak mengecut, manakala teras disejukkan, suhu tinggi, dan pengecutan kecil. Akibatnya, permukaan dan bahagian dalam saling dihalang, mengakibatkan tegasan tegangan pada permukaan, manakala teras berada di bawah tekanan. tekanan. Apabila penyejukan berterusan, perbezaan suhu antara bahagian dalam dan luar meningkat, dan tegasan dalaman juga meningkat dengan sewajarnya. Apabila tegasan meningkat melebihi kekuatan alah pada suhu ini, ubah bentuk plastik berlaku. Oleh kerana ketebalan jantung lebih tinggi daripada permukaan, jantung sentiasa mengecut secara paksi terlebih dahulu. Akibat ubah bentuk plastik, tegasan dalaman tidak lagi meningkat. Selepas menyejukkan ke tempoh masa tertentu, penurunan suhu permukaan akan beransur-ansur perlahan, dan pengecutannya juga akan berkurangan secara beransur-ansur. Pada masa ini, teras masih mengecut, jadi tegasan tegangan pada permukaan dan tegasan mampatan pada teras akan beransur-ansur berkurangan sehingga ia hilang. Walau bagaimanapun, apabila penyejukan berterusan, kelembapan permukaan menjadi lebih rendah dan lebih rendah, dan jumlah pengecutan menjadi semakin berkurangan, atau bahkan berhenti mengecut. Oleh kerana suhu dalam teras masih tinggi, ia akan terus mengecut, dan akhirnya tegasan mampatan akan terbentuk pada permukaan bahan kerja, manakala teras akan mempunyai tegasan tegangan. Walau bagaimanapun, oleh kerana suhu rendah, ubah bentuk plastik tidak mudah berlaku, jadi tegasan ini akan meningkat apabila penyejukan berterusan. Ia terus meningkat dan akhirnya kekal di dalam bahan kerja sebagai tekanan sisa.
Dapat dilihat bahawa tegasan terma semasa proses penyejukan pada mulanya menyebabkan lapisan permukaan diregangkan dan teras dimampatkan, dan tekanan baki yang tinggal ialah lapisan permukaan yang akan dimampatkan dan teras yang akan diregangkan.
Kesimpulannya, tegasan terma yang dijana semasa penyejukan pelindapkejutan disebabkan oleh perbezaan suhu keratan rentas semasa proses penyejukan. Lebih besar kadar penyejukan dan lebih besar perbezaan suhu keratan rentas, lebih besar tegasan haba yang dihasilkan. Di bawah keadaan medium penyejukan yang sama, semakin tinggi suhu pemanasan bahan kerja, semakin besar saiznya, semakin kecil kekonduksian terma keluli, semakin besar perbezaan suhu dalam bahan kerja, dan semakin besar tekanan haba. Jika bahan kerja disejukkan secara tidak rata pada suhu tinggi, ia akan herot dan cacat. Jika tegasan tegangan serta-merta yang dijana semasa proses penyejukan bahan kerja adalah lebih besar daripada kekuatan tegangan bahan, keretakan pelindapkejutan akan berlaku.
Tegasan transformasi fasa merujuk kepada tegasan yang disebabkan oleh masa perubahan fasa yang berbeza dalam pelbagai bahagian bahan kerja semasa proses rawatan haba, juga dikenali sebagai tekanan tisu.
Semasa pelindapkejutan dan penyejukan pantas, apabila lapisan permukaan disejukkan ke titik Ms, transformasi martensit berlaku dan menyebabkan pengembangan isipadu. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh halangan teras yang masih belum mengalami transformasi, lapisan permukaan menghasilkan tegasan mampatan, manakala teras mempunyai tegasan tegangan. Apabila tekanan cukup besar, ia akan menyebabkan ubah bentuk. Apabila teras disejukkan ke titik Ms, ia juga akan mengalami transformasi martensit dan mengembang dalam jumlah. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh kekangan lapisan permukaan yang diubah dengan keplastikan yang rendah dan kekuatan tinggi, tegasan sisa terakhirnya akan berada dalam bentuk tegangan permukaan, dan teras akan Di bawah tekanan. Ia boleh dilihat bahawa perubahan dan keadaan akhir tegasan transformasi fasa adalah betul-betul bertentangan dengan tegasan terma. Selain itu, oleh kerana tegasan perubahan fasa berlaku pada suhu rendah dengan keplastikan yang rendah, ubah bentuk sukar pada masa ini, jadi tegasan perubahan fasa lebih berkemungkinan menyebabkan keretakan bahan kerja.
Terdapat banyak faktor yang mempengaruhi saiz tegasan transformasi fasa. Lebih cepat kadar penyejukan keluli dalam julat suhu transformasi martensit, lebih besar saiz kepingan keluli, lebih teruk kekonduksian haba keluli, lebih besar isipadu khusus martensit, lebih besar tegasan transformasi fasa. Semakin besar ia menjadi. Di samping itu, tegasan transformasi fasa juga berkaitan dengan komposisi keluli dan kebolehkerasan keluli. Sebagai contoh, keluli aloi tinggi karbon tinggi meningkatkan isipadu khusus martensit kerana kandungan karbonnya yang tinggi, yang sepatutnya meningkatkan tegasan transformasi fasa keluli. Walau bagaimanapun, apabila kandungan karbon meningkat, titik Ms berkurangan, dan terdapat sejumlah besar austenit yang tertahan selepas pelindapkejutan. Pengembangan isipadunya berkurangan dan tegasan sisa adalah rendah.
(2) Ubah bentuk bahan kerja semasa pelindapkejutan
Semasa pelindapkejutan, terdapat dua jenis ubah bentuk utama dalam bahan kerja: satu ialah perubahan dalam bentuk geometri bahan kerja, yang ditunjukkan sebagai perubahan dalam saiz dan bentuk, sering dipanggil ubah bentuk meledingkan, yang disebabkan oleh tekanan pelindapkejutan; satu lagi ialah ubah bentuk isipadu. , yang menunjukkan dirinya sebagai pengembangan berkadar atau pengecutan isipadu bahan kerja, yang disebabkan oleh perubahan dalam isipadu tertentu semasa perubahan fasa.
Ubah bentuk meledingkan juga termasuk ubah bentuk bentuk dan ubah bentuk berpusing. Ubah bentuk lilitan terutamanya disebabkan oleh penempatan bahan kerja yang tidak betul dalam relau semasa pemanasan, atau kekurangan rawatan membentuk selepas pembetulan ubah bentuk sebelum pelindapkejutan, atau penyejukan tidak sekata pelbagai bahagian bahan kerja apabila bahan kerja disejukkan. Ubah bentuk ini boleh dianalisis dan diselesaikan untuk situasi tertentu. Yang berikut terutamanya membincangkan ubah bentuk isipadu dan ubah bentuk bentuk.
1) Punca ubah bentuk pelindapkejutan dan peraturannya yang berubah
Ubah bentuk isipadu yang disebabkan oleh transformasi struktur Keadaan struktur bahan kerja sebelum pelindapkejutan secara amnya adalah perlit, iaitu struktur campuran ferit dan simentit, dan selepas pelindapkejutan ia adalah struktur martensit. Isipadu khusus yang berbeza bagi tisu ini akan menyebabkan perubahan isipadu sebelum dan selepas pelindapkejutan, mengakibatkan ubah bentuk. Walau bagaimanapun, ubah bentuk ini hanya menyebabkan bahan kerja mengembang dan mengecut secara berkadar, jadi ia tidak mengubah bentuk bahan kerja.
Di samping itu, lebih banyak martensit dalam struktur selepas rawatan haba, atau lebih tinggi kandungan karbon dalam martensit, lebih besar pengembangan isipadunya, dan lebih besar jumlah austenit tertahan, pengembangan isipadu kurang. Oleh itu, perubahan isipadu boleh dikawal dengan mengawal kandungan relatif martensit dan martensit sisa semasa rawatan haba. Jika dikawal dengan betul, kelantangan tidak akan mengembang atau mengecut.
Ubah bentuk bentuk yang disebabkan oleh tegasan terma Ubah bentuk yang disebabkan oleh tegasan terma berlaku di kawasan suhu tinggi di mana kekuatan hasil bahagian keluli adalah rendah, keplastikan tinggi, permukaan menyejuk dengan cepat, dan perbezaan suhu antara bahagian dalam dan luar bahan kerja adalah yang terbesar. Pada masa ini, tegasan terma serta-merta ialah tegasan tegangan permukaan dan tegasan mampatan teras. Oleh kerana suhu teras adalah tinggi pada masa ini, kekuatan hasil jauh lebih rendah daripada permukaan, jadi ia nyata sebagai ubah bentuk di bawah tindakan tegasan mampatan pelbagai arah, iaitu, kiub adalah sfera dalam arah. Kepelbagaian. Hasilnya ialah yang lebih besar mengecut, manakala yang lebih kecil mengembang. Sebagai contoh, silinder panjang memendekkan arah panjang dan mengembang dalam arah diameter.
Ubah bentuk bentuk yang disebabkan oleh tekanan tisu Ubah bentuk yang disebabkan oleh tekanan tisu juga berlaku pada saat awal apabila tekanan tisu adalah maksimum. Pada masa ini, perbezaan suhu keratan rentas adalah besar, suhu teras lebih tinggi, ia masih dalam keadaan austenit, keplastikan adalah baik, dan kekuatan hasil rendah. Tegasan tisu serta-merta ialah tegasan mampatan permukaan dan tegasan tegangan teras. Oleh itu, ubah bentuk ditunjukkan sebagai pemanjangan teras di bawah tindakan tegasan tegangan pelbagai arah. Hasilnya ialah di bawah tindakan tekanan tisu, bahagian yang lebih besar bahan kerja memanjang, manakala bahagian yang lebih kecil memendek. Sebagai contoh, ubah bentuk yang disebabkan oleh tekanan tisu dalam silinder panjang ialah pemanjangan panjang dan pengurangan diameter.
Jadual 5.3 menunjukkan peraturan ubah bentuk pelindapkejutan pelbagai bahagian keluli biasa.
2) Faktor yang mempengaruhi ubah bentuk pelindapkejutan
Faktor-faktor yang mempengaruhi ubah bentuk pelindapkejutan adalah terutamanya komposisi kimia keluli, struktur asal, geometri bahagian dan proses rawatan haba.
3) Memadamkan rekahan
Keretakan pada bahagian terutamanya berlaku pada peringkat akhir pelindapkejutan dan penyejukan, iaitu, selepas transformasi martensit pada dasarnya selesai atau selepas penyejukan lengkap, kegagalan rapuh berlaku kerana tegasan tegangan di bahagian melebihi kekuatan patah keluli. Retakan biasanya berserenjang dengan arah ubah bentuk tegangan maksimum, jadi bentuk rekahan yang berbeza pada bahagian bergantung terutamanya pada keadaan pengagihan tegasan.
Jenis keretakan pelindapkejutan biasa: Retak membujur (paksi) terhasil terutamanya apabila tegasan tegangan tangen melebihi kekuatan pecah bahan; retakan melintang terbentuk apabila tegasan tegangan paksi besar yang terbentuk pada permukaan dalam bahagian melebihi kekuatan pecah bahan. Retak; retakan rangkaian terbentuk di bawah tindakan tegasan tegangan dua dimensi pada permukaan; retakan mengelupas berlaku dalam lapisan keras yang sangat nipis, yang mungkin berlaku apabila tegasan berubah secara mendadak dan tegasan tegangan yang berlebihan bertindak dalam arah jejari. macam retak.
Retakan membujur juga dipanggil retak paksi. Retakan berlaku pada tegasan tegangan maksimum berhampiran permukaan bahagian, dan mempunyai kedalaman tertentu ke arah tengah. Arah retakan secara amnya selari dengan paksi, tetapi arah juga mungkin berubah apabila terdapat kepekatan tegasan pada bahagian atau apabila terdapat kecacatan struktur dalaman.
Selepas bahan kerja dipadamkan sepenuhnya, retakan membujur terdedah untuk berlaku. Ini berkaitan dengan tegasan tegangan tangen yang besar pada permukaan bahan kerja yang dipadamkan. Apabila kandungan karbon keluli meningkat, kecenderungan untuk membentuk retakan membujur meningkat. Keluli karbon rendah mempunyai isipadu khusus martensit yang kecil dan tegasan haba yang kuat. Terdapat tekanan mampatan sisa yang besar pada permukaan, jadi ia tidak mudah untuk dipadamkan. Apabila kandungan karbon meningkat, tegasan mampatan permukaan berkurangan dan tegasan struktur bertambah. Pada masa yang sama, tegasan tegangan puncak bergerak ke arah lapisan permukaan. Oleh itu, keluli karbon tinggi terdedah kepada retakan pelindapkejutan membujur apabila terlalu panas.
Saiz bahagian secara langsung mempengaruhi saiz dan pengedaran tegasan sisa, dan kecenderungan keretakan pelindapkejutannya juga berbeza. Retakan membujur juga mudah dibentuk dengan pelindapkejutan dalam julat saiz keratan rentas yang berbahaya. Di samping itu, penyumbatan bahan mentah keluli sering menyebabkan keretakan membujur. Memandangkan kebanyakan bahagian keluli dibuat dengan bergolek, kemasukan bukan emas, karbida, dsb. dalam keluli diagihkan sepanjang arah ubah bentuk, menyebabkan keluli menjadi anisotropik. Sebagai contoh, jika keluli alat mempunyai struktur seperti jalur, kekuatan patah melintang selepas pelindapkejutan adalah 30% hingga 50% lebih kecil daripada kekuatan patah membujur. Jika terdapat faktor seperti kemasukan bukan emas dalam keluli yang menyebabkan kepekatan tegasan, walaupun tegasan tangensial lebih besar daripada tegasan paksi, retakan membujur mudah terbentuk dalam keadaan tegasan rendah. Atas sebab ini, kawalan ketat tahap kemasukan bukan logam dan gula dalam keluli adalah faktor penting dalam mencegah keretakan pelindapkejutan.
Ciri-ciri taburan tegasan dalaman retakan melintang dan retakan arka ialah: permukaan tertakluk kepada tegasan mampatan. Selepas meninggalkan permukaan untuk jarak tertentu, tegasan mampatan berubah kepada tegasan tegangan yang besar. Retakan berlaku di kawasan tegasan tegangan, dan kemudian apabila tegasan dalaman Ia merebak ke permukaan bahagian hanya jika ia diagihkan semula atau kerapuhan keluli bertambah lagi.
Retakan melintang sering berlaku pada bahagian aci yang besar, seperti penggelek, pemutar turbin atau bahagian aci lain. Ciri-ciri rekahan ialah ia berserenjang dengan arah paksi dan pecah dari dalam ke luar. Ia sering terbentuk sebelum dikeraskan dan disebabkan oleh tekanan haba. Penempaan besar selalunya mempunyai kecacatan metalurgi seperti liang, kemasukan, rekahan penempaan dan bintik putih. Kecacatan ini berfungsi sebagai titik permulaan patah dan pecah di bawah tindakan tegasan tegangan paksi. Keretakan arka disebabkan oleh tegasan terma dan biasanya diedarkan dalam bentuk arka di bahagian yang bentuk bahagiannya berubah. Ia terutamanya berlaku di dalam bahan kerja atau berhampiran tepi tajam, alur dan lubang, dan diedarkan dalam bentuk arka. Apabila bahagian keluli karbon tinggi dengan diameter atau ketebalan 80 hingga 100 mm atau lebih tidak dipadamkan, permukaan akan menunjukkan tegasan mampatan dan pusat akan menunjukkan tegasan tegangan. Tegasan, tegasan tegangan maksimum berlaku dalam zon peralihan dari lapisan mengeras kepada lapisan tidak mengeras, dan retakan arka berlaku di kawasan ini. Di samping itu, kadar penyejukan di tepi dan sudut tajam adalah pantas dan semuanya dipadamkan. Apabila beralih ke bahagian lembut, iaitu, ke kawasan yang tidak dikeraskan, zon tegasan tegangan maksimum muncul di sini, jadi retakan arka terdedah untuk berlaku. Kadar penyejukan berhampiran lubang pin, alur atau lubang tengah bahan kerja adalah perlahan, lapisan mengeras yang sepadan adalah nipis, dan tegasan tegangan berhampiran zon peralihan yang mengeras boleh menyebabkan keretakan arka dengan mudah.
Retakan retikular, juga dikenali sebagai rekahan permukaan, ialah rekahan permukaan. Kedalaman retakan adalah cetek, biasanya sekitar 0.01~1.5mm. Ciri utama rekahan jenis ini ialah arah rekahan yang sewenang-wenangnya tidak ada kena mengena dengan bentuk bahagian tersebut. Banyak retakan disambungkan antara satu sama lain untuk membentuk rangkaian dan diedarkan secara meluas. Apabila kedalaman retak lebih besar, seperti lebih daripada 1 mm, ciri rangkaian hilang dan menjadi retak berorientasikan rawak atau membujur. Keretakan rangkaian berkaitan dengan keadaan tegasan tegangan dua dimensi pada permukaan.
Bahagian keluli berkarbon tinggi atau berkarburkan dengan lapisan ternyahkarbur pada permukaan terdedah untuk membentuk keretakan rangkaian semasa pelindapkejutan. Ini kerana lapisan permukaan mempunyai kandungan karbon yang lebih rendah dan isipadu tentu yang lebih kecil daripada lapisan dalam martensit. Semasa pelindapkejutan, lapisan permukaan karbida tertakluk kepada tegasan tegangan. Bahagian yang lapisan penyahfosforannya belum dialih keluar sepenuhnya semasa pemprosesan mekanikal juga akan membentuk keretakan rangkaian semasa pemadaman permukaan frekuensi tinggi atau nyalaan. Untuk mengelakkan keretakan sedemikian, kualiti permukaan bahagian hendaklah dikawal dengan ketat, dan kimpalan pengoksidaan harus dicegah semasa rawatan haba. Di samping itu, selepas acuan penempaan digunakan untuk tempoh masa tertentu, rekahan keletihan haba yang muncul dalam jalur atau rangkaian dalam rongga dan retak dalam proses pengisaran bahagian yang dipadamkan semuanya tergolong dalam bentuk ini.
Retakan mengelupas berlaku di kawasan lapisan permukaan yang sangat sempit. Tegasan mampatan bertindak dalam arah paksi dan tangen, dan tegasan tegangan berlaku dalam arah jejari. Keretakan adalah selari dengan permukaan bahagian. Pengelupasan lapisan yang mengeras selepas pelindapkejutan permukaan dan bahagian pengkarburan disejukkan tergolong dalam keretakan tersebut. Kejadiannya berkaitan dengan struktur yang tidak sekata dalam lapisan yang mengeras. Sebagai contoh, selepas keluli berkarburasi aloi disejukkan pada kelajuan tertentu, struktur dalam lapisan berkarburasi ialah: lapisan luar pearlit + karbida yang sangat halus, dan lapisan bawah adalah martensit + sisa Austenit, lapisan dalam adalah pearlit halus atau struktur pearlit yang sangat halus. Oleh kerana isipadu khusus pembentukan sub-lapisan martensit adalah yang terbesar, hasil pengembangan isipadu ialah tegasan mampatan bertindak pada lapisan permukaan dalam arah paksi dan tangen, dan tegasan tegangan berlaku dalam arah jejarian, dan mutasi tegasan berlaku ke bahagian dalam, beralih kepada keadaan tegasan mampatan, dan retakan pengelupasan Berlaku di kawasan yang sangat nipis di mana tekanan berlaku. Secara amnya, rekahan bersembunyi di dalam selari dengan permukaan, dan dalam kes yang teruk boleh menyebabkan pengelupasan permukaan. Jika kadar penyejukan bahagian berkarburkan dipercepatkan atau dikurangkan, struktur martensit seragam atau struktur perlit ultra-halus boleh diperolehi dalam lapisan berkarburkan, yang boleh mengelakkan berlakunya keretakan tersebut. Di samping itu, semasa pelindapkejutan permukaan berfrekuensi tinggi atau nyalaan, permukaan sering menjadi terlalu panas dan ketidakhomogenan struktur di sepanjang lapisan yang mengeras dengan mudah boleh membentuk rekahan permukaan tersebut.
Microcracks berbeza daripada empat retakan yang disebutkan di atas kerana ia disebabkan oleh mikrostress. Retakan antara butiran yang muncul selepas pelindapkejutan, terlalu panas dan pengisaran keluli alat karbon tinggi atau bahan kerja berkarbur, serta retak yang disebabkan oleh pembajaan bahagian yang dipadamkan yang tidak tepat pada masanya, semuanya berkaitan dengan kewujudan dan pengembangan retakan mikro dalam keluli itu.
Microcracks mesti diperiksa di bawah mikroskop. Ia biasanya berlaku pada sempadan butiran austenit asal atau pada persimpangan kepingan martensit. Beberapa retakan menembusi kepingan martensit. Penyelidikan menunjukkan bahawa retakan mikro adalah lebih biasa dalam martensit berkembar bersisik. Sebabnya ialah martensit serpihan berlanggar antara satu sama lain apabila tumbuh pada kelajuan tinggi dan menghasilkan tekanan yang tinggi. Walau bagaimanapun, martensit berkembar itu sendiri rapuh dan tidak dapat menghasilkan Ubah bentuk plastik melegakan tekanan, dengan itu mudah menyebabkan retakan mikro. Butiran austenit adalah kasar dan kerentanan terhadap retakan mikro meningkat. Kehadiran retakan mikro dalam keluli akan mengurangkan kekuatan dan keplastikan bahagian yang dipadamkan dengan ketara, yang membawa kepada kerosakan awal (patah) bahagian.
Untuk mengelakkan retakan mikro pada bahagian keluli karbon tinggi, langkah seperti menurunkan suhu pemanasan pelindapkejutan, mendapatkan struktur martensit halus, dan mengurangkan kandungan karbon dalam martensit boleh diguna pakai. Di samping itu, pembajaan yang tepat pada masanya selepas pelindapkejutan adalah kaedah yang berkesan untuk mengurangkan tekanan dalaman. Ujian telah membuktikan bahawa selepas pembajaan yang mencukupi melebihi 200°C, karbida yang dimendakkan pada retak mempunyai kesan "mengimpal" retakan, yang boleh mengurangkan bahaya retakan mikro dengan ketara.
Di atas adalah perbincangan tentang punca dan kaedah pencegahan keretakan berdasarkan corak taburan retak. Dalam pengeluaran sebenar, pengedaran keretakan berbeza-beza disebabkan oleh faktor seperti kualiti keluli, bentuk bahagian, dan teknologi pemprosesan panas dan sejuk. Kadang-kadang retak sudah wujud sebelum rawatan haba dan terus berkembang semasa proses pelindapkejutan; kadangkala beberapa bentuk rekahan mungkin muncul pada bahagian yang sama pada masa yang sama. Dalam kes ini, berdasarkan ciri-ciri morfologi retak, analisis makroskopik permukaan patah, pemeriksaan metalografi, dan apabila perlu, analisis kimia dan kaedah lain harus digunakan untuk menjalankan analisis komprehensif dari kualiti bahan, struktur organisasi kepada punca tekanan rawatan haba untuk mencari retak. punca utama dan seterusnya menentukan langkah pencegahan yang berkesan.
Analisis keretakan retak adalah kaedah penting untuk menganalisis punca keretakan. Mana-mana keretakan mempunyai titik permulaan untuk keretakan. Pelindapkejutan keretakan biasanya bermula dari titik penumpuan retakan jejari.
Sekiranya asal rekahan wujud pada permukaan bahagian tersebut, bermakna rekahan tersebut disebabkan oleh tegasan tegangan yang berlebihan pada permukaan tersebut. Jika tiada kecacatan struktur seperti kemasukan pada permukaan, tetapi terdapat faktor kepekatan tegasan seperti tanda pisau yang teruk, skala oksida, sudut tajam bahagian keluli, atau bahagian mutasi struktur, keretakan boleh berlaku.
Jika asal retakan adalah di dalam bahagian, ia berkaitan dengan kecacatan bahan atau tegasan tegangan sisa dalaman yang berlebihan. Permukaan patah pelindapkejutan biasa adalah porselin kelabu dan halus. Jika permukaan patah berwarna kelabu gelap dan kasar, ia disebabkan oleh terlalu panas atau tisu asalnya tebal.
Secara amnya, tidak sepatutnya ada warna pengoksidaan pada bahagian kaca retakan pelindapkejutan, dan tidak sepatutnya ada penyahkarburan di sekeliling retakan. Jika terdapat penyahkarburan di sekitar retak atau warna teroksida pada bahagian retak, ia menunjukkan bahawa bahagian itu sudah retak sebelum pelindapkejutan, dan retakan asal akan mengembang di bawah pengaruh tekanan rawatan haba. Jika karbida diasingkan dan kemasukan dilihat berhampiran retakan bahagian, ia bermakna retakan itu berkaitan dengan pengasingan teruk karbida dalam bahan mentah atau kehadiran kemasukan. Jika keretakan hanya muncul di sudut tajam atau bahagian mutasi bentuk bahagian tanpa fenomena di atas, ini bermakna retak itu disebabkan oleh reka bentuk struktur bahagian yang tidak munasabah atau langkah yang tidak wajar untuk mengelakkan keretakan, atau tekanan rawatan haba yang berlebihan.
Di samping itu, keretakan dalam rawatan haba kimia dan bahagian pelindapkejutan permukaan kebanyakannya kelihatan berhampiran lapisan yang mengeras. Memperbaiki struktur lapisan yang mengeras dan mengurangkan tekanan rawatan haba adalah cara penting untuk mengelakkan keretakan permukaan.
Masa siaran: Mei-22-2024