Definisi dan tujuan pelindapkejutan
Keluli dipanaskan pada suhu di atas titik kritikal Ac3 (keluli hipoeutektoid) atau Ac1 (keluli hipereutektoid), disimpan untuk tempoh masa tertentu untuk menjadikannya diaustenit sepenuhnya atau sebahagiannya, dan kemudian disejukkan pada kelajuan yang lebih besar daripada kelajuan pelindapkejutan kritikal. Proses rawatan haba yang mengubah austenit lampau sejuk menjadi martensit atau bainit yang lebih rendah dipanggil pelindapkejutan.
Tujuan pelindapkejutan adalah untuk mengubah austenit yang telah disejukkan lampau menjadi 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 ketara. Kebolehpakaian, kekuatan dan ketahanan lesu, dan sebagainya, untuk memenuhi keperluan penggunaan yang berbeza bagi pelbagai bahagian dan alat 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 keadaan fizikal, proses penyejukan secara amnya dibahagikan kepada tiga peringkat berikut: peringkat filem wap, peringkat pendidihan dan peringkat perolakan.
Kebolehkerasan keluli
Kebolehkerasan dan kebolehkerasan adalah dua petunjuk 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 dilindapkejutkan dan dikeraskan dalam keadaan ideal. Faktor utama yang menentukan kebolehkerasan keluli ialah kandungan karbon keluli. Untuk lebih tepat lagi, ia ialah kandungan karbon yang terlarut dalam austenit semasa pelindapkejutan dan pemanasan. Semakin tinggi kandungan karbon, semakin tinggi kebolehkerasan keluli. Unsur pengaloi dalam keluli mempunyai sedikit kesan terhadap kebolehkerasan, tetapi ia mempunyai kesan yang ketara terhadap 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 yang dikeraskan apabila keluli didinginkan. Ia adalah sifat semula jadi keluli. Kebolehkerasan sebenarnya mencerminkan kemudahan austenit berubah menjadi martensit apabila keluli didinginkan. Ia terutamanya berkaitan dengan kestabilan austenit keluli yang terlalu sejuk, atau kadar penyejukan pelindapkejutan kritikal keluli.
Perlu juga ditegaskan bahawa kebolehkerasan keluli mesti dibezakan daripada kedalaman pengerasan berkesan bahagian keluli di bawah keadaan pelindapkejutan tertentu. Kebolehkerasan keluli adalah sifat semula jadi keluli itu sendiri. Ia hanya bergantung pada faktor dalamannya sendiri dan tidak ada kaitan dengan faktor luaran. Kedalaman kebolehkerasan berkesan keluli bukan sahaja bergantung pada kebolehkerasan keluli, tetapi juga bergantung pada bahan yang digunakan. Ia berkaitan dengan faktor luaran seperti medium penyejukan dan saiz bahan kerja. Contohnya, di bawah keadaan austenitisasi 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 bahawa bahagian kecil mempunyai kebolehkerasan yang lebih tinggi daripada bahagian besar. Dapat dilihat bahawa untuk menilai kebolehkerasan keluli, pengaruh faktor luaran seperti bentuk bahan kerja, saiz, medium penyejukan, dsb. mesti dihapuskan.
Di samping itu, memandangkan 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 yang rendah juga mungkin mempunyai kebolehkerasan yang tinggi.
2. Faktor yang mempengaruhi kebolehkerasan
Kebolehkerasan keluli bergantung pada kestabilan austenit. Sebarang faktor yang boleh meningkatkan kestabilan austenit supersejuk, mengalihkan lengkung C ke kanan, dan dengan itu mengurangkan kadar penyejukan kritikal boleh meningkatkan kebolehkerasan keluli tinggi. Kestabilan austenit terutamanya bergantung pada komposisi kimia, saiz butiran dan keseragaman komposisinya, 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, yang diwakili oleh Dc. Kaedah pengukuran diameter kritikal adalah untuk membuat satu siri rod bulat dengan diameter yang berbeza, dan selepas dipadamkan, ukur lengkung kekerasan U yang diagihkan di sepanjang diameter pada setiap bahagian sampel, dan cari rod dengan struktur separa martensit di tengah. Diameter rod bulat Itulah diameter kritikal. Lebih besar diameter kritikal, lebih tinggi kebolehkerasan keluli.
(2) Kaedah ujian pelindapkejutan akhir
Kaedah ujian pelindapkejutan hujung menggunakan spesimen pelindapkejutan hujung bersaiz 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 dengan air. Kaedah ujian untuk lengkung hubungan jarak. Kaedah ujian pengerasan hujung adalah salah satu kaedah untuk menentukan kebolehkerasan keluli. Kelebihannya ialah operasi yang mudah dan julat aplikasi yang luas.
4. Mengurangkan tekanan, ubah bentuk dan keretakan
(1) Tegasan dalaman bahan kerja semasa pelindapkejutan
Apabila bahan kerja disejukkan dengan cepat dalam medium pelindapkejutan, memandangkan 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; yang lain ialah transformasi austenit kepada martensit apabila suhu menurun ke titik transformasi martensit. , yang akan meningkatkan isipadu 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 berbeza pada bahan kerja. Disebabkan oleh kewujudan perbezaan suhu dalam bahan kerja, mungkin juga terdapat bahagian di mana suhu menurun lebih cepat daripada titik di mana martensit berlaku. Transformasi, isipadu mengembang, dan bahagian yang mempunyai suhu tinggi masih lebih tinggi daripada titik dan masih dalam keadaan austenit. Bahagian yang berbeza ini juga akan menghasilkan tegasan dalaman disebabkan oleh perbezaan dalam perubahan isipadu tertentu. Oleh itu, dua jenis tegasan dalaman boleh dijana semasa proses pelindapkejutan dan penyejukan: satu ialah tegasan haba; yang satu lagi ialah tegasan tisu.
Mengikut ciri-ciri masa kewujudan tegasan dalaman, ia juga boleh dibahagikan kepada tegasan serta-merta dan tegasan baki. Tegasan dalaman yang dihasilkan oleh bahan kerja pada saat tertentu semasa proses penyejukan dipanggil tegasan serta-merta; selepas bahan kerja disejukkan, tegasan yang tinggal di dalam bahan kerja dipanggil tegasan baki.
Tegasan terma merujuk kepada tegasan yang disebabkan oleh pengembangan terma (atau pengecutan sejuk) yang tidak konsisten disebabkan oleh perbezaan suhu di bahagian bahan kerja yang berbeza apabila ia dipanaskan (atau disejukkan).
Sekarang ambil silinder pepejal sebagai contoh untuk menggambarkan peraturan pembentukan dan perubahan tegasan dalaman semasa proses penyejukannya. Hanya tegasan paksi yang dibincangkan di sini. Pada permulaan penyejukan, kerana permukaan menyejuk dengan cepat, suhunya rendah, dan mengecut banyak, manakala teras disejukkan, suhunya tinggi, dan pengecutannya kecil. Akibatnya, permukaan dan bahagian dalamnya saling terkawal, mengakibatkan tegasan tegangan pada permukaan, manakala teras berada di bawah tekanan. Apabila penyejukan berterusan, perbezaan suhu antara bahagian dalam dan luar meningkat, dan tegasan dalaman juga meningkat 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 menjadi perlahan, dan pengecutannya juga akan beransur-ansur berkurangan. 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 semakin rendah, dan jumlah pengecutan menjadi semakin berkurangan, atau berhenti mengecut. Oleh kerana suhu di teras masih tinggi, ia akan terus mengecut, dan akhirnya tegasan mampatan akan terbentuk pada permukaan benda kerja, manakala teras akan mengalami tegasan tegangan. Walau bagaimanapun, memandangkan suhu rendah, ubah bentuk plastik tidak mudah berlaku, jadi tegasan ini akan meningkat apabila penyejukan berterusan. Ia terus meningkat dan akhirnya kekal di dalam benda kerja sebagai tegasan baki.
Dapat dilihat bahawa tekanan haba semasa proses penyejukan pada mulanya menyebabkan lapisan permukaan diregangkan dan teras dimampatkan, dan tekanan baki yang tinggal adalah lapisan permukaan yang akan dimampatkan dan teras diregangkan.
Secara ringkasnya, tegasan haba yang dihasilkan semasa penyejukan pelindapkejutan disebabkan oleh perbezaan suhu keratan rentas semasa proses penyejukan. Semakin besar kadar penyejukan dan semakin besar perbezaan suhu keratan rentas, semakin besar tegasan haba yang dihasilkan. Di bawah keadaan medium penyejukan yang sama, semakin tinggi suhu pemanasan bahan kerja, semakin besar saiznya, semakin kecil kekonduksian haba keluli, semakin besar perbezaan suhu dalam bahan kerja, dan semakin besar tegasan haba. Jika bahan kerja disejukkan secara tidak sekata pada suhu tinggi, ia akan herot dan berubah bentuk. Jika tegasan tegangan serta-merta yang dihasilkan semasa proses penyejukan bahan kerja adalah lebih besar daripada kekuatan tegangan bahan, retakan pelindapkejutan akan berlaku.
Tegasan transformasi fasa merujuk kepada tegasan yang disebabkan oleh masa transformasi fasa yang berbeza di pelbagai bahagian bahan kerja semasa proses rawatan haba, juga dikenali sebagai tegasan 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 belum mengalami transformasi, lapisan permukaan menghasilkan tegasan mampatan, manakala teras mempunyai tegasan tegangan. Apabila tegasan cukup besar, ia akan menyebabkan ubah bentuk. Apabila teras disejukkan ke titik Ms, ia juga akan mengalami transformasi martensit dan mengembang dalam isipadu. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh kekangan lapisan permukaan yang diubah dengan keplastikan yang rendah dan kekuatan yang tinggi, tegasan baki akhirnya akan dalam bentuk tegangan permukaan, dan teras akan berada di bawah tekanan. Dapat dilihat bahawa perubahan dan keadaan akhir tegasan transformasi fasa adalah bertentangan dengan tegasan haba. Selain itu, memandangkan tegasan perubahan fasa berlaku pada suhu rendah dengan keplastikan yang rendah, ubah bentuk adalah sukar pada masa ini, jadi tegasan perubahan fasa lebih cenderung menyebabkan keretakan pada bahan kerja.
Terdapat banyak faktor yang mempengaruhi saiz tegasan transformasi fasa. Semakin cepat kadar penyejukan keluli dalam julat suhu transformasi martensit, semakin besar saiz kepingan keluli, semakin teruk kekonduksian terma keluli, semakin besar isipadu tentu martensit, semakin besar tegasan transformasi fasa. Semakin besar ia. Di samping itu, tegasan transformasi fasa juga berkaitan dengan komposisi keluli dan kebolehkerasan keluli. Contohnya, keluli aloi tinggi karbon tinggi meningkatkan isipadu tentu 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 baki adalah rendah.
(2) Ubah bentuk benda kerja semasa pelindapkejutan
Semasa pelindapkejutan, terdapat dua jenis ubah bentuk utama pada bahan kerja: satu ialah perubahan dalam bentuk geometri bahan kerja, yang ditunjukkan sebagai perubahan saiz dan bentuk, sering dipanggil ubah bentuk lengkungan, yang disebabkan oleh tegasan pelindapkejutan; yang lain ialah ubah bentuk isipadu. , yang ditunjukkan sebagai pengembangan atau pengecutan berkadar isipadu bahan kerja, yang disebabkan oleh perubahan dalam isipadu tertentu semasa perubahan fasa.
Ubah bentuk melengkung juga merangkumi ubah bentuk bentuk dan ubah bentuk berpintal. Ubah bentuk berpintal terutamanya disebabkan oleh penempatan benda kerja yang tidak betul di dalam relau semasa pemanasan, atau kekurangan rawatan pembentukan selepas pembetulan ubah bentuk sebelum pelindapkejutan, atau penyejukan tidak sekata pelbagai bahagian benda kerja apabila benda kerja disejukkan. Ubah bentuk ini boleh dianalisis dan diselesaikan untuk situasi tertentu. Berikutnya membincangkan terutamanya ubah bentuk isipadu dan ubah bentuk bentuk.
1) Punca ubah bentuk pelindapkejutan dan peraturannya yang berubah-ubah
Ubah bentuk isipadu yang disebabkan oleh transformasi struktur Keadaan struktur bahan kerja sebelum pelindapkejutan secara amnya adalah pearlit, iaitu struktur campuran ferit dan simentit, dan selepas pelindapkejutan ia adalah struktur martensitik. Isipadu spesifik tisu-tisu ini yang berbeza akan menyebabkan perubahan isipadu sebelum dan selepas pelindapkejutan, mengakibatkan ubah bentuk. Walau bagaimanapun, ubah bentuk ini hanya menyebabkan bahan kerja mengembang dan mengecut secara berkadaran, jadi ia tidak mengubah bentuk bahan kerja.
Di samping itu, semakin banyak martensit dalam struktur selepas rawatan haba, atau semakin tinggi kandungan karbon dalam martensit, semakin besar pengembangan isipadunya, dan semakin besar jumlah austenit yang tertahan, semakin kurang pengembangan isipadu. Oleh itu, perubahan isipadu boleh dikawal dengan mengawal kandungan relatif martensit dan martensit baki semasa rawatan haba. Jika dikawal dengan betul, isipadu tidak akan mengembang atau mengecut.
Ubah bentuk yang disebabkan oleh tegasan haba Ubah bentuk yang disebabkan oleh tegasan haba berlaku di kawasan suhu tinggi di mana kekuatan alah 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 haba serta-merta ialah tegasan tegangan permukaan dan tegasan mampatan teras. Memandangkan suhu teras tinggi pada masa ini, kekuatan alah jauh lebih rendah daripada permukaan, jadi ia menjelma sebagai ubah bentuk di bawah tindakan tegasan mampatan berbilang arah, iaitu, kiub adalah sfera dalam arah. Pelbagai. Hasilnya ialah yang lebih besar mengecut, manakala yang lebih kecil mengembang. Contohnya, silinder panjang memendek dalam arah panjang dan mengembang dalam arah diameter.
Ubah bentuk yang disebabkan oleh tekanan tisu Ubah bentuk yang disebabkan oleh tekanan tisu juga berlaku pada saat awal apabila tekanan tisu maksimum. Pada masa ini, perbezaan suhu keratan rentas adalah besar, suhu teras lebih tinggi, ia masih dalam keadaan austenit, keplastikan adalah baik, dan kekuatan alah adalah rendah. Tegasan tisu serta-merta adalah tegasan mampatan permukaan dan tegasan tegangan teras. Oleh itu, ubah bentuk ditunjukkan sebagai pemanjangan teras di bawah tindakan tegasan tegangan berbilang arah. Hasilnya ialah di bawah tindakan tegasan tisu, bahagian yang lebih besar pada bahan kerja memanjang, manakala bahagian yang lebih kecil memendek. Contohnya, ubah bentuk yang disebabkan oleh tekanan tisu dalam silinder panjang adalah pemanjangan panjang dan pengurangan diameter.
Jadual 5.3 menunjukkan peraturan ubah bentuk pelindapkejutan bagi pelbagai bahagian keluli biasa.
2) Faktor yang mempengaruhi ubah bentuk pelindapkejutan
Faktor-faktor yang mempengaruhi ubah bentuk pelindapkejutan terutamanya komposisi kimia keluli, struktur asal, geometri bahagian dan proses rawatan haba.
3) Melegakan retakan
Keretakan pada bahagian-bahagian terutamanya berlaku pada peringkat akhir pelindapkejutan dan penyejukan, iaitu, selepas transformasi martensitik pada asasnya selesai atau selepas penyejukan lengkap, kegagalan rapuh berlaku kerana tegasan tegangan pada bahagian-bahagian melebihi kekuatan patah keluli. Retakan biasanya berserenjang dengan arah ubah bentuk tegangan maksimum, jadi bentuk retakan yang berbeza pada bahagian-bahagian bergantung terutamanya pada keadaan taburan tegasan.
Jenis-jenis retakan pelindapkejutan yang biasa: Retakan membujur (paksi) terutamanya dihasilkan 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. Retakan; retakan rangkaian terbentuk di bawah tindakan tegasan tegangan dua dimensi pada permukaan; retakan pengelupasan berlaku dalam lapisan keras yang sangat nipis, yang mungkin berlaku apabila tegasan berubah dengan mendadak dan tegasan tegangan yang berlebihan bertindak dalam arah jejari. Jenis retakan.
Retakan membujur juga dipanggil retakan paksi. Retakan berlaku pada tegasan tegangan maksimum berhampiran permukaan bahagian, dan mempunyai kedalaman tertentu ke arah tengah. Arah retakan biasanya selari dengan paksi, tetapi arahnya juga mungkin berubah apabila terdapat kepekatan tegasan pada bahagian tersebut atau apabila terdapat kecacatan struktur dalaman.
Selepas bahan kerja dipadamkan sepenuhnya, retakan membujur mudah 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 juga meningkat. Keluli karbon rendah mempunyai isipadu martensit tentu yang kecil dan tegasan haba yang kuat. Terdapat tegasan mampatan baki yang besar pada permukaan, jadi ia tidak mudah dipadamkan. Apabila kandungan karbon meningkat, tegasan mampatan permukaan berkurangan dan tegasan struktur meningkat. Pada masa yang sama, tegasan tegangan puncak bergerak ke arah lapisan permukaan. Oleh itu, keluli karbon tinggi terdedah kepada retakan pemadaman membujur apabila terlalu panas.
Saiz bahagian secara langsung mempengaruhi saiz dan taburan tegasan baki, dan kecenderungan retakan pelindapkejutannya juga berbeza. Retakan membujur juga mudah dibentuk melalui pelindapkejutan dalam julat saiz keratan rentas yang berbahaya. Di samping itu, penyumbatan bahan mentah keluli sering menyebabkan retakan membujur. Memandangkan kebanyakan bahagian keluli dibuat melalui penggelek, rangkuman bukan emas, karbida, dan sebagainya dalam keluli diagihkan sepanjang arah ubah bentuk, menyebabkan keluli menjadi anisotropik. Contohnya, jika keluli alat mempunyai struktur seperti jalur, kekuatan patah melintangnya selepas pelindapkejutan adalah 30% hingga 50% lebih kecil daripada kekuatan patah membujur. Jika terdapat faktor seperti rangkuman bukan emas dalam keluli yang menyebabkan kepekatan tegasan, walaupun tegasan tangen lebih besar daripada tegasan paksi, retakan membujur mudah terbentuk di bawah keadaan tegasan rendah. Atas sebab ini, kawalan ketat terhadap tahap rangkuman bukan logam dan gula dalam keluli adalah faktor penting dalam mencegah retakan pelindapkejutan.
Ciri-ciri taburan tegasan dalaman bagi retakan melintang dan retakan arka adalah: 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 merebak ke permukaan bahagian hanya jika ia diagihkan semula atau kerapuhan keluli meningkat lagi.
Retakan melintang sering berlaku pada bahagian aci yang besar, seperti penggelek, rotor turbin atau bahagian aci yang lain. Ciri-ciri retakan tersebut ialah ia berserenjang dengan arah paksi dan pecah dari dalam ke luar. Ia sering terbentuk sebelum dikeraskan dan disebabkan oleh tekanan haba. Tempaan besar sering mempunyai kecacatan metalurgi seperti liang, rangkuman, retakan tempaan dan bintik putih. Kecacatan ini berfungsi sebagai titik permulaan patah dan pecah di bawah tindakan tegasan tegangan paksi. Retakan arka disebabkan oleh tegasan haba dan biasanya diagihkan dalam bentuk arka pada bahagian-bahagian di mana bentuk bahagian berubah. Ia terutamanya berlaku di dalam bahan kerja atau berhampiran tepi tajam, alur dan lubang, dan diagihkan 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 bahagian tengah akan menunjukkan tegasan tegangan. Tegasan, tegasan tegangan maksimum berlaku di zon peralihan dari lapisan yang dikeraskan ke lapisan yang tidak dikeraskan, dan retakan arka berlaku di kawasan ini. Di samping itu, kadar penyejukan pada tepi dan sudut yang tajam adalah pantas dan semuanya dipadamkan. Apabila beralih ke bahagian yang lembut, iaitu, ke kawasan yang tidak dikeraskan, zon tegasan tegangan maksimum muncul di sini, jadi retakan arka mudah berlaku. Kadar penyejukan berhampiran lubang pin, alur atau lubang tengah bahan kerja adalah perlahan, lapisan keras yang sepadan adalah nipis, dan tegasan tegangan berhampiran zon peralihan yang dikeraskan boleh menyebabkan retakan arka dengan mudah.
Retakan retikular, juga dikenali sebagai retakan permukaan, ialah retakan permukaan. Kedalaman retakan adalah cetek, biasanya sekitar 0.01~1.5mm. Ciri utama retakan jenis ini ialah arah retakan yang sewenang-wenangnya tidak ada kena mengena dengan bentuk bahagian tersebut. Banyak retakan bersambung antara satu sama lain untuk membentuk rangkaian dan tersebar secara meluas. Apabila kedalaman retakan lebih besar, seperti lebih daripada 1 mm, ciri-ciri rangkaian hilang dan menjadi retakan berorientasikan rawak atau tersebar secara membujur. Retakan rangkaian berkaitan dengan keadaan tegasan tegangan dua dimensi pada permukaan.
Bahagian keluli berkarbon tinggi atau keluli berkarbon dengan lapisan dekarbon pada permukaannya mudah membentuk retakan rangkaian semasa pelindapkejutan. Ini kerana lapisan permukaan mempunyai kandungan karbon yang lebih rendah dan isipadu spesifik yang lebih kecil daripada lapisan dalam martensit. Semasa pelindapkejutan, lapisan permukaan karbida tertakluk kepada tegasan tegangan. Bahagian yang lapisan penyahfosforan yang belum dikeluarkan sepenuhnya semasa pemprosesan mekanikal juga akan membentuk retakan rangkaian semasa pelindapkejutan permukaan frekuensi tinggi atau nyalaan. Untuk mengelakkan retakan sedemikian, kualiti permukaan bahagian harus dikawal ketat, dan kimpalan pengoksidaan harus dicegah semasa rawatan haba. Di samping itu, selepas acuan tempa digunakan untuk tempoh masa tertentu, retakan keletihan haba yang muncul dalam jalur atau rangkaian dalam rongga dan retakan dalam proses pengisaran bahagian yang telah pelindapkejutan semuanya tergolong dalam bentuk ini.
Retakan pengelupasan berlaku di kawasan lapisan permukaan yang sangat sempit. Tegasan mampatan bertindak dalam arah paksi dan tangen, dan tegasan tegangan berlaku dalam arah jejari. Retakan selari dengan permukaan bahagian. Pengelupasan lapisan yang dikeraskan selepas bahagian pelindapkejutan permukaan dan pengkarbonan disejukkan tergolong dalam retakan sedemikian. Kejadiannya berkaitan dengan struktur yang tidak sekata dalam lapisan yang dikeraskan. Contohnya, selepas keluli karburisasi aloi disejukkan pada kelajuan tertentu, struktur dalam lapisan karburisasi ialah: lapisan luar pearlit yang sangat halus + karbida, dan sublapisan ialah martensit + Austenit baki, lapisan dalam ialah pearlit halus atau struktur pearlit yang sangat halus. Memandangkan isipadu spesifik pembentukan sublapisan 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 jejari, dan mutasi tegasan berlaku ke bahagian dalam, beralih kepada keadaan tegasan mampatan, dan retakan pengelupasan berlaku di kawasan yang sangat nipis di mana tegasan beralih dengan mendadak. Secara amnya, retakan tersembunyi di dalam selari dengan permukaan, dan dalam kes yang teruk boleh menyebabkan permukaan mengelupas. Jika kadar penyejukan bahagian yang dikarburisasi dipercepatkan atau dikurangkan, struktur martensit yang seragam atau struktur pearlit ultra halus boleh diperolehi dalam lapisan yang dikarburisasi, yang boleh mencegah berlakunya retakan sedemikian. Di samping itu, semasa pelindapkejutan permukaan frekuensi tinggi atau nyalaan, permukaan sering terlalu panas dan ketidakhomogenan struktur di sepanjang lapisan yang mengeras boleh membentuk retakan permukaan sedemikian dengan mudah.
Retakan mikro berbeza daripada empat retakan yang dinyatakan di atas kerana ia disebabkan oleh tekanan mikro. Retakan antara butiran yang muncul selepas pelindapkejutan, pemanasan melampau dan pengisaran keluli alat berkarbon tinggi atau bahan kerja berkarbonat, serta retakan yang disebabkan oleh pembajaan bahagian yang telah dilindapkejutan yang tidak tepat pada masanya, semuanya berkaitan dengan kewujudan dan pengembangan retakan mikro seterusnya dalam keluli.
Mikrorekahan mesti diperiksa di bawah mikroskop. Ia biasanya berlaku pada sempadan butiran austenit asal atau di persimpangan kepingan martensit. Sesetengah retakan menembusi kepingan martensit. Kajian menunjukkan bahawa mikrorekahan lebih biasa berlaku pada martensit berkembar yang tidak rata. Sebabnya ialah martensit yang tidak rata 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 yang melonggarkan tekanan, sekali gus mudah menyebabkan mikrorekahan. Butiran austenit adalah kasar dan kerentanan terhadap mikrorekahan meningkat. Kehadiran mikrorekahan dalam keluli akan mengurangkan kekuatan dan keplastikan bahagian yang dipadamkan dengan ketara, yang membawa kepada kerosakan awal (patah) bahagian tersebut.
Untuk mengelakkan rekahan mikro pada bahagian keluli berkarbon tinggi, langkah-langkah seperti suhu pemanasan pelindapkejutan yang lebih rendah, mendapatkan struktur martensit halus, dan mengurangkan kandungan karbon dalam martensit boleh diambil. 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 termendak pada rekahan mempunyai kesan "mengimpal" rekahan, yang boleh mengurangkan bahaya rekahan mikro dengan ketara.
Di atas adalah perbincangan tentang punca dan kaedah pencegahan retakan berdasarkan corak taburan retakan. Dalam pengeluaran sebenar, taburan retakan berbeza-beza disebabkan oleh faktor-faktor seperti kualiti keluli, bentuk bahagian, dan teknologi pemprosesan panas dan sejuk. Kadangkala retakan sudah wujud sebelum rawatan haba dan terus mengembang semasa proses pelindapkejutan; kadangkala beberapa bentuk retakan mungkin muncul di bahagian yang sama pada masa yang sama. Dalam kes ini, berdasarkan ciri-ciri morfologi retakan, analisis makroskopik permukaan patah, pemeriksaan metalografi, dan apabila perlu, analisis kimia dan kaedah lain harus digunakan untuk menjalankan analisis komprehensif daripada kualiti bahan, struktur organisasi hingga punca tekanan rawatan haba untuk mencari retakan. Punca utama dan kemudian menentukan langkah pencegahan yang berkesan.
Analisis rekahan retakan merupakan kaedah penting untuk menganalisis punca retakan. Sebarang rekahan mempunyai titik permulaan untuk retakan. Peredaman retakan biasanya bermula dari titik penumpuan retakan jejari.
Jika asal retakan wujud pada permukaan bahagian tersebut, ia bermakna retakan tersebut disebabkan oleh tegasan tegangan yang berlebihan pada permukaan. Jika tiada kecacatan struktur seperti rangkuman pada permukaan, tetapi terdapat faktor kepekatan tegasan seperti kesan pisau yang teruk, kerak oksida, sudut tajam bahagian keluli, atau bahagian mutasi struktur, retakan boleh berlaku.
Jika asal retakan berada di dalam bahagian tersebut, ia berkaitan dengan kecacatan bahan atau tegasan tegangan baki dalaman yang berlebihan. Permukaan patah bagi 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, sepatutnya tiada warna pengoksidaan pada bahagian kaca retakan pelindapkejutan, dan sepatutnya tiada penyahkarbonan di sekitar retakan. Jika terdapat penyahkarbonan di sekitar retakan atau warna teroksida pada bahagian retakan, ia menunjukkan bahawa bahagian tersebut telah pun mempunyai retakan sebelum pelindapkejutan, dan retakan asal akan mengembang di bawah pengaruh tekanan rawatan haba. Jika karbida dan rangkuman yang diasingkan dilihat berhampiran retakan bahagian tersebut, ia bermakna retakan tersebut berkaitan dengan pengasingan karbida yang teruk dalam bahan mentah atau kehadiran rangkuman. Jika retakan hanya muncul di sudut tajam atau bahagian mutasi bentuk bahagian tersebut tanpa fenomena di atas, ia bermakna retakan tersebut disebabkan oleh reka bentuk struktur bahagian yang tidak munasabah atau langkah-langkah yang tidak wajar untuk mencegah retakan, atau tekanan rawatan haba yang berlebihan.
Di samping itu, retakan dalam bahagian rawatan haba kimia dan pelindapkejutan permukaan kebanyakannya muncul berhampiran lapisan yang mengeras. Memperbaiki struktur lapisan yang mengeras dan mengurangkan tekanan rawatan haba adalah cara penting untuk mengelakkan retakan permukaan.
Masa siaran: 22 Mei 2024