დაღლილობის მოტეხილობის დასაკვირვებლად და მოტეხილობის მექანიზმის გასაანალიზებლად გამოყენებული იქნა სკანირების ელექტრონული მიკროსკოპი; ამავდროულად, ჩატარდა დაღლილობის ტესტი ტრიალში მოღუნვისას სხვადასხვა ტემპერატურაზე დეკარბურიზებულ ნიმუშებზე, რათა შევადაროთ საცდელი ფოლადის დაღლილობის ვადა დეკარბურიზაციით და მის გარეშე, და გაანალიზდეს დეკარბურიზაციის ეფექტი საცდელი ფოლადის დაღლილობის შესრულებაზე. შედეგები აჩვენებს, რომ გათბობის პროცესში დაჟანგვისა და დეკარბურიზაციის ერთდროული არსებობის გამო, ურთიერთქმედება ორს შორის, რის შედეგადაც სრულად დეკარბურიზებული ფენის სისქე ტემპერატურის ზრდასთან ერთად, აჩვენებს ზრდის და შემდეგ კლების ტენდენციას. სრულად დეკარბურიზებული ფენის სისქე აღწევს მაქსიმალურ მნიშვნელობას 120 μm 750 ℃-ზე, ხოლო სრულად დეკარბურიზებული ფენის სისქე აღწევს მინიმალურ მნიშვნელობას 20 μm 850 ℃, ხოლო ტესტის ფოლადის დაღლილობის ზღვარი არის დაახლოებით 760 MPa, და საცდელი ფოლადის დაღლილობის ბზარების წყარო ძირითადად არის Al2O3 არალითონური ჩანართები; დეკარბურიზაციის ქცევა მნიშვნელოვნად ამცირებს საცდელი ფოლადის დაღლილობის ხანგრძლივობას, რაც გავლენას ახდენს ტესტის ფოლადის დაღლილობის შესრულებაზე, რაც უფრო სქელია დეკარბურიზაციის ფენა, მით უფრო დაბალია დაღლილობის ვადა. დეკარბურიზაციის ფენის ზემოქმედების შესამცირებლად ტესტის ფოლადის დაღლილობის შესრულებაზე, ტესტის ფოლადის თერმული დამუშავების ოპტიმალური ტემპერატურა უნდა იყოს 850℃.
მექანიზმი მანქანის მნიშვნელოვანი კომპონენტიამაღალი სიჩქარით მუშაობის გამო, გადაცემათა კოლოფის ზედაპირის ნაწილს უნდა ჰქონდეს მაღალი სიმტკიცე და აბრაზიას წინააღმდეგობა, ხოლო კბილის ფესვს უნდა ჰქონდეს კარგი დაღლილობის შესრულება მუდმივი განმეორებითი დატვირთვის გამო, რათა თავიდან იქნას აცილებული ბზარები, რომლებიც იწვევს მასალას. მოტეხილობა. კვლევამ აჩვენა, რომ დეკარბურიზაცია არის მნიშვნელოვანი ფაქტორი, რომელიც გავლენას ახდენს ლითონის მასალების დაწნული მოღუნვის დაღლილობის ეფექტურობაზე, ხოლო დაწნული დაღლილობის დაღლილობის შესრულება არის პროდუქტის ხარისხის მნიშვნელოვანი მაჩვენებელი, ამიტომ აუცილებელია შევისწავლოთ სატესტო მასალის დეკარბურიზაციის ქცევა და ტრიალი ღუნვის დაღლილობის შესრულება.
ამ ნაშრომში, სითბოს დამუშავების ღუმელი 20CrMnTi გადაცემათა კოლოფის ზედაპირის დეკარბურიზაციის ტესტზე, აანალიზებს გათბობის სხვადასხვა ტემპერატურას გამოცდის ფოლადის დეკარბურიზაციის ფენის სიღრმეზე ცვალებადი კანონით; QBWP-6000J მარტივი სხივის დაღლილობის ტესტირების აპარატის გამოყენებით ტესტირებადი ფოლადის მბრუნავი მოღუნვის დაღლილობის ტესტზე, ტესტის ფოლადის დაღლილობის შესრულების განსაზღვრა და ამავე დროს დეკარბურიზაციის გავლენის ანალიზი საცდელი ფოლადის დაღლილობის შესრულებაზე რეალური წარმოების გასაუმჯობესებლად წარმოების პროცესი, გაზარდოს პროდუქციის ხარისხი და უზრუნველყოს გონივრული მითითება. სატესტო ფოლადის დაღლილობის შესრულება განისაზღვრება ტრიალების მოსახვევში დაღლილობის ტესტის აპარატით.
1. ტესტის მასალები და მეთოდები
საცდელი მასალა ერთეულისთვის, რომელიც უზრუნველყოფს 20CrMnTi გადაცემათა კოლოფს, ძირითადი ქიმიური შემადგენლობა, როგორც ნაჩვენებია ცხრილში 1. დეკარბურიზაციის ტესტი: ტესტის მასალა დამუშავებულია Ф8 მმ × 12 მმ ცილინდრულ ნიმუშად, ზედაპირი უნდა იყოს ნათელი ლაქების გარეშე. თერმული დამუშავების ღუმელი გაცხელდა 675 ℃, 700 ℃, 725 ℃, 750 ℃, 800 ℃, 850 ℃, 900 ℃, 950 ℃, 1000 ℃, შემდეგ გააჩერეს ჰაერის ტემპერატურაზე 1 სთ. ნიმუშის თერმული დამუშავების შემდეგ დაყენებით, დაფქვით და გაპრიალებით, 4% აზოტის ალკოჰოლური ხსნარის ეროზიით, მეტალურგიული მიკროსკოპის გამოყენება სატესტო ფოლადის დეკარბურიზაციის ფენის დასაკვირვებლად, დეკარბურიზაციის ფენის სიღრმის გასაზომად სხვადასხვა ტემპერატურაზე. დაწნული მოღუნვის დაღლილობის ტესტი: საცდელი მასალა ორი ჯგუფის დაწნული მოღუნვის დაღლილობის ნიმუშების დამუშავების მოთხოვნების შესაბამისად, პირველი ჯგუფი არ ატარებს დეკარბურიზაციის ტესტს, მეორე ჯგუფი დეკარბურიზაციის ტესტს სხვადასხვა ტემპერატურაზე. ბრუნვით მოღუნვის დაღლილობის ტესტირების აპარატის გამოყენებით, საცდელი ფოლადის ორი ჯგუფი დაწნული დაღლილობის ტესტირებისთვის, საცდელი ფოლადის ორი ჯგუფის დაღლილობის ლიმიტის განსაზღვრა, საცდელი ფოლადის ორი ჯგუფის დაღლილობის სიცოცხლის შედარება, სკანირების გამოყენება ელექტრონული მიკროსკოპის დაღლილობის მოტეხილობაზე დაკვირვება, ნიმუშის მოტეხილობის მიზეზების ანალიზი, საცდელი ფოლადის დაღლილობის თვისებების დეკარბურიზაციის ეფექტის შესასწავლად.
ცხრილი 1 საცდელი ფოლადის ქიმიური შემადგენლობა (მასური წილი) wt%
გათბობის ტემპერატურის გავლენა დეკარბურიზაციაზე
დეკარბურიზაციის ორგანიზაციის მორფოლოგია გაცხელების სხვადასხვა ტემპერატურაზე ნაჩვენებია ნახ. 1-ში. როგორც ნახატიდან ჩანს, როდესაც ტემპერატურა 675 ℃, ნიმუშის ზედაპირზე არ ჩნდება დეკარბურიზაციის ფენა; როდესაც ტემპერატურა 700 ℃-მდე მოიმატებს, ნიმუშის ზედაპირის დეკარბურიზაციის ფენა დაიწყო, თხელი ფერიტის დეკარბურიზაციის ფენისთვის; ტემპერატურის აწევით 725 ℃, ნიმუშის ზედაპირის დეკარბურიზაციის ფენის სისქე მნიშვნელოვნად გაიზარდა; 750 ℃ დეკარბურიზაციის ფენის სისქე აღწევს მაქსიმალურ მნიშვნელობას, ამ დროს ფერიტის მარცვალი უფრო გამჭვირვალე, უხეშია; როდესაც ტემპერატურა 800 ℃-მდე მოიმატებს, დეკარბურიზაციის ფენის სისქე მნიშვნელოვნად შემცირდა, მისი სისქე დაეცა 750 ℃-ის ნახევარზე; როდესაც ტემპერატურა აგრძელებს მატებას 850 ℃-მდე და დეკარბურიზაციის სისქე ნაჩვენებია ნახ. 1-ში. 800 ℃, სრული დეკარბურიზაციის ფენის სისქე მნიშვნელოვნად იკლებს, მისი სისქე დაეცა 750 ℃-მდე, როდესაც ნახევარი; როდესაც ტემპერატურა აგრძელებს მატებას 850 ℃-მდე და ზემოთ, საცდელი ფოლადის სრული დეკარბურიზაციის ფენის სისქე აგრძელებს კლებას, ნახევრად დეკარბურიზაციის ფენის სისქე თანდათან მატულობს, სანამ სრული დეკარბურიზაციის ფენის მორფოლოგია არ გაქრება, ნახევარი დეკარბურიზაციის ფენის მორფოლოგია თანდათან გაირკვევა. ჩანს, რომ სრულად დეკარბურიზებული ფენის სისქე ტემპერატურის მატებასთან ერთად ჯერ გაიზარდა და შემდეგ შემცირდა, ამ ფენომენის მიზეზი არის ნიმუში გათბობის პროცესში, ამავე დროს ჟანგვის და დეკარბურიზაციის ქცევა, მხოლოდ მაშინ, როდესაც დეკარბურიზაციის სიჩქარე უფრო სწრაფია ვიდრე ჟანგვის სიჩქარე გამოჩნდება დეკარბურიზაციის ფენომენი. გაცხელების დასაწყისში, სრულად დეკარბურირებული ფენის სისქე თანდათან იზრდება ტემპერატურის მატებასთან ერთად, სანამ სრულად დეკარბურირებული ფენის სისქე არ მიაღწევს მაქსიმალურ მნიშვნელობას, ამ დროს ტემპერატურის აწევის გასაგრძელებლად ნიმუშის დაჟანგვის სიჩქარე უფრო სწრაფია, ვიდრე დეკარბურიზაციის მაჩვენებელი, რომელიც აფერხებს სრულად დეკარბურიზებული ფენის ზრდას, რაც იწვევს დაღმავალ ტენდენციას. ჩანს, რომ 675 ~ 950 ℃ დიაპაზონში, სრულად დეკარბურიზებული ფენის სისქის მნიშვნელობა 750 ℃ არის ყველაზე დიდი, ხოლო სრულად დეკარბურირებული ფენის სისქის მნიშვნელობა 850 ℃ ყველაზე მცირეა. ამიტომ, ტესტის ფოლადის გათბობის ტემპერატურა რეკომენდებულია იყოს 850℃.
ნახ.1 საცდელი ფოლადის დეკარბურიზებული ფენის ჰისტომორფოლოგია, რომელიც ინახება სხვადასხვა გათბობის ტემპერატურაზე 1 სთ.
ნახევრად დეკარბურიზებულ ფენასთან შედარებით, სრულად დეკარბურიზებული ფენის სისქე უფრო სერიოზულ უარყოფით გავლენას ახდენს მასალის თვისებებზე, ეს მნიშვნელოვნად შეამცირებს მასალის მექანიკურ თვისებებს, როგორიცაა სიძლიერის, სიხისტის, აცვიათ წინააღმდეგობის და დაღლილობის ლიმიტის შემცირება. და ა.შ. და ასევე გაზრდის მგრძნობელობას ბზარების მიმართ, გავლენას ახდენს შედუღების ხარისხზე და ა.შ. ამიტომ, სრულად დეკარბურიზებული ფენის სისქის კონტროლს დიდი მნიშვნელობა აქვს პროდუქტის მუშაობის გასაუმჯობესებლად. სურათი 2 გვიჩვენებს სრულად დეკარბურიზებული ფენის სისქის ვარიაციული მრუდი ტემპერატურასთან, რომელიც უფრო ნათლად აჩვენებს სრულად დეკარბურიზებული ფენის სისქის ცვალებადობას. ნახატიდან ჩანს, რომ სრულად დეკარბურიზებული ფენის სისქე მხოლოდ დაახლოებით 34μm 700℃-ზეა; 725 ℃ ტემპერატურის მატებასთან ერთად, სრულად დეკარბურიზებული ფენის სისქე მნიშვნელოვნად იზრდება 86 მკმ-მდე, რაც ორჯერ აღემატება სრულად დეკარბურირებული ფენის სისქეს 700 ℃-ზე; როდესაც ტემპერატურა 750 ℃-მდე იზრდება, სრულად დეკარბურიზებული ფენის სისქე როდესაც ტემპერატურა 750℃-მდე იზრდება, სრულად დეკარბურიზებული ფენის სისქე აღწევს მაქსიმალურ მნიშვნელობას 120 μm; ტემპერატურის მატებასთან ერთად, სრულად დეკარბურიზებული ფენის სისქე მკვეთრად იკლებს 70 μm-მდე 800℃-ზე, შემდეგ კი მინიმალურ მნიშვნელობამდე დაახლოებით 20μm 850℃-ზე.
ნახ.2 სრულად დეკარბურირებული ფენის სისქე სხვადასხვა ტემპერატურაზე
დეკარბურიზაციის ეფექტი დაღლილობის ეფექტურობაზე ბრუნვის მოხრაზე
ზამბარის ფოლადის დაღლილობის თვისებებზე დეკარბურიზაციის ეფექტის შესასწავლად ჩატარდა დაღლილობის ტესტების ორი ჯგუფი, პირველი ჯგუფი იყო დაღლილობის ტესტირება პირდაპირ დეკარბურიზაციის გარეშე, ხოლო მეორე ჯგუფი იყო დაღლილობის ტესტირება დეკარბურიზაციის შემდეგ იმავე სტრესზე. დონე (810 მპა), ხოლო დეკარბურიზაციის პროცესი ტარდებოდა 700-850 ℃ 1 საათის განმავლობაში. ნიმუშების პირველი ჯგუფი ნაჩვენებია ცხრილში 2, რომელიც წარმოადგენს ზამბარის ფოლადის დაღლილობის ხანგრძლივობას.
პირველი ჯგუფის ნიმუშების დაღლილობის ვადა ნაჩვენებია ცხრილში 2. როგორც ჩანს ცხრილიდან 2, დეკარბურიზაციის გარეშე, საცდელი ფოლადი დაექვემდებარა მხოლოდ 107 ციკლს 810 მპა-ზე და არ მომხდარა მოტეხილობა; როდესაც სტრესის დონემ გადააჭარბა 830 მპა-ს, ზოგიერთმა ნიმუშმა დაიწყო მოტეხილობა; როდესაც სტრესის დონემ გადააჭარბა 850 მპა-ს, დაღლილობის ნიმუშები ყველა იყო გატეხილი.
ცხრილი 2 დაღლილობის სიცოცხლე სხვადასხვა სტრესის დონეზე (დეკარბურიზაციის გარეშე)
დაღლილობის ლიმიტის დასადგენად გამოიყენება ჯგუფური მეთოდი საცდელი ფოლადის დაღლილობის ლიმიტის დასადგენად, ხოლო მონაცემების სტატისტიკური ანალიზის შემდეგ საცდელი ფოლადის დაღლილობის ზღვარი არის დაახლოებით 760 მპა; საცდელი ფოლადის დაღლილობის ვადის დასახასიათებლად სხვადასხვა დაძაბულობის პირობებში, SN მრუდი გამოსახულია, როგორც ნაჩვენებია 3-ზე. როგორც 3-დან ჩანს, დაძაბულობის სხვადასხვა დონე შეესაბამება სხვადასხვა დაღლილობის ხანგრძლივობას, როდესაც დაღლილობის ვადა 7-ია. 107-ისთვის ციკლების რაოდენობას შეესაბამება, რაც ნიშნავს, რომ ნიმუში ამ პირობებში გადის მდგომარეობას, შესაბამისი სტრესის მნიშვნელობა შეიძლება მიახლოებით იყოს დაღლილობის სიძლიერის მნიშვნელობად, ანუ 760 მპა. ჩანს, რომ S - N მრუდი მნიშვნელოვანია მასალის დაღლილობის სიცოცხლის დასადგენად, აქვს მნიშვნელოვანი საცნობარო მნიშვნელობა.
სურათი 3 SN მრუდი ექსპერიმენტული ფოლადის მბრუნავი მოღუნვის დაღლილობის ტესტის
მეორე ჯგუფის ნიმუშების დაღლილობის ვადა ნაჩვენებია ცხრილში 3. როგორც ჩანს მე-3 ცხრილიდან, მას შემდეგ, რაც საცდელი ფოლადის დეკარბურიზაცია ხდება სხვადასხვა ტემპერატურაზე, ციკლების რაოდენობა აშკარად მცირდება და ისინი 107-ზე მეტია და ყველა დაღლილობის ნიმუშები გატეხილია და დაღლილობის სიცოცხლე მნიშვნელოვნად მცირდება. ზემოთ decarburized ფენის სისქესთან ერთად ტემპერატურის ცვლილების მრუდი ჩანს, 750 ℃ decarburized ფენის სისქე არის ყველაზე დიდი, რაც შეესაბამება დაღლილობის სიცოცხლის ყველაზე დაბალ მნიშვნელობას. 850 ℃ decarburized ფენის სისქე არის ყველაზე პატარა, შესაბამისი დაღლილობის სიცოცხლის ღირებულება შედარებით მაღალია. ჩანს, რომ დეკარბურიზაციის ქცევა მნიშვნელოვნად ამცირებს მასალის დაღლილობის მოქმედებას და რაც უფრო სქელია დეკარბურიზებული ფენა, მით უფრო დაბალია დაღლილობის ხანგრძლივობა.
ცხრილი 3 დაღლილობის ვადა დეკარბურიზაციის სხვადასხვა ტემპერატურაზე (560 მპა)
ნიმუშის დაღლილობის მოტეხილობის მორფოლოგია დაფიქსირდა სკანირების ელექტრონული მიკროსკოპით, როგორც ნაჩვენებია ნახ. 4-ში. ნახაზი 4(a) ბზარის წყაროს ფართობისთვის, ფიგურა ჩანს აშკარა დაღლილობის რკალი, დაღლილობის რკალის მიხედვით წყაროს მოსაძებნად. დაღლილობის, ჩანს, ბზარის წყარო "თევზის თვალის" არალითონური ჩანართებისთვის, ჩანართებით ადვილად გამომწვევი სტრესის კონცენტრაციით, რაც იწვევს დაღლილობის ბზარებს; ნახ. 4(ბ) ბზარის გაფართოების არეალის მორფოლოგიისთვის, ჩანს დაღლილობის აშკარა ზოლები, იყო მდინარის მსგავსი განაწილება, მიეკუთვნება კვაზი-დისოციაციურ მოტეხილობას, ბზარები ფართოვდება, რაც საბოლოოდ იწვევს მოტეხილობას. სურათი 4(ბ) გვიჩვენებს ბზარის გაფართოების არეალის მორფოლოგიას, ჩანს დაღლილობის აშკარა ზოლები, მდინარის მსგავსი განაწილების სახით, რომელიც მიეკუთვნება კვაზი-დისოციაციურ მოტეხილობას და ბზარების უწყვეტი გაფართოებით, რაც საბოლოოდ იწვევს მოტეხილობას. .
დაღლილობის მოტეხილობის ანალიზი
ნახ.4 ექსპერიმენტული ფოლადის დაღლილობის მოტეხილობის ზედაპირის SEM მორფოლოგია
4-ში ჩანართების ტიპის დასადგენად, ჩატარდა ენერგეტიკული სპექტრის შემადგენლობის ანალიზი და შედეგები ნაჩვენებია ნახ. 5-ში. ჩანს, რომ არამეტალური ჩანართები ძირითადად არის Al2O3 ჩანართები, რაც მიუთითებს იმაზე, რომ ჩანართები არის ბზარების ძირითადი წყარო, რომელიც გამოწვეულია ჩანართების დაბზარვით.
სურათი 5 არალითონური ჩანართების ენერგეტიკული სპექტროსკოპია
დასკვნა
(1) გათბობის ტემპერატურის განლაგება 850 ℃-ზე შეამცირებს დეკარბურიზებული ფენის სისქეს, რათა შეამციროს ეფექტი დაღლილობის შესრულებაზე.
(2) საცდელი ფოლადის ტრიალის დახრის დაღლილობის ზღვარი არის 760 მპა.
(3) სატესტო ფოლადის გატეხვა არალითონურ ჩანართებში, ძირითადად Al2O3 ნარევში.
(4) დეკარბურიზაცია სერიოზულად ამცირებს საცდელი ფოლადის დაღლილობის სიცოცხლეს, რაც უფრო სქელია დეკარბურიზაციის ფენა, მით უფრო დაბალია დაღლილობის ვადა.
გამოქვეყნების დრო: ივნისი-21-2024