Skanerli elektron mikroskop charchoqning sinishini kuzatish va sinish mexanizmini tahlil qilish uchun ishlatilgan; shu bilan birga, dekarburizatsiyalangan va dekarburizatsiyasiz sinovdan o'tgan po'latning charchash muddatini solishtirish va dekarburizatsiyaning sinovdan o'tgan po'latning charchoq ko'rsatkichlariga ta'sirini tahlil qilish uchun turli haroratlarda dekarburizatsiyalangan namunalarda spin bükme charchoq sinovi o'tkazildi. Natijalar shuni ko'rsatadiki, isitish jarayonida oksidlanish va dekarburizatsiyaning bir vaqtning o'zida mavjudligi sababli, ularning o'zaro ta'siri, natijada haroratning o'sishi bilan to'liq dekarburizatsiyalangan qatlamning qalinligi ortib, keyin pasayish tendentsiyasini ko'rsatadi. To'liq dekarburizatsiyalangan qatlamning qalinligi 750 ℃ da maksimal 120 mkm qiymatiga etadi va to'liq dekarburizatsiyalangan qatlamning qalinligi 850 ℃ da minimal 20 mkm qiymatiga etadi va sinov po'latining charchoq chegarasi taxminan 760 MPa ni tashkil qiladi va sinov po'latidagi charchoq yoriqlarining manbai asosan Al2O3 metall bo'lmagan qo'shimchalardir; dekarburizatsiya harakati sinov po'latining charchoq muddatini sezilarli darajada kamaytiradi, sinov po'latining charchoq ishlashiga ta'sir qiladi, dekarburizatsiya qatlami qanchalik qalinroq bo'lsa, charchoq muddati past bo'ladi. Dekarburizatsiya qatlamining sinov po'latining charchoq ishlashiga ta'sirini kamaytirish uchun sinov po'latining optimal issiqlik bilan ishlov berish harorati 850 ℃ ga o'rnatilishi kerak.
Uskunalar avtomobilning muhim tarkibiy qismidir, yuqori tezlikda ishlayotganligi sababli, tishli sirtning to'rli qismi yuqori kuch va aşınma qarshilikka ega bo'lishi kerak va tish ildizi doimiy takroriy yuk tufayli materialga olib keladigan yoriqlar paydo bo'lishining oldini olish uchun yaxshi egilish charchoq ko'rsatkichiga ega bo'lishi kerak. sinish. Tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, dekarburizatsiya metall materiallarning egilish charchoq ko'rsatkichlariga ta'sir qiluvchi muhim omil bo'lib, spinning egilish charchoq ko'rsatkichi mahsulot sifatining muhim ko'rsatkichidir, shuning uchun sinov materialining dekarburizatsiya xatti-harakati va egilish charchoq ko'rsatkichlarini o'rganish kerak.
Ushbu maqolada, 20CrMnTi tishli po'latdan sirt dekarburizatsiya testida issiqlik bilan ishlov berish pechkasi, o'zgaruvchan qonunning sinov po'latdan dekarburizatsiya qatlami chuqurligi bo'yicha turli isitish haroratini tahlil qiladi; QBWP-6000J oddiy nurli charchoqni sinovdan o'tkazish mashinasini sinovdan o'tkazish uchun po'latdan aylanadigan egilish charchoq sinovi, sinov po'latining charchoq ko'rsatkichlarini aniqlash va shu bilan birga haqiqiy ishlab chiqarishni yaxshilash uchun sinov po'latining charchoq ko'rsatkichlariga dekarburizatsiya ta'sirini tahlil qilish. ishlab chiqarish jarayoni, mahsulot sifatini oshirish va oqilona ma'lumotni taqdim etish. Sinov po'latining charchoq ko'rsatkichi spin bükme charchoq sinov mashinasi tomonidan aniqlanadi.
1. Sinov materiallari va usullari
20CrMnTi tishli po'latni ta'minlash uchun birlik uchun sinov materiali, 1-jadvalda ko'rsatilganidek, asosiy kimyoviy tarkibi. Dekarburizatsiya testi: sinov materiali F8 mm × 12 mm silindrsimon namunaga qayta ishlanadi, sirt dog'larsiz yorqin bo'lishi kerak. Issiqlik bilan ishlov berish pechi 675 ℃, 700 ℃, 725 ℃, 750 ℃, 800 ℃, 850 ℃, 900 ℃, 950 ℃, 1000 ℃ ga qadar isitiladi, so'ngra xona haroratiga solinadi va ushlab turiladi. Namunani o'rnatish, silliqlash va parlatish orqali issiqlik bilan ishlov berishdan so'ng, 4% nitrat kislota spirti eritmasi eroziyasi bilan, test po'latdan dekarburizatsiya qatlamini kuzatish uchun metallurgiya mikroskopidan foydalanish, turli haroratlarda dekarburizatsiya qatlamining chuqurligini o'lchash. Spin egilish charchoq sinovi: sinov materiali ikki guruh spin bükme charchoq namunalarini qayta ishlash talablariga muvofiq, birinchi guruh dekarburizatsiya sinovini o'tkazmaydi, ikkinchi guruh turli haroratlarda dekarburizatsiya sinovini o'tkazmaydi. Spin bükme charchoqni sinovdan o'tkazish mashinasidan foydalanib, charchoqni sinovdan o'tkazish uchun ikki guruh sinov po'lati, ikki guruh sinov po'latining charchoq chegarasini aniqlash, ikki guruh sinov po'latining charchoq muddatini taqqoslash, skanerlashdan foydalanish. elektron mikroskop charchoq sinishi kuzatuvi, namunaning sinishi sabablarini tahlil qilish, sinovdan o'tgan po'latning charchoq xususiyatlarini dekarburizatsiya qilish ta'sirini o'rganish.
1-jadval Sinov po'latining kimyoviy tarkibi (massa ulushi) og'irligi%
Isitish haroratining dekarburizatsiyaga ta'siri
Har xil isitish haroratida dekarburizatsiyani tashkil qilish morfologiyasi 1-rasmda ko'rsatilgan. Rasmdan ko'rinib turibdiki, harorat 675 ℃ bo'lganda, namuna yuzasida dekarburizatsiya qatlami ko'rinmaydi; harorat 700 ℃ ga ko'tarilganda, yupqa ferrit dekarburizatsiya qatlami uchun namuna yuzasi dekarburizatsiya qatlami paydo bo'la boshladi; haroratning 725 ℃ ga ko'tarilishi bilan namuna yuzasi dekarburizatsiya qatlamining qalinligi sezilarli darajada oshdi; 750 ℃ dekarburizatsiya qatlamining qalinligi maksimal qiymatga etadi, bu vaqtda ferrit donasi aniqroq, qo'polroq; harorat 800 ℃ ga ko'tarilganda, dekarburizatsiya qatlamining qalinligi sezilarli darajada pasaya boshladi, uning qalinligi 750 ℃ ning yarmiga tushdi; harorat 850 ℃ gacha ko'tarilishda davom etganda va dekarburizatsiya qalinligi 1-rasmda ko'rsatilgan. 800 ℃, to'liq dekarburizatsiya qatlami qalinligi sezilarli darajada pasayishni boshladi, uning qalinligi yarmiga etganida 750 ℃ ga tushdi; harorat 850 ℃ va undan yuqori darajaga ko'tarilganda, sinov po'latining to'liq dekarburizatsiya qatlamining qalinligi pasayishda davom etadi, yarim dekarburizatsiya qatlamining qalinligi to'liq dekarburizatsiya qatlami morfologiyasi yo'qolguncha, yarim dekarburizatsiya qatlami morfologiyasi asta-sekin aniq bo'lgunga qadar asta-sekin o'sishni boshladi. Ko'rinib turibdiki, haroratning oshishi bilan to'liq dekarburizatsiyalangan qatlamning qalinligi birinchi navbatda ko'tarilgan va keyin kamaygan, bu hodisaning sababi isitish jarayonida namunaning bir vaqtning o'zida oksidlanish va dekarburizatsiya harakati bilan bog'liq, faqat qachon dekarburizatsiya tezligi oksidlanish tezligidan tezroq bo'lsa, dekarburizatsiya hodisasi paydo bo'ladi. Isitishning boshida to'liq dekarburizatsiyalangan qatlamning qalinligi haroratning oshishi bilan to'liq dekarburizatsiyalangan qatlamning qalinligi maksimal qiymatga etgunga qadar asta-sekin o'sib boradi, bu vaqtda haroratni ko'tarishni davom ettirish uchun namunaning oksidlanish darajasi tezroq bo'ladi. to'liq dekarburizatsiyalangan qatlamning ko'payishiga to'sqinlik qiladigan dekarburizatsiya darajasi, bu esa pasayish tendentsiyasiga olib keladi. Ko'rinib turibdiki, 675 ~ 950 ℃ oralig'ida 750 ℃ da to'liq dekarburizatsiyalangan qatlam qalinligining qiymati eng katta va 850 ℃ da to'liq karbonsizlangan qatlam qalinligining qiymati eng kichik, shuning uchun sinov po'latining isitish harorati 850 ℃ bo'lishi tavsiya etiladi.
1-rasm 1 soat davomida har xil isitish haroratida saqlanadigan sinov po'latining dekarburizatsiyalangan qatlamining histomorfologiyasi
Yarim dekarburizatsiyalangan qatlam bilan solishtirganda, to'liq dekarburizatsiyalangan qatlamning qalinligi materialning xususiyatlariga jiddiyroq salbiy ta'sir ko'rsatadi, bu materialning mexanik xususiyatlarini sezilarli darajada kamaytiradi, masalan, kuch, qattiqlik, aşınma qarshilik va charchoq chegarasini kamaytirish. va boshqalar, shuningdek, payvandlash sifatiga ta'sir qiluvchi yoriqlarga nisbatan sezgirlikni oshiradi va hokazo. Shu sababli, to'liq dekarburizatsiyalangan qatlamning qalinligini nazorat qilish mahsulotning ishlashini yaxshilash uchun katta ahamiyatga ega. 2-rasmda to'liq karbonsizlangan qatlam qalinligining harorat bilan o'zgarishi egri chizig'i ko'rsatilgan, bu esa to'liq dekarburizatsiyalangan qatlam qalinligining o'zgarishini aniqroq ko'rsatadi. Rasmdan ko'rinib turibdiki, to'liq dekarburizatsiyalangan qatlamning qalinligi 700 ℃ da atigi 34 mikron; harorat 725 ℃ ga ko'tarilganda, to'liq dekarburizatsiyalangan qatlamning qalinligi sezilarli darajada 86 mkm ga oshadi, bu 700 ℃ da to'liq karbonsizlangan qatlamning qalinligidan ikki baravar ko'pdir; harorat 750 ℃ ga ko'tarilganda, to'liq dekarburizatsiyalangan qatlamning qalinligi Harorat 750 ℃ ga ko'tarilganda, to'liq karbonsizlangan qatlamning qalinligi maksimal 120 mikron qiymatiga etadi; harorat ko'tarilishda davom etar ekan, to'liq dekarburizatsiyalangan qatlamning qalinligi keskin pasayishni boshlaydi, 800 ℃ da 70 mkm gacha, keyin esa 850 ℃ da taxminan 20 mkm minimal qiymatga etadi.
Fig.2 Turli haroratlarda to'liq dekarburizatsiyalangan qatlamning qalinligi
Spin egilishida dekarburizatsiyaning charchoq ko'rsatkichlariga ta'siri
Dekarburizatsiyaning bahor po'latining charchoq xususiyatlariga ta'sirini o'rganish uchun ikki guruh spinning egilish charchoq sinovlari o'tkazildi, birinchi guruh to'g'ridan-to'g'ri dekarburizatsiyasiz charchoq sinovi, ikkinchi guruh esa bir xil stressda dekarburizatsiyadan keyin charchoq sinovi edi. darajasi (810 MPa) va dekarburizatsiya jarayoni 1 soat davomida 700-850 ℃ da o'tkazildi. Namunalarning birinchi guruhi 2-jadvalda ko'rsatilgan, bu bahor po'latining charchash muddati.
Birinchi guruh namunalarining charchash muddati 2-jadvalda ko'rsatilgan. 2-jadvaldan ko'rinib turibdiki, dekarburizatsiyasiz, sinov po'lati faqat 810 MPa da 107 tsiklga duchor bo'lgan va hech qanday sinish sodir bo'lmagan; kuchlanish darajasi 830 MPa dan oshganda, ba'zi namunalar sinishni boshladi; stress darajasi 850 MPa dan oshganda, charchoq namunalari hammasi singan.
2-jadval Turli xil stress darajalarida charchoq muddati (dekarburizatsiyasiz)
Charchoq chegarasini aniqlash uchun sinov po'latining charchoq chegarasini aniqlash uchun guruh usuli qo'llaniladi va ma'lumotlarning statistik tahlilidan so'ng, sinov po'latining charchoq chegarasi taxminan 760 MPa ni tashkil qiladi; sinov po'latining turli kuchlanishlar ostida charchash muddatini tavsiflash uchun 3-rasmda ko'rsatilganidek, SN egri chiziladi. , 107 uchun davrlar soniga to'g'ri keladi, ya'ni bu sharoitda namuna davlat orqali bo'ladi, mos keladigan kuchlanish qiymati charchoq kuchi qiymati sifatida taxmin qilinishi mumkin, ya'ni 760 MPa. Ko'rinib turibdiki, S - N egri materialning charchash muddatini aniqlash uchun muhim ahamiyatga ega, muhim mos yozuvlar qiymatiga ega.
Shakl 3 Eksperimental po'latdan aylanadigan egilish charchoq sinovining SN egri chizig'i
Ikkinchi guruh namunalarining charchoq muddati 3-jadvalda ko'rsatilgan. 3-jadvaldan ko'rinib turibdiki, sinov po'lati turli haroratlarda karbonsizlangandan so'ng, davrlar soni aniq kamayadi va ular 107 dan ortiq va barcha charchoq namunalari singan va charchoq muddati sezilarli darajada kamayadi. Yuqoridagi dekarburizatsiyalangan qatlam qalinligi bilan harorat o'zgarishi egri chizig'ini ko'rish mumkin, 750 ℃ dekarburizatsiyalangan qatlam qalinligi eng katta bo'lib, charchoq muddatining eng past qiymatiga to'g'ri keladi. 850 ℃ dekarburizatsiyalangan qatlam qalinligi eng kichik bo'lib, charchoqning ishlash muddati nisbatan yuqori. Ko'rinib turibdiki, dekarburizatsiya harakati materialning charchoq ko'rsatkichlarini sezilarli darajada pasaytiradi va dekarburizatsiyalangan qatlam qanchalik qalinroq bo'lsa, charchoq muddati shunchalik past bo'ladi.
3-jadval. Turli dekarburizatsiya haroratlarida charchoq muddati (560 MPa)
Namunaning charchoq sinishi morfologiyasi elektron mikroskopni skanerlash orqali kuzatildi, 4-rasmda ko'rsatilgan. charchoq, ko'rish mumkin, "baliq ko'z" metall bo'lmagan qo'shimchalar uchun yorilish manbai, charchoq yoriqlar natijasida stress kontsentratsiyasini sabab oson inkluzyonlar; Shakl 4(b) yoriq kengayishi hududi morfologiyasi uchun yaqqol charchoq chiziqlarini ko'rish mumkin, daryoga o'xshash taqsimot bo'lgan, kvazissosiativ yoriqlarga tegishli bo'lib, yoriqlar kengayib, oxir-oqibat sinishga olib keladi. 4(b)-rasmda yoriqlar kengayish maydonining morfologiyasi ko'rsatilgan, yaqqol charchoq chiziqlari ko'rinib turibdiki, ular kvazissosiativ sinishlarga tegishli bo'lgan daryoga o'xshash taqsimot ko'rinishida va yoriqlarning uzluksiz kengayishi bilan, pirovardida, sinishga olib keladi. .
Charchoq sinishi tahlili
Fig.4 Eksperimental po'latning charchoq sinishi sirtining SEM morfologiyasi
4-rasmdagi qo'shimchalar turini aniqlash uchun energiya spektri tarkibi tahlili o'tkazildi va natijalar 5-rasmda ko'rsatilgan. Ko'rinib turibdiki, metall bo'lmagan qo'shimchalar asosan Al2O3 qo'shimchalari bo'lib, qo'shimchalar mavjudligini ko'rsatadi. inkluzyonlarning yorilishi natijasida yuzaga keladigan yoriqlarning asosiy manbai.
5-rasm Metall bo'lmagan qo'shimchalarning energiya spektroskopiyasi
Xulosa qiling
(1) Isitish haroratini 850 ℃ ga joylashtirish charchoqning ishlashiga ta'sirini kamaytirish uchun dekarburizatsiyalangan qatlamning qalinligini kamaytiradi.
(2) Sinov po'latdan egilishning charchoq chegarasi 760 MPa.
(3) Metall bo'lmagan qo'shimchalarda, asosan Al2O3 aralashmasida sinov po'latining yorilishi.
(4) dekarburizatsiya sinov po'latining charchoq muddatini jiddiy qisqartiradi, dekarburizatsiya qatlami qanchalik qalinroq bo'lsa, charchoq muddati past bo'ladi.
Xabar vaqti: 21-iyun-2024