Charchoq sinishini kuzatish va sinish mexanizmini tahlil qilish uchun skanerlovchi elektron mikroskop ishlatilgan; shu bilan birga, dekarburizatsiya qilingan namunalarda turli haroratlarda spin bükme charchoq sinovi o'tkazildi, bu sinov po'latining charchoq muddatini dekarburizatsiya bilan va dekarburizatsiyasiz taqqoslash va dekarburizatsiyaning sinov po'latining charchoq ko'rsatkichlariga ta'sirini tahlil qilish uchun amalga oshirildi. Natijalar shuni ko'rsatadiki, isitish jarayonida oksidlanish va dekarburizatsiyaning bir vaqtning o'zida mavjudligi sababli, ikkalasi o'rtasidagi o'zaro ta'sir, natijada haroratning o'sishi bilan to'liq dekarburizatsiya qilingan qatlam qalinligi ortib boradi va keyin kamayadi, to'liq dekarburizatsiya qilingan qatlam qalinligi 750 ℃ da maksimal 120 μm qiymatiga etadi va to'liq dekarburizatsiya qilingan qatlam qalinligi 850 ℃ da minimal 20 μm 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 jarayoni sinov po'latining charchoq muddatini sezilarli darajada qisqartiradi, bu sinov po'latining charchoq ko'rsatkichlariga ta'sir qiladi, dekarburizatsiya qatlami qanchalik qalin bo'lsa, charchoq muddati shuncha past bo'ladi. Dekarburizatsiya qatlamining sinov po'latining charchoq ko'rsatkichlariga ta'sirini kamaytirish uchun sinov po'latining optimal issiqlik bilan ishlov berish harorati 850 ℃ darajasida o'rnatilishi kerak.
Tishli g'ildirak avtomobilning muhim qismidirYuqori tezlikda ishlashi sababli, tishli g'ildirak yuzasining to'rsimon qismi yuqori mustahkamlik va aşınma qarshiligiga ega bo'lishi kerak, tish ildizi esa materialning sinishiga olib keladigan yoriqlarning oldini olish uchun doimiy takroriy yuk tufayli yaxshi egilish charchoq ko'rsatkichiga ega bo'lishi kerak. Tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, dekarburizatsiya metall materiallarning aylanish egilish charchoq ko'rsatkichiga ta'sir qiluvchi muhim omil bo'lib, aylanish egilish charchoq ko'rsatkichi mahsulot sifatining muhim ko'rsatkichidir, shuning uchun sinov materialining dekarburizatsiya xatti-harakati va aylanish egilish charchoq ko'rsatkichini o'rganish kerak.
Ushbu maqolada, 20CrMnTi tishli po'lat yuzasini dekarburizatsiya qilish sinovida issiqlik bilan ishlov berish pechida turli xil isitish harorati tahlil qilinadi, sinov po'latining dekarburizatsiya qatlami chuqurligining o'zgaruvchan qonuni; QBWP-6000J oddiy nurli charchoqni sinov mashinasi yordamida sinov po'latining aylanma bükme charchoq sinovi, sinov po'latining charchoq ko'rsatkichini aniqlash va shu bilan birga ishlab chiqarish jarayonini yaxshilash, mahsulot sifatini oshirish va oqilona ma'lumot berish uchun sinov po'latining charchoq ko'rsatkichiga dekarburizatsiyaning ta'sirini tahlil qilish. Sinov po'latining charchoq ko'rsatkichi aylanma bükme charchoq sinov mashinasi tomonidan aniqlanadi.
1. Sinov materiallari va usullari
Sinov materiali 20CrMnTi tishli po'latni ta'minlaydi, asosiy kimyoviy tarkibi 1-jadvalda ko'rsatilgan. Dekarburizatsiya sinovi: sinov materiali F8 mm × 12 mm silindrsimon namunaga ishlov beriladi, yuzasi dog'larsiz yorqin bo'lishi kerak. Issiqlik bilan ishlov berish pechi 675 ℃, 700 ℃, 725 ℃, 750 ℃, 800 ℃, 850 ℃, 900 ℃, 950 ℃, 1000 ℃ gacha qizdiriladi, namunaga kiritiladi va 1 soat ushlab turiladi, so'ngra xona haroratiga qadar havo bilan sovutiladi. Namuna issiqlik bilan ishlov berilgandan so'ng, 4% nitrat kislota spirtli eritmasi bilan eroziyasi bilan, sinov po'latining dekarburizatsiya qatlamini kuzatish uchun metallurgiya mikroskopiyasidan foydalaniladi, dekarburizatsiya qatlamining chuqurligi turli haroratlarda o'lchanadi. Spin bükme charchoq sinovi: sinov materiali ikki guruh spin bükme charchoq namunalarini qayta ishlash talablariga muvofiq, birinchi guruh dekarburizatsiya sinovini, ikkinchi guruh esa turli haroratlarda dekarburizatsiya sinovini o'tkazmaydi. Spin bükme charchoq sinov mashinasidan foydalanib, spin bükme charchoq sinovi uchun ikki guruh sinov po'lati, ikki guruh sinov po'latining charchoq chegarasini aniqlash, ikki guruh sinov po'latining charchoq muddatini taqqoslash, skanerlash elektron mikroskopidan foydalanish charchoq sinishini kuzatish, namunaning sinish sabablarini tahlil qilish, dekarburizatsiyaning sinov po'latining charchoq xususiyatlariga ta'sirini o'rganish.
1-jadval Sinov po'latining kimyoviy tarkibi (massa ulushi) og'irlik%
Isitish haroratining dekarburizatsiyaga ta'siri
Turli xil isitish harorati ostida dekarburizatsiyani tashkil etish morfologiyasi 1-rasmda ko'rsatilgan. Rasmdan ko'rinib turibdiki, harorat 675 ℃ bo'lganda, namuna yuzasida dekarburizatsiya qatlami ko'rinmaydi; harorat 700 ℃ ga ko'tarilganda, namuna yuzasida dekarburizatsiya qatlami paydo bo'la boshladi, bu yupqa ferrit dekarburizatsiya qatlami uchun; harorat 725 ℃ ga ko'tarilganda, namuna yuzasida dekarburizatsiya qatlami qalinligi sezilarli darajada oshdi; 750 ℃ dekarburizatsiya qatlami qalinligi maksimal qiymatiga yetadi, bu vaqtda ferrit donasi yanada tiniq va qo'pol bo'ladi; harorat 800 ℃ ga ko'tarilganda, dekarburizatsiya qatlami qalinligi sezilarli darajada pasaya boshladi, uning qalinligi 750 ℃ ning yarmigacha tushdi; harorat 850 ℃ ga ko'tarilishda davom etganda va dekarburizatsiya qalinligi 1-rasmda ko'rsatilgan. 800 ℃, to'liq dekarburizatsiya qatlami qalinligi sezilarli darajada pasaya boshladi, uning qalinligi yarimga tushganda 750 ℃ ga tushdi; Harorat 850 ℃ va undan yuqori darajaga ko'tarilganda, sinov po'latining to'liq dekarburizatsiya qatlamining qalinligi pasayishda davom etadi, dekarburizatsiya qatlamining yarmi asta-sekin o'sib bora boshlaydi, to'liq dekarburizatsiya qatlamining morfologiyasi yo'qoladi, yarim dekarburizatsiya qatlamining morfologiyasi asta-sekin tozalanadi. Ko'rinib turibdiki, harorat oshishi bilan to'liq dekarburizatsiya qatlamining qalinligi avval oshirilib, keyin kamayadi, bu hodisaning sababi namunaning isitish jarayonida oksidlanish va dekarburizatsiya xatti-harakatlari bilan bog'liq, faqat dekarburizatsiya tezligi oksidlanish tezligidan tezroq bo'lganda dekarburizatsiya hodisasi paydo bo'ladi. Isitish boshida to'liq dekarburizatsiya qatlamining qalinligi harorat oshishi bilan asta-sekin oshib boradi, to'liq dekarburizatsiya qatlamining qalinligi maksimal qiymatga yetguncha, bu vaqtda haroratni ko'tarishda davom etish uchun namunaning oksidlanish tezligi dekarburizatsiya tezligidan tezroq bo'ladi, bu to'liq dekarburizatsiya qatlamining oshishini inhibe qiladi va natijada 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 dekarburizatsiyalangan qatlam qalinligining qiymati eng kichik, shuning uchun sinov po'latining isitish harorati 850 ℃ bo'lishi tavsiya etiladi.
1-rasm. Har xil isitish haroratida 1 soat davomida ushlab turilgan sinov po'latining dekarburizatsiyalangan qatlamining gistomorfologiyasi
Yarim dekarburizatsiyalangan qatlam bilan taqqoslaganda, to'liq dekarburizatsiyalangan qatlamning qalinligi material xususiyatlariga jiddiyroq salbiy ta'sir ko'rsatadi, bu materialning mexanik xususiyatlarini sezilarli darajada pasaytiradi, masalan, mustahkamlik, qattiqlik, aşınma qarshilik va charchoq chegarasini va boshqalarni kamaytiradi, shuningdek, yoriqlarga sezgirlikni oshiradi, payvandlash sifatiga ta'sir qiladi va hokazo. Shuning uchun, to'liq dekarburizatsiyalangan qatlamning qalinligini nazorat qilish mahsulotning ishlashini yaxshilash uchun katta ahamiyatga ega. 2-rasmda to'liq dekarburizatsiyalangan qatlam qalinligining harorat bilan o'zgarish egri chizig'i ko'rsatilgan, bu to'liq dekarburizatsiyalangan qatlam qalinligining o'zgarishini aniqroq ko'rsatadi. Rasmdan ko'rinib turibdiki, to'liq dekarburizatsiyalangan qatlamning qalinligi 700 ℃ da atigi 34 μm ni tashkil qiladi; harorat 725 ℃ ga ko'tarilganda, to'liq dekarburizatsiyalangan qatlamning qalinligi sezilarli darajada 86 μm gacha oshadi, bu 700 ℃ da to'liq dekarburizatsiyalangan qatlam qalinligidan ikki baravar ko'p; Harorat 750 ℃ ga ko'tarilganda, to'liq dekarburizatsiyalangan qatlamning qalinligi oshadi. Harorat 750 ℃ ga ko'tarilganda, to'liq dekarburizatsiyalangan qatlamning qalinligi maksimal 120 μm qiymatiga etadi; harorat ko'tarilishda davom etar ekan, to'liq dekarburizatsiyalangan qatlamning qalinligi keskin pasaya boshlaydi, 800 ℃ da 70 μm gacha, keyin esa 850 ℃ da taxminan 20 μm minimal qiymatiga etadi.
2-rasm. Turli haroratlarda to'liq dekarburizatsiyalangan qatlamning qalinligi
Dekarburizatsiyaning spin bükme paytida charchoq ko'rsatkichlariga ta'siri
Dekarburizatsiyaning prujinali po'latning charchoq xususiyatlariga ta'sirini o'rganish uchun ikki guruh spin bükme charchoq sinovlari o'tkazildi, birinchi guruh dekarburizatsiyasiz to'g'ridan-to'g'ri charchoq sinovi, ikkinchi guruh esa xuddi shu kuchlanish darajasida (810 MPa) dekarburizatsiyadan keyin charchoq sinovi bo'lib, dekarburizatsiya jarayoni 700-850 ℃ da 1 soat davomida o'tkazildi. Birinchi guruh namunalari 2-jadvalda ko'rsatilgan, bu prujinali po'latning charchoq muddati.
Birinchi guruh namunalarining charchoq muddati 2-jadvalda ko'rsatilgan. 2-jadvaldan ko'rinib turibdiki, dekarburizatsiyasiz sinov po'lati 810 MPa da atigi 107 siklga duchor bo'ldi va sinish sodir bo'lmadi; kuchlanish darajasi 830 MPa dan oshganda, ba'zi namunalar sinish boshladi; kuchlanish darajasi 850 MPa dan oshganda, charchoq namunalarining barchasi sinib ketdi.
2-jadval. Turli xil stress darajalari ostida charchoq hayoti (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 charchoq muddatini tavsiflash uchun 3-rasmda ko'rsatilganidek, SN egri chizig'i chizilgan. 3-rasmdan ko'rinib turibdiki, turli kuchlanish darajalari turli charchoq muddatiga mos keladi, 7 ga teng charchoq muddati 107 uchun sikllar soniga to'g'ri keladi, ya'ni namunalar ushbu sharoitlarda holatdan o'tadi, mos keladigan kuchlanish qiymati charchoq kuchi qiymati, ya'ni 760 MPa sifatida taxmin qilinishi mumkin. S - N egri chizig'i materialning charchoq muddatini aniqlash uchun muhim ahamiyatga ega ekanligini ko'rish mumkin, bu muhim mos yozuvlar qiymatiga ega.
3-rasm. Eksperimental po'latdan yasalgan aylanma bükme 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 dekarburizatsiya qilingandan so'ng, sikllar soni sezilarli darajada kamayadi va ular 107 dan oshadi va barcha charchoq namunalari sinadi va charchoq muddati sezilarli darajada kamayadi. Yuqoridagi dekarburizatsiya qilingan qatlam qalinligi bilan harorat o'zgarishi egri chizig'ini birlashtirib, 750 ℃ dekarburizatsiya qilingan qatlam qalinligi eng katta bo'lib, charchoq muddatining eng past qiymatiga mos keladi. 850 ℃ dekarburizatsiya qilingan qatlam qalinligi eng kichik bo'lib, charchoq muddati qiymatiga mos keladi. Dekarburizatsiya xatti-harakati materialning charchoq ko'rsatkichini sezilarli darajada pasaytiradi va dekarburizatsiya qilingan qatlam qanchalik qalin bo'lsa, charchoq muddati shuncha past bo'ladi.
3-jadval. Turli dekarburizatsiya haroratlarida (560 MPa) charchoq muddati
Namunaning charchoq sinishi morfologiyasi 4-rasmda ko'rsatilgandek, skanerlovchi elektron mikroskop yordamida kuzatildi. 4(a)-rasmda yoriq manbai maydoni uchun, charchoq yoyining aniq ko'rinishini ko'rish mumkin, charchoq yoyiga ko'ra, charchoq manbaini topish mumkin, yoriq manbai "baliq ko'zi" metall bo'lmagan qo'shimchalar, qo'shimchalar stress konsentratsiyasini keltirib chiqarishi mumkin, natijada charchoq yoriqlari paydo bo'ladi; 4(b)-rasmda yoriq kengayishi maydoni morfologiyasi uchun, aniq charchoq chiziqlarini ko'rish mumkin, daryoga o'xshash taqsimotga ega, kvazi-dissotsiativ sinishlarga tegishli, yoriqlar kengayib, oxir-oqibat sinishlarga olib keladi. 4(b)-rasmda yoriq kengayishi maydoni morfologiyasi ko'rsatilgan, aniq charchoq chiziqlarini ko'rish mumkin, daryoga o'xshash taqsimotga ega, kvazi-dissotsiativ sinishlarga tegishli va yoriqlarning doimiy kengayishi bilan oxir-oqibat sinishlarga olib keladi.
Charchoq sinishi tahlili
4-rasm. Eksperimental po'latning charchoq sinishi yuzasining SEM morfologiyasi
4-rasmdagi qo'shilishlar turini aniqlash uchun energiya spektri tarkibi tahlili o'tkazildi va natijalar 5-rasmda ko'rsatilgan. Metall bo'lmagan qo'shilishlar asosan Al2O3 qo'shilishlari ekanligini ko'rish mumkin, bu esa qo'shilishlar qo'shilishlar yorilishi natijasida yuzaga keladigan yoriqlarning asosiy manbai ekanligini ko'rsatadi.
5-rasm. Metall bo'lmagan qo'shimchalarning energiya spektroskopiyasi.
Xulosa qilish
(1) Isitish haroratini 850 ℃ darajasida joylashtirish dekarburizatsiyalangan qatlamning qalinligini minimallashtiradi va charchoq ko'rsatkichlariga ta'sirini kamaytiradi.
(2) Sinov po'latining aylanish egilishining charchoq chegarasi 760 MPa ni tashkil qiladi.
(3) Metall bo'lmagan qo'shimchalarda, asosan Al2O3 aralashmasida po'latning yorilishi sinovi.
(4) dekarburizatsiya sinov po'latining charchoq muddatini jiddiy ravishda qisqartiradi, dekarburizatsiya qatlami qanchalik qalin bo'lsa, charchoq muddati shuncha past bo'ladi.
Nashr vaqti: 2024-yil 21-iyun
