Yorğunluq sınığını müşahidə etmək və qırılma mexanizmini təhlil etmək üçün skan edən elektron mikroskopdan istifadə edilmişdir; eyni zamanda dekarburizasiya olunmuş və karburizasiyasız sınaq poladın yorğunluq müddətini müqayisə etmək və dekarburizasiyanın sınaq poladın yorğunluq göstəricilərinə təsirini təhlil etmək üçün müxtəlif temperaturlarda dekarburizasiya olunmuş nümunələr üzərində spin əyilmə yorğunluq sınağı aparılmışdır. Nəticələr göstərir ki, isitmə prosesində oksidləşmə və dekarburizasiyanın eyni vaxtda olması səbəbindən ikisi arasındakı qarşılıqlı təsir nəticəsində temperaturun artması ilə tam karbürləşdirilmiş təbəqənin qalınlığı artıb, sonra isə azalma tendensiyası göstərir. tam karbonsuzlaşdırılmış təbəqənin qalınlığı 750 ℃ temperaturda maksimum 120 μm dəyərə çatır və tam karbürləşdirilmiş təbəqənin qalınlığı 850 ℃ temperaturda minimum 20 μm dəyərə çatır və sınaq poladının yorğunluq həddi təxminən 760 MPa-dır və sınaq poladındakı yorğunluq çatlarının mənbəyi əsasən Al2O3 qeyri-metal daxilolmalarıdır; dekarburizasiya davranışı test poladının yorğunluq müddətini əhəmiyyətli dərəcədə azaldır, test poladının yorğunluq performansına təsir edir, dekarburizasiya təbəqəsi nə qədər qalınsa, yorğunluq müddəti bir o qədər aşağı olur. Dekarburizasiya təbəqəsinin sınaq poladının yorğunluq performansına təsirini azaltmaq üçün sınaq poladının optimal istilik müalicəsi temperaturu 850 ℃ səviyyəsində təyin edilməlidir.
Ötürücü avtomobilin mühüm komponentidir,yüksək sürətlə işlədiyinə görə dişli səthin hörmə hissəsi yüksək möhkəmliyə və aşınma müqavimətinə malik olmalıdır, diş kökü isə materiala gətirib çıxaran çatların qarşısını almaq üçün davamlı təkrar yük səbəbindən yaxşı əyilmə yorğunluğuna malik olmalıdır. sınıq. Tədqiqatlar göstərir ki, dekarburizasiya metal materialların fırlanma əyilmə yorğunluq performansına təsir edən mühüm amildir və spin əyilmə yorğunluq performansı məhsul keyfiyyətinin mühüm göstəricisidir, buna görə də test materialının dekarburizasiya davranışını və spin əyilmə yorğunluq performansını öyrənmək lazımdır.
Bu yazıda, 20CrMnTi dişli polad səthi dekarburizasiya testində istilik müalicəsi sobası, dəyişən qanunun test polad dekarburizasiya qatının dərinliyində müxtəlif istilik temperaturlarını təhlil edir; QBWP-6000J sadə şüa yorğunluq sınaq maşınından istifadə edərək test poladın fırlanan əyilmə yorğunluq testi, test poladın yorğunluq performansının müəyyən edilməsi və eyni zamanda yaxşılaşdırılması üçün faktiki istehsal üçün sınaq poladın yorğunluq performansına dekarburizasiyanın təsirini təhlil etmək. istehsal prosesi, məhsulların keyfiyyətini artırmaq və ağlabatan istinad təmin etmək. Test polad yorğunluq performansı spin əyilmə yorğunluq test maşını ilə müəyyən edilir.
1. Sınaq materialları və üsulları
Cədvəl 1-də göstərildiyi kimi əsas kimyəvi tərkibi 20CrMnTi dişli polad təmin etmək üçün vahid üçün sınaq materialı. Dekarburizasiya testi: sınaq materialı Ф8 mm × 12 mm silindrik nümunəyə işlənir, səth ləkəsiz parlaq olmalıdır. İstilik müalicəsi sobası 675 ℃, 700 ℃, 725 ℃, 750 ℃, 800 ℃, 850 ℃, 900 ℃, 950 ℃, 1000 ℃-yə qədər qızdırılıb, sonra saat havada saxlanılır və otaqda saxlanılır. Nümunənin qurulması, üyüdülməsi və cilalanması ilə 4% nitrat turşusu spirt məhlulu ilə eroziya ilə istilik müalicəsindən sonra, müxtəlif temperaturlarda dekarburizasiya təbəqəsinin dərinliyini ölçmək üçün test polad dekarburizasiya təbəqəsini müşahidə etmək üçün metallurgiya mikroskopundan istifadə edin. Spin əyilmə yorğunluq testi: iki qrup spin əyilmə yorğunluq nümunələrinin emalı tələblərinə uyğun olaraq sınaq materialı, birinci qrup dekarburizasiya testini həyata keçirmir, ikinci qrup müxtəlif temperaturlarda dekarburizasiya testini həyata keçirmir. Spin əyilmə yorğunluq test maşınından istifadə edərək, spin əyilmə yorğunluq sınağı üçün iki qrup test poladı, iki qrup test poladının yorğunluq həddinin müəyyən edilməsi, iki qrup test poladının yorğunluq ömrünün müqayisəsi, skanlamadan istifadə elektron mikroskop yorğunluq sınıq müşahidə, nümunənin sınıq səbəbləri təhlil, test poladın yorğunluq xassələri dekarburization təsirini araşdırmaq.
Cədvəl 1 Sınaq poladının kimyəvi tərkibi (kütləvi payı) wt%
Qızdırma temperaturunun dekarburizasiyaya təsiri
Müxtəlif istilik temperaturları altında dekarburizasiyanın təşkilinin morfologiyası Şəkil 1-də göstərilmişdir. Şəkildən göründüyü kimi, temperatur 675 ℃ olduqda nümunə səthində dekarburizasiya təbəqəsi görünmür; temperatur 700 ℃-ə yüksəldikdə, nazik ferrit dekarburizasiya təbəqəsi üçün nümunə səthinin dekarburizasiya təbəqəsi görünməyə başladı; temperaturun 725 ℃-ə yüksəlməsi ilə nümunə səthinin dekarburizasiya təbəqəsinin qalınlığı əhəmiyyətli dərəcədə artdı; 750 ℃ dekarburizasiya təbəqəsinin qalınlığı maksimum dəyərə çatır, bu zaman ferrit taxıl daha aydın, qaba olur; temperatur 800 ℃-ə yüksəldikdə, dekarburizasiya təbəqəsinin qalınlığı əhəmiyyətli dərəcədə azalmağa başladı, qalınlığı 750 ℃-nin yarısına düşdü; temperatur 850 ℃-ə qədər yüksəlməyə davam etdikdə və dekarburizasiyanın qalınlığı Şəkil 1-də göstərildikdə. 800 ℃, tam dekarburizasiya təbəqəsinin qalınlığı əhəmiyyətli dərəcədə azalmağa başladı, onun qalınlığı yarıya çatdıqda 750 ℃-ə düşdü; temperatur 850 ℃ və daha yuxarı qalxmağa davam etdikdə, test poladının tam dekarburizasiya təbəqəsi qalınlığı azalmağa davam edir, yarım dekarburizasiya təbəqəsinin qalınlığı tam dekarburizasiya təbəqəsi morfologiyası yox olana qədər tədricən artmağa başladı, yarım dekarburizasiya təbəqəsi morfologiyası tədricən aydınlaşdı. Görünür ki, temperaturun artması ilə tam dekarburizasiya olunmuş təbəqənin qalınlığı əvvəlcə artmış, sonra isə azalmışdır, bu fenomenin səbəbi isitmə prosesində nümunənin eyni zamanda oksidləşmə və dekarburizasiya davranışı ilə bağlıdır, yalnız zaman dekarburizasiya dərəcəsi oksidləşmə sürətindən daha sürətli olarsa dekarburizasiya fenomeni görünəcəkdir. Qızdırmanın başlanğıcında, tam karbürləşdirilmiş təbəqənin qalınlığı temperaturun artması ilə tədricən artır, tam dekarburizasiya olunmuş təbəqənin qalınlığı maksimum dəyərə çatana qədər, bu zaman temperaturu yüksəltməyə davam etmək üçün nümunənin oksidləşmə sürəti daha sürətli olur. tam dekarburizasiya olunmuş təbəqənin artmasına mane olan dekarburizasiya dərəcəsi, nəticədə azalma tendensiyası. Görünür ki, 675 ~ 950 ℃ diapazonunda 750 ℃-də tam karbürləşdirilmiş təbəqənin qalınlığının dəyəri ən böyükdür və 850 ℃-də tam karbürləşdirilmiş təbəqənin qalınlığının dəyəri ən kiçikdir, buna görə də test poladının qızdırma temperaturunun 850 ℃ olması tövsiyə olunur.
Şəkil 1 1 saat ərzində müxtəlif istilik temperaturlarında saxlanılan sınaq poladın karbonsuzlaşdırılmış təbəqəsinin histomorfologiyası
Yarım dekarburizasiya edilmiş təbəqə ilə müqayisədə, tam karbürləşdirilmiş təbəqənin qalınlığı materialın xüsusiyyətlərinə daha ciddi mənfi təsir göstərir, gücü, sərtliyi, aşınma müqavimətini və yorğunluq həddini azaltmaq kimi materialın mexaniki xüsusiyyətlərini əhəmiyyətli dərəcədə azaldacaqdır. və s., həmçinin çatlara qarşı həssaslığı artırır, qaynağın keyfiyyətinə təsir edir və s. Buna görə də, tam karbürləşdirilmiş təbəqənin qalınlığına nəzarət məhsulun işini yaxşılaşdırmaq üçün böyük əhəmiyyət kəsb edir. Şəkil 2-də tam karbürləşdirilmiş təbəqənin qalınlığının temperaturla dəyişmə əyrisi göstərilir ki, bu da tam karbürləşdirilmiş təbəqənin qalınlığının dəyişməsini daha aydın göstərir. Şəkildən görünə bilər ki, tam karbürləşdirilmiş təbəqənin qalınlığı 700 ℃ temperaturda cəmi 34μm təşkil edir; temperaturun 725 ℃-ə yüksəlməsi ilə tam karbürləşdirilmiş təbəqənin qalınlığı 86 μm-ə qədər əhəmiyyətli dərəcədə artır, bu da 700 ℃-də tam karbürləşdirilmiş təbəqənin qalınlığından iki dəfə çoxdur; temperatur 750 ℃-ə qaldırıldıqda, tam karbürləşdirilmiş təbəqənin qalınlığı Temperatur 750 ℃-ə yüksəldikdə, tam karbürləşdirilmiş təbəqənin qalınlığı maksimum 120 μm dəyərə çatır; temperatur yüksəlməyə davam etdikcə, tam karbürləşdirilmiş təbəqənin qalınlığı kəskin şəkildə azalmağa başlayır, 800 ℃ temperaturda 70 μm-ə, sonra isə 850 ℃ temperaturda təxminən 20 μm minimum dəyərə çatır.
Fig.2 Müxtəlif temperaturlarda tam karbürləşdirilmiş təbəqənin qalınlığı
Dekarburizasiyanın spin əyilmədə yorğunluq performansına təsiri
Dekarburizasiyanın yay poladının yorğunluq xüsusiyyətlərinə təsirini öyrənmək üçün iki qrup spin əyilmə yorğunluq testləri aparıldı, birinci qrup birbaşa dekarburizasiya edilmədən yorğunluq testi, ikinci qrup isə eyni gərginlikdə dekarburizasiyadan sonra yorğunluq testi idi. səviyyəsi (810 MPa) və dekarburizasiya prosesi 1 saat ərzində 700-850 ℃ temperaturda aparıldı. Birinci qrup nümunələr yay poladının yorğunluq müddəti olan Cədvəl 2-də göstərilmişdir.
Birinci qrup nümunələrin yorğunluq müddəti Cədvəl 2-də göstərilmişdir. Cədvəl 2-dən göründüyü kimi, dekarburizasiya edilmədən sınaq poladı yalnız 810 MPa-da 107 dövrəyə məruz qalmış və heç bir qırılma baş verməmişdir; gərginlik səviyyəsi 830 MPa-dan çox olduqda, bəzi nümunələr qırılmağa başladı; gərginlik səviyyəsi 850 MPa-dan çox olduqda, yorğunluq nümunələri hamısı qırıldı.
Cədvəl 2 Müxtəlif stres səviyyələri altında yorğunluq müddəti (karbürizasiya olmadan)
Yorulma həddini müəyyən etmək üçün sınaq poladının yorğunluq həddini təyin etmək üçün qrup üsulundan istifadə edilir və məlumatların statistik təhlilindən sonra sınaq poladının yorğunluq həddi təxminən 760 MPa təşkil edir; müxtəlif gərginliklər altında sınaq poladının yorğunluq müddətini xarakterizə etmək üçün Şəkil 3-də göstərildiyi kimi SN əyrisi çəkilir. Şəkil 3-dən göründüyü kimi, müxtəlif gərginlik səviyyələri müxtəlif yorğunluq müddətinə uyğundur, yorğunluq müddəti 7 olduqda. , 107 üçün dövrlərin sayına uyğundur, bu o deməkdir ki, nümunə bu şərtlər altında dövlətdən keçir, müvafiq gərginlik dəyəri yorğunluq müqaviməti dəyəri kimi təqribi hesab edilə bilər, yəni 760 MPa. Görünür ki, S - N əyrisi materialın yorğunluq müddətini təyin etmək üçün vacibdir.
Şəkil 3 Eksperimental polad fırlanan əyilmə yorğunluq testinin SN əyrisi
İkinci qrup nümunələrin yorğunluq müddəti Cədvəl 3-də göstərilmişdir.Cədvəl 3-dən göründüyü kimi, sınaq poladı müxtəlif temperaturlarda karbürləşdirildikdən sonra dövrlərin sayı açıq şəkildə azalır və onlar 107-dən çox olur və hamısı yorğunluq nümunələri qırılır və yorğunluq müddəti xeyli azalır. Yuxarıdakı dekarbürləşdirilmiş təbəqə qalınlığı ilə birlikdə temperaturun dəyişmə əyrisi görünə bilər, 750 ℃ dekarbürləşdirilmiş təbəqə qalınlığı yorğunluq ömrünün ən aşağı dəyərinə uyğun gələn ən böyükdür. 850 ℃ dekarbürləşdirilmiş təbəqə qalınlığı ən kiçikdir, yorğunluq ömrü dəyərinə uyğun olaraq nisbətən yüksəkdir. Görünür ki, dekarburizasiya davranışı materialın yorğunluq performansını əhəmiyyətli dərəcədə azaldır və karbonsuzlaşdırılmış təbəqə nə qədər qalın olarsa, yorğunluq müddəti bir o qədər aşağı olur.
Cədvəl 3 Müxtəlif dekarburizasiya temperaturlarında yorğunluq müddəti (560 MPa)
Nümunənin yorğunluq sınığı morfologiyası Şəkil 4-də göstərildiyi kimi skan edən elektron mikroskopu ilə müşahidə edilmişdir. Şəkil 4(a) çat mənbəyi sahəsi üçün, rəqəm mənbəni tapmaq üçün yorğunluq qövsünə uyğun olaraq aşkar yorğunluq qövsünü görmək olar. yorğunluq, görünə bilər, "balıq gözü" qeyri-metal daxilolmaları üçün çat mənbəyi, stress konsentrasiyasına səbəb olan asan daxilolmalar, yorğunluq çatları ilə nəticələnir; Şəkil 4(b) çatların uzadılması sahəsinin morfologiyası üçün açıq-aşkar yorğunluq zolaqlarını görmək olar, çaya bənzər paylanmışdır, kvazissosiativ qırılmaya aiddir, çatlar genişlənir və nəticədə qırılmaya səbəb olur. Şəkil 4(b)-də çatların genişlənmə sahəsinin morfologiyası göstərilir, açıq-aşkar yorğunluq zolaqları kvazissosiativ qırılmaya aid olan çaya bənzər paylanma şəklində və çatların davamlı genişlənməsi ilə nəticədə qırılmaya səbəb olur. .
Yorğunluq sınıqlarının təhlili
Fig.4 Eksperimental poladın yorğunluq qırılma səthinin SEM morfologiyası
Şəkil 4-də daxilolmaların növünü müəyyən etmək üçün enerji spektrinin tərkibinin təhlili aparılıb və nəticələr Şəkil 5-də göstərilib. Görünür ki, qeyri-metal daxilolmalar əsasən Al2O3 daxilolmalarıdır, bu da daxilolmaların daxil olduğunu göstərir. daxilolmaların çatlaması nəticəsində yaranan çatların əsas mənbəyidir.
Şəkil 5 Qeyri-metal daxilolmaların enerji spektroskopiyası
yekunlaşdırın
(1) İstilik temperaturunun 850 ℃-də yerləşdirilməsi yorğunluq performansına təsirini azaltmaq üçün dekarbürləşdirilmiş təbəqənin qalınlığını minimuma endirəcəkdir.
(2) Sınaq polad əyilmənin yorğunluq həddi 760 MPa-dır.
(3) Qeyri-metal daxilolmalarda, əsasən Al2O3 qarışığında polad krekinq testi.
(4) dekarburizasiya test poladının yorğunluq müddətini ciddi şəkildə azaldır, dekarburizasiya təbəqəsi nə qədər qalın olarsa, yorğunluq müddəti bir o qədər aşağı olur.
Göndərmə vaxtı: 21 iyun 2024-cü il
