Սկանավորող էլեկտրոնային մանրադիտակը օգտագործվել է հոգնածության կոտրվածքը դիտարկելու և կոտրվածքի մեխանիզմը վերլուծելու համար; Միևնույն ժամանակ, պտտվող ճկման հոգնածության փորձարկումն իրականացվել է ածխաթթվացված նմուշների վրա տարբեր ջերմաստիճաններում՝ փորձարկվող պողպատի հոգնածության ժամկետը համեմատելու համար դեկարբյուրացման հետ և առանց դրա, ինչպես նաև վերլուծելու դեկարբյուրացման ազդեցությունը փորձարկման պողպատի հոգնածության վրա: Արդյունքները ցույց են տալիս, որ ջեռուցման գործընթացում օքսիդացման և ածխաթթվացման միաժամանակյա առկայության պատճառով երկուսի միջև փոխազդեցությունը, ինչը հանգեցնում է ամբողջությամբ դեկարբյուրացված շերտի հաստության ջերմաստիճանի աճի հետ, ցույց է տալիս աճի, ապա նվազման միտում, լրիվ ածխաջրածին շերտի հաստությունը հասնում է առավելագույն արժեքի 120 մկմ 750 ℃-ի դեպքում, իսկ ամբողջությամբ դեկարբյուրացված շերտի հաստությունը հասնում է նվազագույն արժեքի 20 մկմ 850 ℃-ում, իսկ փորձարկման պողպատի հոգնածության սահմանը մոտ 760 ՄՊա է, և Փորձարկման պողպատի հոգնածության ճաքերի աղբյուրը հիմնականում Al2O3 ոչ մետաղական ներդիրներն են. դեկարբյուրացման վարքագիծը մեծապես նվազեցնում է փորձարկման պողպատի հոգնածության ժամկետը՝ ազդելով փորձարկման պողպատի հոգնածության վրա, որքան հաստ է դեկարբյուրացման շերտը, այնքան ցածր է հոգնածության ժամկետը: Ապակարբուրացման շերտի ազդեցությունը փորձարկման պողպատի հոգնածության վրա նվազեցնելու համար փորձարկման պողպատի ջերմային բուժման օպտիմալ ջերմաստիճանը պետք է սահմանվի 850℃:
Հագուստը ավտոմեքենայի կարևոր բաղադրիչն է, բարձր արագությամբ աշխատանքի շնորհիվ հանդերձանքի մակերևույթի ցանցավոր հատվածը պետք է ունենա բարձր ամրություն և քայքայումի դիմադրություն, իսկ ատամի արմատը պետք է ունենա լավ ճկման հոգնածություն՝ մշտական կրկնվող բեռի պատճառով, որպեսզի խուսափեն նյութի առաջացման պատճառող ճաքերից։ կոտրվածք. Հետազոտությունները ցույց են տալիս, որ դեկարբյուրացումը կարևոր գործոն է, որն ազդում է մետաղական նյութերի պտտման ճկման հոգնածության վրա, և պտտվող ճկման հոգնածության ցուցանիշը արտադրանքի որակի կարևոր ցուցիչ է, ուստի անհրաժեշտ է ուսումնասիրել փորձարկման նյութի ապակարբյուրացման վարքագիծը և պտտվող ճկման հոգնածության կատարումը:
Այս հոդվածում ջերմամշակման վառարանը 20CrMnTi հանդերձում պողպատի մակերեսի դեկարբյուրացման թեստի վրա, վերլուծում է տարբեր ջեռուցման ջերմաստիճանները փորձնական պողպատի դեկարբյուրացման շերտի փոփոխվող օրենքի վրա. օգտագործելով QBWP-6000J պարզ ճառագայթների հոգնածության փորձարկման մեքենա փորձնական պողպատի պտտվող ճկման հոգնածության թեստի վրա, փորձարկման պողպատի հոգնածության կատարողականի որոշումը և միևնույն ժամանակ վերլուծել դեկարբյուրացման ազդեցությունը փորձարկման պողպատի հոգնածության վրա՝ իրական արտադրության բարելավման համար: արտադրական գործընթացը, բարձրացնել արտադրանքի որակը և ապահովել ողջամիտ հղում: Փորձարկման պողպատի հոգնածության կատարումը որոշվում է պտտվող ճկման հոգնածության փորձարկման մեքենայի միջոցով:
1. Փորձարկման նյութեր և մեթոդներ
Փորձարկման նյութ միավորի համար, որն ապահովում է 20CrMnTi փոխանցման պողպատ, հիմնական քիմիական բաղադրությունը, ինչպես ցույց է տրված Աղյուսակ 1-ում: Ապակարբյուրացման փորձարկում. փորձարկման նյութը մշակվում է Ф8 մմ × 12 մմ գլանաձև նմուշի, մակերեսը պետք է լինի պայծառ, առանց բծերի: Ջերմային մշակման վառարանը ջեռուցվել է մինչև 675 ℃, 700 ℃, 725 ℃, 750 ℃, 800 ℃, 850 ℃, 900 ℃, 950 ℃, 1000 ℃, այնուհետև օդի ջերմաստիճանը պահել մինչև 1 սպեկտրը: Փորձանմուշի ջերմային մշակումից հետո, հղկման, հղկման և փայլեցման միջոցով, ազոտաթթվի սպիրտային լուծույթի էրոզիայի 4%-ով, մետաղագործական մանրադիտակի օգտագործումը փորձնական պողպատի դեկարբյուրացման շերտը դիտարկելու համար՝ չափելով դեկարբյուրացման շերտի խորությունը տարբեր ջերմաստիճաններում: Պտտվող ճկման հոգնածության փորձարկում. փորձարկման նյութը, ըստ պտտվող ճկման հոգնածության նմուշների երկու խմբերի մշակման պահանջների, առաջին խումբը չի իրականացնում դեկարբյուրացման փորձարկում, երկրորդ խումբը դեկարբյուրացման փորձարկում է տարբեր ջերմաստիճաններում: Օգտագործելով պտտվող ճկման հոգնածության փորձարկման մեքենա, փորձարկման պողպատի երկու խմբերը պտտվող կռում հոգնածության փորձարկման համար, փորձարկման պողպատի երկու խմբերի հոգնածության սահմանի որոշում, փորձարկման պողպատի երկու խմբերի հոգնածության ժամկետի համեմատություն, սկանավորման օգտագործում էլեկտրոնային մանրադիտակի հոգնածության կոտրվածքի դիտարկում, վերլուծել նմուշի կոտրվածքի պատճառները, ուսումնասիրել փորձարկման պողպատի հոգնածության հատկությունների դեկարբյուրացման ազդեցությունը:
Աղյուսակ 1 Փորձարկվող պողպատի քիմիական կազմը (զանգվածային բաժին) wt%
Ջեռուցման ջերմաստիճանի ազդեցությունը ածխաթթվացման վրա
Ջեռուցման տարբեր ջերմաստիճանների տակ ածխաթթվացման կազմակերպման մորֆոլոգիան ներկայացված է Նկ. 1-ում: Ինչպես երևում է նկարից, երբ ջերմաստիճանը 675 ℃ է, նմուշի մակերեսին չի երևում դեկարբյուրացման շերտ. երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է մինչև 700 ℃, նմուշի մակերևույթի դեկարբյուրացման շերտը սկսում է հայտնվել՝ բարակ ֆերիտի դեկարբյուրացման շերտի համար. ջերմաստիճանի բարձրացումով մինչև 725 ℃, նմուշի մակերեսի դեկարբյուրացման շերտի հաստությունը զգալիորեն ավելացավ. 750 ℃ decarburization շերտի հաստությունը հասնում է իր առավելագույն արժեքին, այս պահին ֆերիտի հատիկն ավելի պարզ է, կոպիտ; երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է մինչև 800 ℃, ապակարբուրացման շերտի հաստությունը սկսել է զգալիորեն նվազել, դրա հաստությունը նվազել է մինչև 750 ℃ կեսը; երբ ջերմաստիճանը շարունակում է բարձրանալ մինչև 850 ℃, իսկ դեկարբյուրացման հաստությունը ցույց է տրված Նկար 1-ում: երբ ջերմաստիճանը շարունակում է բարձրանալ մինչև 850 ℃ և ավելի, փորձնական պողպատի լրիվ դեկարբյուրացման շերտի հաստությունը շարունակում է նվազել, կես դեկարբուրիզացիոն շերտի հաստությունը սկսեց աստիճանաբար աճել, մինչև որ լրիվ դեկարբուրիզացիոն շերտի մորֆոլոգիան անհետացավ, կես ապակարբուրացման շերտի մորֆոլոգիան աստիճանաբար պարզվեց: Կարելի է տեսնել, որ ջերմաստիճանի բարձրացման հետ մեկտեղ լրիվ ածխաջրածնային շերտի հաստությունը սկզբում ավելացել է, ապա կրճատվել, այս երևույթի պատճառը տաքացման գործընթացում նմուշի հետ է միաժամանակ օքսիդացման և ածխաթթվացման վարքագիծը, միայն այն դեպքում, երբ. decarburization արագությունը ավելի արագ է, քան արագությունը օքսիդացում կհայտնվի decarburization երեւույթ. Ջեռուցման սկզբում ամբողջությամբ ածխաթթվացված շերտի հաստությունը աստիճանաբար ավելանում է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ, մինչև որ ամբողջությամբ ածխաթթվացված շերտի հաստությունը հասնի առավելագույն արժեքին, այս պահին, որպեսզի շարունակվի ջերմաստիճանը բարձրացնել, նմուշի օքսիդացման արագությունը ավելի արագ է, քան դեկարբյուրացման արագությունը, որն արգելակում է ամբողջությամբ դեկարբյուրացված շերտի ավելացումը, ինչը հանգեցնում է նվազման: Երևում է, որ 675 ~ 950 ℃ միջակայքում, 750 ℃ լրիվ ածխաջրածին շերտի հաստության արժեքը ամենամեծն է, իսկ լրիվ ածխաջրածին շերտի հաստության արժեքը 850 ℃ ամենափոքրն է, հետևաբար, փորձարկման պողպատի ջեռուցման ջերմաստիճանը խորհուրդ է տրվում լինել 850℃:
Նկ.1 Փորձնական պողպատի դեկարբյուրացված շերտի հիստոմորֆոլոգիա, որը պահվում է տարբեր տաքացման ջերմաստիճաններում 1 ժամ
Համեմատած կիսաածխաթթվացված շերտի հետ՝ ամբողջությամբ դեկարբյուրացված շերտի հաստությունն ավելի լուրջ բացասական ազդեցություն է թողնում նյութի հատկությունների վրա, այն մեծապես կնվազեցնի նյութի մեխանիկական հատկությունները, ինչպիսիք են ուժը, կարծրությունը, մաշվածության դիմադրությունը և հոգնածության սահմանը: և այլն, ինչպես նաև բարձրացնել զգայունությունը ճաքերի նկատմամբ՝ ազդելով եռակցման որակի վրա և այլն։ Հետևաբար, լիովին ածխաջրածին շերտի հաստությունը վերահսկելը մեծ նշանակություն ունի արտադրանքի արդյունավետությունը բարելավելու համար: Գծապատկեր 2-ը ցույց է տալիս ջերմաստիճանի հետ ամբողջությամբ դեկարբյուրացված շերտի հաստության տատանումների կորը, որն ավելի հստակ ցույց է տալիս ամբողջությամբ ածխաթթվացված շերտի հաստության տատանումները: Նկարից երևում է, որ ամբողջությամբ դեկարբյուրացված շերտի հաստությունը 700℃ ջերմաստիճանում կազմում է ընդամենը մոտ 34 մկմ; մինչև 725 ℃ ջերմաստիճանի բարձրացումով, ամբողջությամբ դեկարբյուրացված շերտի հաստությունը զգալիորեն մեծանում է մինչև 86 մկմ, ինչը ավելի քան երկու անգամ գերազանցում է ամբողջությամբ դեկարբյուրացված շերտի հաստությունը 700 ℃ ջերմաստիճանում. երբ ջերմաստիճանը բարձրացվում է մինչև 750 ℃, լրիվ ածխաջրածին շերտի հաստությունը Երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է մինչև 750℃, լրիվ ածխաջրածին շերտի հաստությունը հասնում է 120 մկմ առավելագույն արժեքի. քանի որ ջերմաստիճանը շարունակում է բարձրանալ, լրիվ ածխաջրածին շերտի հաստությունը սկսում է կտրուկ նվազել՝ մինչև 70 մկմ 800℃-ի դեպքում, իսկ այնուհետև հասնելով մոտ 20 մկմ նվազագույն արժեքի՝ 850℃-ում:
Նկ.2 Ամբողջովին ածխաթթվացված շերտի հաստությունը տարբեր ջերմաստիճաններում
Ապակարբուրացման ազդեցությունը պտտվող ճկման ժամանակ հոգնածության կատարման վրա
Զսպանակային պողպատի հոգնածության հատկությունների վրա ածխաթթվացման ազդեցությունն ուսումնասիրելու համար իրականացվել են պտտվող ճկման հոգնածության թեստերի երկու խումբ, առաջին խումբը հոգնածության փորձարկում էր ուղղակիորեն առանց դեկարբյուրացման, իսկ երկրորդ խումբը հոգնածության փորձարկում էր դեկարբուրիզացիայից հետո նույն լարվածության պայմաններում: մակարդակը (810 ՄՊա), իսկ դեկարբյուրացման գործընթացը անցկացվել է 700-850 ℃ 1 ժ. Նմուշների առաջին խումբը ներկայացված է Աղյուսակ 2-ում, որը զսպանակային պողպատի հոգնածության ժամկետն է:
Առաջին խմբի նմուշների հոգնածության ժամկետը ներկայացված է Աղյուսակ 2-ում: Ինչպես երևում է Աղյուսակ 2-ից, առանց ածխաթթվացման, փորձարկման պողպատը ենթարկվել է միայն 107 ցիկլերի 810 ՄՊա-ում, և ոչ մի կոտրվածք չի առաջացել. երբ լարվածության մակարդակը գերազանցեց 830 ՄՊա, որոշ նմուշներ սկսեցին կոտրվել; երբ լարվածության մակարդակը գերազանցեց 850 ՄՊա, հոգնածության նմուշները բոլորը կոտրվեցին:
Աղյուսակ 2 Հոգնածության կյանք սթրեսի տարբեր մակարդակներում (առանց ածխաթթվացման)
Հոգնածության սահմանը որոշելու համար օգտագործվում է խմբային մեթոդ՝ փորձարկման պողպատի հոգնածության սահմանը որոշելու համար, իսկ տվյալների վիճակագրական վերլուծությունից հետո փորձարկման պողպատի հոգնածության սահմանը կազմում է մոտ 760 ՄՊա; Փորձարկվող պողպատի հոգնածության կյանքը տարբեր լարումների տակ բնութագրելու համար SN կորը գծագրված է, ինչպես ցույց է տրված Նկար 3-ում: Ինչպես երևում է Նկար 3-ից, տարբեր լարվածության մակարդակները համապատասխանում են տարբեր լարման կյանքին, երբ հոգնածության ժամկետը 7 է: , որը համապատասխանում է 107 ցիկլերի քանակին, ինչը նշանակում է, որ նմուշը այս պայմաններում գտնվում է վիճակի միջով, համապատասխան լարվածության արժեքը կարող է մոտավորվել որպես հոգնածության ուժի արժեք, այսինքն՝ 760 ՄՊա: Կարելի է տեսնել, որ S - N կորը կարևոր է նյութի հոգնածության ժամկետի որոշման համար, ունի կարևոր հղման արժեք:
Նկար 3 Պողպատի պտտվող ճկման փորձնական հոգնածության փորձարկման SN կորը
Երկրորդ խմբի նմուշների հոգնածության ժամկետը ներկայացված է Աղյուսակ 3-ում: Ինչպես երևում է Աղյուսակ 3-ից, տարբեր ջերմաստիճաններում փորձարկման պողպատի ածխաթթվից հետո, ցիկլերի քանակը ակնհայտորեն կրճատվում է, և դրանք ավելի քան 107 են, և բոլորը: հոգնածության նմուշները կոտրվել են, և հոգնածության ժամկետը զգալիորեն կրճատվել է: Համակցված վերը նշված decarburized շերտի հաստությամբ ջերմաստիճանի փոփոխության կորի հետ կարելի է տեսնել, 750 ℃ decarburized շերտի հաստությունը ամենամեծն է, որը համապատասխանում է հոգնածության կյանքի ամենացածր արժեքին: 850 ℃ decarburized շերտի հաստությունը ամենափոքրն է, համապատասխան հոգնածության կյանքի արժեքը համեմատաբար բարձր է: Կարելի է տեսնել, որ դեկարբյուրացման վարքագիծը մեծապես նվազեցնում է նյութի հոգնածության գործունակությունը, և որքան հաստ է ածխաթթվային շերտը, այնքան ցածր է հոգնածության ժամկետը:
Աղյուսակ 3 Հոգնածության ժամկետը դեկարբյուրացման տարբեր ջերմաստիճաններում (560 ՄՊա)
Նմուշի հոգնածության կոտրվածքի մորֆոլոգիան դիտարկվել է սկանավորող էլեկտրոնային մանրադիտակի միջոցով, ինչպես ցույց է տրված Նկար 4-ում: Նկար 4(ա) ճաքի աղբյուրի տարածքի համար պատկերը կարող է տեսնել ակնհայտ հոգնածության աղեղը, ըստ հոգնածության աղեղի՝ աղբյուրը գտնելու համար: հոգնածության, կարելի է տեսնել, ճաքի աղբյուրը «ձկան աչք» ոչ մետաղական ներդիրների համար, ներդիրներ, որոնք հեշտ է առաջացնել սթրեսի կենտրոնացում, ինչը հանգեցնում է հոգնածության ճաքերի. Նկար 4(բ) ճաքերի երկարացման տարածքի մորֆոլոգիայի համար երևում են ակնհայտ հոգնածության շերտեր, գետի նման բաշխվածություն է, պատկանում է քվազի-դիսոցիատիվ կոտրվածքին, ճեղքերն ընդարձակվում են, որոնք ի վերջո հանգեցնում են կոտրվածքի: Գծապատկեր 4(բ) ցույց է տալիս ճաքերի ընդլայնման տարածքի մորֆոլոգիան, ակնհայտ հոգնածության շերտեր են երևում, գետանման բաշխման տեսքով, որը պատկանում է քվազի-դիսոցիատիվ կոտրվածքին, և ճաքերի շարունակական ընդլայնմամբ, ի վերջո հանգեցնում է կոտրվածքի: .
Հոգնածության կոտրվածքի վերլուծություն
Նկ.4 Փորձարարական պողպատի հոգնածության կոտրվածքի մակերեսի SEM ձևաբանություն
Նկար 4-ում ընդգրկումների տեսակը որոշելու համար իրականացվել է էներգիայի սպեկտրի կազմի վերլուծություն, և արդյունքները ցույց են տրված նկ. 5-ում: Տեսանելի է, որ ոչ մետաղական ներդիրները հիմնականում Al2O3 ներդիրներ են, ինչը ցույց է տալիս, որ ներառվածները ներդիրների ճաքերի հետևանքով առաջացած ճաքերի հիմնական աղբյուրն են։
Նկար 5 Ոչ մետաղական ընդգրկումների էներգետիկ սպեկտրոսկոպիա
Եզրակացե՛ք
(1) Ջեռուցման ջերմաստիճանը 850 ℃-ի վրա դնելը կնվազեցնի ածխաջրածնային շերտի հաստությունը՝ նվազեցնելու ազդեցությունը հոգնածության կատարման վրա:
(2) Փորձնական պողպատի պտտվող ճկման հոգնածության սահմանը 760 ՄՊա է:
(3) Փորձնական պողպատի ճեղքումը ոչ մետաղական ներդիրներում, հիմնականում՝ Al2O3 խառնուրդում:
(4) դեկարբյուրացումը լրջորեն նվազեցնում է փորձարկման պողպատի հոգնածության ժամկետը, որքան հաստ է դեկարբյուրացման շերտը, այնքան ցածր է հոգնածության ժամկետը:
Հրապարակման ժամանակը՝ հունիս-21-2024