Електронскиот микроскоп за скенирање беше користен за да се набљудува фрактурата на замор и да се анализира механизмот на фрактура; во исто време, беше спроведен тест за замор при свиткување при вртење на декарбуризираните примероци на различни температури за да се спореди векот на замор на испитниот челик со и без декарбуризација и да се анализира ефектот на декарбуризацијата врз перформансите на замор на челикот за тестирање. Резултатите покажуваат дека, поради истовремено постоење на оксидација и декарбуризација во процесот на загревање, интеракцијата помеѓу двете, што резултира со дебелината на целосно декарбуризираниот слој со растот на температурата покажува тренд на зголемување, а потоа и намалување, дебелината на целосно декарбуризираниот слој достигнува максимална вредност од 120 μm на 750 ℃, а дебелината на целосно декарбуризираниот слој достигнува минимална вредност од 20 μm на 850 ℃, а границата на замор на испитниот челик е околу 760 MPa, и изворот на пукнатини за замор во тест челик е главно неметални подмножества Al2O3; Однесувањето на декарбуризацијата во голема мера го намалува животниот век на замор на челикот за тестирање, што влијае на перформансите на замор на челикот за тестирање, колку е подебел слојот за декарбуризација, толку е помал векот на замор. Со цел да се намали влијанието на слојот за декарбуризација врз перформансите на замор на челикот за тестирање, оптималната температура за термичка обработка на челикот за тестирање треба да се постави на 850℃.
Опремата е важна компонента на автомобилот,поради работата со голема брзина, мрежниот дел од површината на запчаникот мора да има висока јачина и отпорност на абење, а коренот на забот мора да има добри перформанси на замор при свиткување поради постојаното повторено оптоварување, за да се избегнат пукнатини што доведуваат до материјал фрактура. Истражувањата покажуваат дека декарбуризацијата е важен фактор кој влијае на изведбата на замор при свиткување при центрифугирање на металните материјали, а перформансите на замор при свиткување при центрифугирање се важен показател за квалитетот на производот, па затоа е неопходно да се проучи однесувањето на декарбуризацијата и перформансите на замор при свиткување на предниот дел на испитниот материјал.
Во овој труд, термичка обработка печка на 20CrMnTi опрема челик површина декарбуризација тест, анализира различни температури на греење на тест челик декарбуризација слој длабочината на менување на законот; користејќи QBWP-6000J едноставна машина за тестирање на замор на сноп на тест замор на ротирачко свиткување на челик за тестирање, определување на перформансите на замор на тест челик и во исто време да се анализира влијанието на декарбуризацијата врз перформансите на замор на испитниот челик за вистинското производство да се подобри процесот на производство, подобрување на квалитетот на производите и обезбедување разумна референца. Перформансите на замор на челик за тестирање се одредуваат со машината за тестирање на замор при свиткување на центрифугирање.
1. Тест материјали и методи
Материјал за тестирање за единица за да обезбеди челик за запчаник 20CrMnTi, главниот хемиски состав како што е прикажано во Табела 1. Тест за декарбуризација: материјалот за испитување се обработува во цилиндричен примерок Ф8 mm × 12 mm, површината треба да биде светла без дамки. Печката за термичка обработка беше загреана на 675 ℃, 700 ℃, 725 ℃, 750 ℃, 800 ℃, 850 ℃, 900 ℃, 950 ℃, 1.000 ℃, а потоа се задржа на собна температура, а потоа се задржа на 1. По термичка обработка на примерокот со поставување, мелење и полирање, со 4% од ерозија на раствор на азотна киселина, употреба на металуршка микроскопија за набљудување на слојот за декарбуризација на тестот на челик, мерење на длабочината на декарбуризацискиот слој на различни температури. Спин свиткување тест замор: тест материјал во согласност со барањата на обработка на две групи на спин свиткување примероци замор, првата група не врши decarburization тест, втората група на decarburization тест на различни температури. Користејќи ја машината за тестирање на замор при свиткување при центрифугирање, двете групи на тест челик за тестирање на замор при свиткување при центрифугирање, определување на границата на замор на двете групи челик за тестирање, споредба на животниот век на замор на двете групи тест челик, употреба на скенирање Електронски микроскоп замор фрактура набљудување, анализа на причините за фрактура на примерокот, да се истражуваат ефектот на декарбуризација на замор својства на тест челик.
Табела 1 Хемиски состав (масен дел) на тест челик wt%
Ефект на температурата на загревање врз декарбуризацијата
Морфологијата на организацијата на декарбуризација при различни температури на греење е прикажана на сл. 1. Како што може да се види од сликата, кога температурата е 675 ℃, на површината на примерокот не се појавува слој за декарбуризација; кога температурата се зголемува до 700 ℃, почна да се појавува слојот за декарбуризација на површината на примерокот, за тенок слој за декарбуризација на феритни; со зголемување на температурата на 725 ℃, дебелината на слојот за декарбуризација на површината на примерокот значително се зголеми; 750 ℃ decarburization слој дебелина достигнува својата максимална вредност, во тоа време, феритни жито е повеќе јасно, груб; кога температурата се зголемува до 800 ℃, дебелината на слојот за декарбуризација почна значително да се намалува, нејзината дебелина падна на половина од 750 ℃; кога температурата продолжува да расте до 850 ℃ и дебелината на декарбуризацијата е прикажана на сл. 1. 800 ℃, целосната дебелина на слојот за декарбуризација почна значително да се намалува, нејзината дебелина падна на 750 ℃ кога половина; кога температурата продолжува да расте до 850 ℃ и погоре, дебелината на слојот за целосна декарбуризација на челикот за тестирање продолжува да се намалува, половина дебелина на слојот за декарбуризација почна постепено да се зголемува додека морфологијата на целосно декарбуризациски слој не исчезна, половина морфологија на слојот за декарбуризација постепено се разјаснува. Може да се види дека дебелината на целосно декарбуризираниот слој со зголемувањето на температурата прво била зголемена, а потоа намалена, причината за оваа појава се должи на примерокот во процесот на загревање во исто време и однесувањето на оксидација и декарбуризација, само кога Декарбуризација стапка е побрзо од брзината на оксидација ќе се појави декарбуризација феномен. На почетокот на загревањето, дебелината на целосно декарбуризираниот слој постепено се зголемува со зголемувањето на температурата додека дебелината на целосно декарбуризираниот слој не ја достигне максималната вредност, во овој момент за да продолжи да се зголемува температурата, стапката на оксидација на примерокот е побрза од стапката на декарбуризација, која го инхибира зголемувањето на целосно декарбуризираниот слој, што резултира со надолен тренд. Може да се види дека, во опсег од 675 ~ 950 ℃, вредноста на дебелината на целосно декарбуризираниот слој на 750 ℃ е најголема, а вредноста на дебелината на целосно декарбуризираниот слој на 850 ℃ е најмала, затоа, температурата на загревање на челикот за тестирање се препорачува да биде 850℃.
Сл.1 Хистоморфологија на декарбуризиран слој од тест челик кој се одржува на различни температури на загревање 1 час
Во споредба со полудекарбуризираниот слој, дебелината на целосно декарбуризираниот слој има посериозно негативно влијание врз својствата на материјалот, во голема мера ќе ги намали механичките својства на материјалот, како што се намалување на силата, цврстината, отпорноста на абење и границата на замор. , итн., а исто така ја зголемуваат чувствителноста на пукнатини, влијаејќи на квалитетот на заварувањето и така натаму. Затоа, контролирањето на дебелината на целосно декарбуризираниот слој е од големо значење за подобрување на перформансите на производот. На слика 2 е прикажана кривата на варијација на дебелината на целосно декарбуризираниот слој со температура, што појасно ја прикажува варијацијата на дебелината на целосно декарбуризираниот слој. Од сликата може да се види дека дебелината на целосно декарбуризираниот слој е само околу 34μm на 700℃; со зголемување на температурата до 725 ℃, дебелината на целосно декарбуризираниот слој значително се зголемува до 86 μm, што е повеќе од два пати од дебелината на целосно декарбуризираниот слој на 700 ℃; кога температурата е подигната на 750 ℃, дебелината на целосно декарбуризираниот слој Кога температурата се зголемува до 750 ℃, дебелината на целосно декарбуризираниот слој достигнува максимална вредност од 120 μm; како што температурата продолжува да расте, дебелината на целосно декарбуризираниот слој почнува нагло да се намалува, до 70 μm на 800℃, а потоа до минималната вредност од околу 20μm на 850℃.
Сл.2 Дебелина на целосно декарбуризиран слој на различни температури
Ефект на декарбуризацијата врз перформансите на замор при свиткување на центрифугирање
Со цел да се проучи ефектот на декарбуризацијата врз својствата на замор на пружинскиот челик, беа спроведени две групи тестови за замор при свиткување при центрифугирање, првата група беше тестирање на замор директно без декарбуризација, а втората група беше тестирање на замор по декарбуризација при ист стрес. ниво (810 MPa), а процесот на декарбуризација се одржа на 700-850 ℃ за 1 час. Првата група примероци е прикажана во Табела 2, што е векот на замор на челикот на пружината.
Времетраењето на замор на првата група примероци е прикажано во Табела 2. Како што може да се види од Табела 2, без декарбуризација, челикот за испитување бил подложен само на 107 циклуси на 810 MPa и не се случила фрактура; кога нивото на стрес надмина 830 MPa, некои од примероците почнаа да се кршат; кога нивото на стрес надмина 850 MPa, сите примероци на замор беа скршени.
Табела 2 Време на замор при различни нивоа на стрес (без декарбуризација)
За да се одреди границата на замор, се користи групниот метод за одредување на границата на замор на испитниот челик, а по статистичка анализа на податоците, границата на замор на испитниот челик е околу 760 MPa; со цел да се карактеризира рокот на замор на испитниот челик при различни напрегања, кривата SN е нацртана, како што е прикажано на слика 3. Како што може да се види од Слика 3, различните нивоа на напрегање одговараат на различен век на замор, кога рокот на замор од 7 , што одговара на бројот на циклуси за 107, што значи дека примерокот под овие услови е низ состојбата, соодветната вредност на напрегањето може да се приближи како вредност на силата на замор, односно 760 MPa. Може да се види дека кривата S - N е важна за определување на животниот век на замор на материјалот има важна референтна вредност.
Слика 3 SN крива на експериментален тест замор на ротирачко свиткување на челик
Животниот век на замор на втората група примероци е прикажан во Табела 3. Како што може да се види од Табела 3, откако челикот за тестирање се декарбуризира на различни температури, бројот на циклуси е очигледно намален и тие се повеќе од 107, а сите примероците на замор се скршени, а животниот век на замор е значително намален. Во комбинација со горенаведените decarburized дебелина на слој со промена на температурата крива може да се види, 750 ℃ decarburized дебелина на слој е најголем, што одговара на најниската вредност на замор живот. 850 ℃ decarburized слој дебелина е најмал, што одговара на замор живот вредност е релативно висока. Може да се види дека однесувањето на декарбуризацијата во голема мера ги намалува перформансите на замор на материјалот, а колку е подебел декарбуризираниот слој, толку е помал векот на замор.
Табела 3 Рок на замор при различни температури на декарбуризација (560 MPa)
Морфологијата на фрактурата на замор на примерокот беше забележана со скенирање на електронски микроскоп, како што е прикажано на сл. 4. Слика 4(а) за областа на изворот на пукнатината, фигурата може да се види очигледен лак на замор, според лакот на замор за да се најде изворот на замор, може да се види, изворот на пукнатина за неметални подмножества "риби-око", подмножества лесно да предизвикаат концентрација на стрес, што резултира со пукнатини на замор; Сл. 4(б) за морфологијата на продолжетокот на пукнатината, може да се видат очигледни ленти на замор, дистрибуција слична на река, припаѓа на квази-дисоцијативна фрактура, со проширување на пукнатини, што на крајот доведува до фрактура. Слика 4(б) ја покажува морфологијата на областа на експанзија на пукнатините, може да се видат очигледни ленти на замор, во форма на речна дистрибуција, која припаѓа на квази-дисоцијативна фрактура, и со континуираното проширување на пукнатините, што на крајот доведува до фрактура .
Анализа на фрактура на замор
Сл.4 SEM морфологија на површината на фрактура на замор на експериментален челик
Со цел да се одреди типот на инклузиите на сл. 4, беше извршена анализа на составот на енергетскиот спектар, а резултатите се прикажани на сл. 5. Може да се види дека неметалните подмножества се главно инклузии на Al2O3, што покажува дека инклузиите се главниот извор на пукнатини предизвикани од пукање на подмножества.
Слика 5 Енергетска спектроскопија на неметални инклузии
Заклучи
(1) Поставувањето на температурата на загревање на 850 ℃ ќе ја минимизира дебелината на декарбуризираниот слој за да го намали ефектот врз перформансите на замор.
(2) Границата на замор при свиткување на вртење на испитниот челик е 760 MPa.
(3) Тест челик пукање во неметални подмножества, главно Al2O3 смеса.
(4) декарбуризацијата сериозно го намалува животниот век на замор на челикот за тестирање, колку е подебел слојот за декарбуризација, толку е помал векот на замор.
Време на објавување: 21.06.2024