Skenējošs elektronu mikroskops tika izmantots, lai novērotu noguruma lūzumu un analizētu lūzuma mehānismu; tajā pašā laikā dekarburētajiem paraugiem dažādās temperatūrās tika veikts griešanās lieces noguruma tests, lai salīdzinātu pārbaudāmā tērauda noguruma kalpošanas laiku ar dekarburizāciju un bez tās, kā arī analizētu dekarburizācijas ietekmi uz testa tērauda noguruma spēju. Rezultāti rāda, ka, tā kā karsēšanas procesā notiek vienlaicīga oksidēšanās un dekarbonizācija, mijiedarbība starp abiem, kā rezultātā pilnībā dekarbonizētā slāņa biezums, pieaugot temperatūrai, uzrāda pieauguma un pēc tam pazemināšanās tendenci. pilnībā dekarbonizētā slāņa biezums sasniedz maksimālo vērtību 120 μm pie 750 ℃, un pilnībā atkarbotā slāņa biezums sasniedz minimālo vērtību 20 μm pie 850 ℃, un testa tērauda noguruma robeža ir aptuveni 760 MPa, un pārbaudāmā tērauda noguruma plaisu avots galvenokārt ir Al2O3 nemetāliski ieslēgumi; dekarburizācijas uzvedība ievērojami samazina testa tērauda noguruma kalpošanas laiku, ietekmējot testa tērauda noguruma veiktspēju, jo biezāks ir dekarburizācijas slānis, jo mazāks noguruma kalpošanas laiks. Lai samazinātu dekarbonizācijas slāņa ietekmi uz testa tērauda noguruma spēju, testa tērauda optimālā termiskās apstrādes temperatūra ir jāiestata 850 ℃.
Pārnesumi ir svarīga automašīnas sastāvdaļa, pateicoties darbībai lielā ātrumā, zobrata virsmas sietajai daļai jābūt ar augstu stiprību un nodilumizturību, un zoba saknei jābūt ar labu lieces noguruma veiktspēju pastāvīgas atkārtotas slodzes dēļ, lai izvairītos no plaisām, kas noved pie materiāla lūzums. Pētījumi liecina, ka dekarburizācija ir svarīgs faktors, kas ietekmē metāla materiālu griešanās lieces noguruma veiktspēju, un griešanās lieces noguruma veiktspēja ir svarīgs produkta kvalitātes rādītājs, tāpēc ir nepieciešams izpētīt testa materiāla dekarburizācijas uzvedību un griešanās lieces noguruma veiktspēju.
Šajā rakstā termiskās apstrādes krāsns 20CrMnTi zobratu tērauda virsmas dekarburizācijas testā analizē dažādas sildīšanas temperatūras testa tērauda dekarburizācijas slāņa dziļumā mainīgajā likumā; izmantojot QBWP-6000J vienkāršu staru noguruma testēšanas iekārtu testa tērauda rotācijas lieces noguruma testā, testa tērauda noguruma veiktspējas noteikšanu un tajā pašā laikā, lai analizētu dekarburizācijas ietekmi uz testa tērauda noguruma veiktspēju faktiskajai ražošanai, lai uzlabotu ražošanas procesu, uzlabot produktu kvalitāti un sniegt saprātīgu atsauci. Testa tērauda noguruma veiktspēju nosaka griešanās lieces noguruma pārbaudes mašīna.
1. Pārbaudes materiāli un metodes
Testa materiāls iekārtai, kas nodrošina 20CrMnTi zobratu tēraudu, galvenais ķīmiskais sastāvs, kā parādīts 1. tabulā. Dekarburizācijas tests: testa materiālu apstrādā Ф8 mm × 12 mm cilindriskā paraugā, virsmai jābūt gaišai bez traipiem. Termiskās apstrādes krāsns tika uzkarsēta līdz 675 ℃, 700 ℃, 725 ℃, 750 ℃, 800 ℃, 850 ℃, 900 ℃, 950 ℃, 1000 ℃ un pēc tam vēdināja telpā, iztvaicējot 1 stundu. Pēc parauga termiskās apstrādes ar iestatīšanu, slīpēšanu un pulēšanu, ar 4% slāpekļskābes spirta šķīduma eroziju, metalurģiskās mikroskopijas izmantošana, lai novērotu testa tērauda dekarburizācijas slāni, mērot dekarburizācijas slāņa dziļumu dažādās temperatūrās. Spin lieces noguruma tests: testa materiāls saskaņā ar divu griešanās lieces noguruma paraugu grupu apstrādes prasībām, pirmā grupa neveic dekarburizācijas testu, otrā grupa dekarburizācijas testu dažādās temperatūrās. Izmantojot griešanās lieces noguruma pārbaudes mašīnu, divas testa tērauda grupas griešanās lieces noguruma pārbaudei, divu testa tērauda grupu noguruma robežas noteikšana, divu testa tērauda grupu noguruma kalpošanas laika salīdzināšana, skenēšanas izmantošana. elektronu mikroskopa noguruma lūzuma novērošana, analizējiet parauga lūzuma iemeslus, lai izpētītu testa tērauda noguruma īpašību dekarburizācijas efektu.
1. tabula Testa tērauda ķīmiskais sastāvs (masas daļa) mas.
Sildīšanas temperatūras ietekme uz dekarburizāciju
Dekarburizācijas organizācijas morfoloģija pie dažādām karsēšanas temperatūrām ir parādīta 1. attēlā. Kā redzams no attēla, kad temperatūra ir 675 ℃, parauga virsmā neparādās dekarbonizācijas slānis; kad temperatūra paaugstinās līdz 700 ℃, sāka parādīties parauga virsmas dekarburizācijas slānis plānajam ferīta dekarburizācijas slānim; temperatūrai paaugstinoties līdz 725 ℃, parauga virsmas dekarburizācijas slāņa biezums ievērojami palielinājās; 750 ℃ dekarbonizācijas slāņa biezums sasniedz maksimālo vērtību, šajā laikā ferīta graudi ir dzidrāki, rupjāki; temperatūrai paaugstinoties līdz 800 ℃, dekarburizācijas slāņa biezums sāka ievērojami samazināties, tā biezums nokritās līdz pusei no 750 ℃; temperatūrai turpinot paaugstināties līdz 850 ℃ un dekarburizācijas biezumam parādīts 1. att. 800 ℃, pilna dekarburizācijas slāņa biezums sāka būtiski samazināties, tā biezums nokritās līdz 750 ℃, kad uz pusi; kad temperatūra turpina paaugstināties līdz 850 ℃ un augstāk, testa tērauda pilna dekarburizācijas slāņa biezums turpina samazināties, puse dekarburizācijas slāņa biezuma sāka pakāpeniski palielināties, līdz visa dekarburizācijas slāņa morfoloģija pilnībā izzuda, puse dekarburizācijas slāņa morfoloģija pakāpeniski kļuva skaidra. Var redzēt, ka pilnībā dekarbonizētā slāņa biezums, palielinoties temperatūrai, vispirms tika palielināts un pēc tam samazināts, šīs parādības iemesls ir parauga karsēšanas procesā vienlaikus oksidēšanās un dekarbonizācijas uzvedība, tikai tad, kad dekarburizācijas ātrums ir ātrāks par oksidācijas ātrumu, parādīsies dekarburizācijas parādība. Karsēšanas sākumā pilnībā dekarbonizētā slāņa biezums pakāpeniski palielinās līdz ar temperatūras paaugstināšanos, līdz pilnībā dekarbonizētā slāņa biezums sasniedz maksimālo vērtību, šajā laikā, lai turpinātu paaugstināt temperatūru, parauga oksidācijas ātrums ir ātrāks par dekarburizācijas ātrums, kas kavē pilnībā dekarbonizētā slāņa palielināšanos, kā rezultātā rodas lejupejoša tendence. Redzams, ka diapazonā no 675 ～ 950 ℃ pilnībā dekarbonizētā slāņa biezuma vērtība pie 750 ℃ ir vislielākā, un pilnībā dekarbonizētā slāņa biezuma vērtība pie 850 ℃ ir vismazākā, tāpēc testa tērauda sildīšanas temperatūra ir ieteicama 850 ℃.
1. att. Pārbaudāmā tērauda dekarbonizētā slāņa histomorfoloģija, kas tiek turēta dažādās sildīšanas temperatūrās 1 stundu
Salīdzinot ar daļēji dekarbonizēto slāni, pilnībā dekarbonizētā slāņa biezumam ir nopietnāka negatīva ietekme uz materiāla īpašībām, tas ievērojami samazinās materiāla mehāniskās īpašības, piemēram, samazina izturību, cietību, nodilumizturību un noguruma robežu. utt., kā arī palielina jutību pret plaisām, ietekmējot metināšanas kvalitāti un tā tālāk. Tāpēc pilnībā dekarbonizētā slāņa biezuma kontrolei ir liela nozīme, lai uzlabotu produkta veiktspēju. 2. attēlā ir parādīta pilnībā dekarbonizētā slāņa biezuma variācijas līkne ar temperatūru, kas skaidrāk parāda pilnībā atkarbota slāņa biezuma izmaiņas. No attēla var redzēt, ka pilnībā atgāztā slāņa biezums ir tikai aptuveni 34 μm pie 700 ℃; temperatūrai paaugstinoties līdz 725 ℃, pilnībā dekarbonizētā slāņa biezums ievērojami palielinās līdz 86 μm, kas ir vairāk nekā divas reizes lielāks par pilnībā dekarbonizētā slāņa biezumu pie 700 ℃; kad temperatūra tiek paaugstināta līdz 750 ℃, pilnībā dekarbonizētā slāņa biezums Kad temperatūra paaugstinās līdz 750 ℃, pilnībā dekarbonizētā slāņa biezums sasniedz maksimālo vērtību 120 μm; temperatūrai turpinot paaugstināties, pilnībā dekarbonizētā slāņa biezums sāk strauji samazināties līdz 70 μm pie 800 ℃ un pēc tam līdz minimālajai vērtībai aptuveni 20 μm pie 850 ℃.
2. att. Pilnībā dekarbonizēta slāņa biezums dažādās temperatūrās
Dekarburizācijas ietekme uz noguruma veiktspēju griešanās liekšanā
Lai izpētītu dekarburizācijas ietekmi uz atsperu tērauda noguruma īpašībām, tika veiktas divas griešanās lieces noguruma testu grupas, pirmā grupa bija noguruma testēšana tieši bez dekarburizācijas, bet otrā grupa bija noguruma pārbaude pēc atkarbēšanas pie tāda paša sprieguma. līmenī (810 MPa), un dekarburizācijas process tika turēts 700-850 ℃ 1 stundu. Pirmā paraugu grupa ir parādīta 2. tabulā, kas ir atsperu tērauda noguruma ilgums.
Pirmās paraugu grupas noguruma ilgums ir parādīts 2. tabulā. Kā redzams 2. tabulā, bez dekarburizācijas testa tērauds tika pakļauts tikai 107 cikliem pie 810 MPa, un lūzums nenotika; kad sprieguma līmenis pārsniedza 830 MPa, daži paraugi sāka lūzt; kad spriedzes līmenis pārsniedza 850 MPa, visi noguruma paraugi tika salauzti.
2. tabula Noguruma ilgums dažādos stresa līmeņos (bez dekarbonizācijas)
Lai noteiktu noguruma robežu, testa tērauda noguruma robežas noteikšanai tiek izmantota grupas metode, un pēc datu statistiskās analīzes testa tērauda noguruma robeža ir aptuveni 760 MPa; lai raksturotu testa tērauda noguruma kalpošanas laiku pie dažādiem spriegumiem, tiek uzzīmēta SN līkne, kā parādīts 3. attēlā. Kā redzams no 3. attēla, dažādi sprieguma līmeņi atbilst dažādam noguruma mūžam, kad noguruma kalpošanas laiks ir 7 , kas atbilst ciklu skaitam 107, kas nozīmē, ka paraugs šajos apstākļos ir cauri stāvoklī, atbilstošo sprieguma vērtību var tuvināt kā noguruma stiprības vērtību, tas ir, 760 MPa. Var redzēt, ka S - N līknei ir svarīga nozīme materiāla noguruma mūža noteikšanai, tai ir svarīga atsauces vērtība.
3. attēls. Eksperimentālā tērauda rotācijas lieces noguruma testa SN līkne
Otrās grupas paraugu noguruma ilgums ir parādīts 3. tabulā. Kā redzams no 3. tabulas, pēc tam, kad testa tērauds ir dekarbonizēts dažādās temperatūrās, ciklu skaits acīmredzami samazinās, un tie ir vairāk nekā 107, un visi noguruma paraugi ir salauzti, un noguruma kalpošanas laiks ir ievērojami samazināts. Apvienojumā ar iepriekš minēto dekarburizētā slāņa biezumu ar temperatūras izmaiņu līkni var redzēt, 750 ℃ dekarburētā slāņa biezums ir lielākais, kas atbilst zemākajai noguruma kalpošanas laika vērtībai. 850 ℃ dekarbonizētā slāņa biezums ir mazākais, kas atbilst noguruma dzīves vērtībai ir salīdzinoši augsta. Var redzēt, ka dekarbonizācijas darbība ievērojami samazina materiāla noguruma veiktspēju, un jo biezāks ir dekarbonizētais slānis, jo mazāks noguruma kalpošanas laiks.
3. tabula Noguruma kalpošanas laiks dažādās dekarburizācijas temperatūrās (560 MPa)
Parauga noguruma lūzuma morfoloģija tika novērota ar skenējošu elektronu mikroskopu, kā parādīts 4. attēlā. 4(a) attēlā plaisas avota laukumam, attēlā var redzēt acīmredzamu noguruma loku, saskaņā ar noguruma loku, lai atrastu avotu. noguruma, var redzēt plaisu avots "zivs acs" nemetāliskiem ieslēgumiem, ieslēgumi pie viegli izraisīt stresa koncentrācijas, kā rezultātā rodas noguruma plaisas; 4. att. (b) plaisas paplašinājuma zonas morfoloģijai, var redzēt acīmredzamas noguruma svītras, bija upei līdzīgs sadalījums, pieder pie kvazidisociatīvās lūzuma, ar plaisām izplešas, kas galu galā noved pie lūzuma. 4(b) attēlā ir parādīta plaisu izplešanās laukuma morfoloģija, var redzēt acīmredzamas noguruma svītras upei līdzīga sadalījuma veidā, kas pieder pie kvazidisociatīvas lūzuma, un ar nepārtrauktu plaisu izplešanos, kas galu galā noved pie lūzuma. .
Noguruma lūzumu analīze
4. att. Eksperimentālā tērauda noguruma lūzuma virsmas SEM morfoloģija
Lai noteiktu 4. attēlā redzamo ieslēgumu veidu, tika veikta enerģijas spektra sastāva analīze, kuras rezultāti parādīti 5. attēlā. Redzams, ka nemetāliskie ieslēgumi galvenokārt ir Al2O3 ieslēgumi, kas liecina, ka ieslēgumi. ir galvenais plaisu avots, ko izraisa ieslēgumu plaisāšana.
5. attēls Nemetālisku ieslēgumu enerģijas spektroskopija
Secināt
(1) Novietojot sildīšanas temperatūru pie 850 ℃, tiks samazināts atgāzētā slāņa biezums, lai samazinātu ietekmi uz noguruma veiktspēju.
(2) Testa tērauda griešanās lieces noguruma robeža ir 760 MPa.
(3) Testa tērauda plaisāšana nemetāliskos ieslēgumos, galvenokārt Al2O3 maisījumā.
(4) Dekarburizācija nopietni samazina testa tērauda noguruma kalpošanas laiku, jo biezāks ir dekarburizācijas slānis, jo mazāks noguruma kalpošanas laiks.
Izlikšanas laiks: 21. jūnijs 2024