Söndürme ta'rifi va maqsadi
Po'lat Ac3 (gipoevtektoid po'lat) yoki Ac1 (giperevtektoid po'lat) kritik nuqtasidan yuqori haroratgacha qizdiriladi, to'liq yoki qisman ostenitlash uchun bir muddat saqlanadi va keyin kritik sovitish tezligidan yuqori tezlikda sovutiladi. Super sovutilgan ostenitni martensit yoki pastki bainitga aylantiradigan issiqlik bilan ishlov berish jarayoni sovitish deb ataladi.
Söndürme maqsadi super sovutilgan ostenitni martensit yoki bainitga aylantirish va martensit yoki undan pastroq bainit tuzilishini olishdir, keyin u po'latning mustahkamligi, qattiqligi va qarshiligini sezilarli darajada yaxshilash uchun turli haroratlarda chiniqtirish bilan birlashtiriladi. Turli mexanik qismlar va asboblarning turli xil foydalanish talablarini qondirish uchun aşınmaya bardoshlilik, charchoqqa chidamlilik va chidamlilik va boshqalar. Söndürme shuningdek, ferromagnetizm va korroziyaga chidamlilik kabi ayrim maxsus po'latlarning maxsus fizik va kimyoviy xususiyatlarini qondirish uchun ham ishlatilishi mumkin.
Po'lat qismlar fizik holati o'zgargan holda sovutish muhitida sovutilganda, sovutish jarayoni odatda quyidagi uch bosqichga bo'linadi: bug 'plyonkasi bosqichi, qaynash bosqichi va konveksiya bosqichi.
Po'latning qattiqlashishi
Qattiqlashuv va qattiqlashuv po'latning qotishga chidamliligini tavsiflovchi ikkita ko'rsatkichdir. Ular, shuningdek, material tanlash va ulardan foydalanish uchun muhim asosdir.
1. Qattiqlashuv va qattiqlashuv tushunchalari
Qattiqlashuv - bu po'latning ideal sharoitlarda so'nib va qattiqlashtirilganda erishish mumkin bo'lgan eng yuqori qattiqlikka erishish qobiliyati. Po'latning qattiqlashuvini belgilovchi asosiy omil po'latning uglerod miqdoridir. Aniqroq aytganda, bu so'nish va qizdirish paytida ostenitda erigan uglerod miqdoridir. Uglerod miqdori qancha yuqori bo'lsa, po'latning qattiqlashuvi shuncha yuqori bo'ladi. Po'latdagi qotishma elementlari qattiqlashuvga unchalik ta'sir qilmaydi, ammo ular po'latning qattiqlashuviga sezilarli ta'sir ko'rsatadi.
Qattiqlashish deganda, ma'lum sharoitlarda po'latning qattiqlashish chuqurligi va qattiqlik taqsimotini belgilovchi xususiyatlar tushuniladi. Ya'ni, po'lat sovitilganda qattiqlashgan qatlam chuqurligini olish qobiliyati. Bu po'latning ajralmas xususiyatidir. Qattiqlashish aslida po'lat sovitilganda ostenitning martensitga aylanishining osonligini aks ettiradi. Bu asosan po'latning o'ta sovutilgan ostenitining barqarorligi yoki po'latning kritik sovutish tezligi bilan bog'liq.
Shuni ham ta'kidlash kerakki, po'latning qattiqlashishi po'lat qismlarining ma'lum bir sovutish sharoitida samarali qattiqlashish chuqurligidan farqlanishi kerak. Po'latning qattiqlashishi po'latning o'ziga xos xususiyatidir. Bu faqat uning ichki omillariga bog'liq va tashqi omillar bilan hech qanday aloqasi yo'q. Po'latning samarali qattiqlashish chuqurligi nafaqat po'latning qattiqlashishiga, balki ishlatiladigan materialga ham bog'liq. Bu sovutish muhiti va ish qismining o'lchami kabi tashqi omillar bilan bog'liq. Masalan, bir xil ostenizatsiya sharoitida bir xil po'latning qattiqlashishi bir xil, ammo suvda sovutishning samarali qattiqlashish chuqurligi moyda sovutishdan kattaroq va kichik qismlar moyda sovutishdan kichikroq. Katta qismlarning samarali qattiqlashish chuqurligi katta. Buni suvda sovutish moyda sovutishdan yuqori qattiqlashishga ega deb aytish mumkin emas. Kichik qismlar katta qismlarga qaraganda yuqori qattiqlashishga ega deb aytish mumkin emas. Po'latning qattiqlashishini baholash uchun ish qismining shakli, o'lchami, sovutish muhiti va boshqalar kabi tashqi omillarning ta'sirini istisno qilish kerakligi ko'rinib turibdi.
Bundan tashqari, qattiqlashish va qattiqlashish ikki xil tushuncha bo'lgani uchun, so'ngandan keyin yuqori qattiqlikka ega po'lat, albatta, yuqori qattiqlashishga ega emas; va past qattiqlikka ega po'lat ham yuqori qattiqlashishga ega bo'lishi mumkin.
2. Qattiqlashuvga ta'sir qiluvchi omillar
Po'latning qattiqlashishi ostenitning barqarorligiga bog'liq. Super sovutilgan ostenitning barqarorligini oshiradigan, C egri chizig'ini o'ngga siljitadigan va shu bilan kritik sovutish tezligini pasaytiradigan har qanday omil yuqori po'latning qattiqlashishini yaxshilashi mumkin. Ostenitning barqarorligi asosan uning kimyoviy tarkibi, dona hajmi va tarkibining bir xilligiga bog'liq bo'lib, ular po'latning kimyoviy tarkibi va isitish sharoitlari bilan bog'liq.
3. Qattiqlashuvni o'lchash usuli
Po'latning qattiqlashishini o'lchashning ko'plab usullari mavjud, eng ko'p ishlatiladiganlari kritik diametrni o'lchash usuli va oxirgi qattiqlashuv sinov usuli hisoblanadi.
(1) Kritik diametrni o'lchash usuli
Po'lat ma'lum bir muhitda so'ndirilgandan so'ng, yadro barcha martensit yoki 50% martensit tuzilishini olganda maksimal diametr kritik diametr deb ataladi, Dc bilan ifodalanadi. Kritik diametrni o'lchash usuli turli diametrlarga ega bo'lgan bir qator yumaloq sterjenlarni yasashdan iborat va so'ndirilgandan so'ng, har bir namunaviy qismda diametr bo'ylab taqsimlangan qattiqlik U egri chizig'ini o'lchang va o'rtasida yarim martensit tuzilishi bo'lgan sterjenni toping. Dumaloq sterjenning diametri. Bu kritik diametr. Kritik diametr qanchalik katta bo'lsa, po'latning qattiqlashishi shunchalik yuqori bo'ladi.
(2) Oxirgi sovutish sinov usuli
Oxirgi so'nish sinov usuli standart o'lchamdagi oxirgi so'nish namunasidan (F25mm×100mm) foydalanadi. Ostenitizatsiyadan so'ng, namunani sovutish uchun maxsus uskunada uning bir uchiga suv purkaladi. Sovutgandan so'ng, qattiqlik o'q yo'nalishi bo'yicha - suv bilan sovutilgan uchidan o'lchanadi. Masofa munosabatlari egri chizig'ini sinov usuli. Oxirgi so'nish sinov usuli po'latning qattiqlashishini aniqlash usullaridan biridir. Uning afzalliklari oddiy ishlash va keng qo'llanilish doirasidir.
4. Stress, deformatsiya va yorilishlarni susaytirish
(1) Söndürme paytida ish qismining ichki kuchlanishi
Ish qismi sovutish muhitida tez sovitilganda, ish qismi ma'lum bir o'lchamga ega bo'lgani va issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti ham ma'lum bir qiymatga ega bo'lgani uchun, sovutish jarayonida ish qismining ichki qismi bo'ylab ma'lum bir harorat gradiyenti paydo bo'ladi. Sirt harorati past, yadro harorati yuqori va sirt va yadro harorati yuqori bo'ladi. Harorat farqi mavjud. Ish qismini sovutish jarayonida ikkita fizik hodisa ham mavjud: biri issiqlik kengayishi, harorat pasayishi bilan ish qismining chiziq uzunligi qisqaradi; ikkinchisi esa harorat martensit o'zgarish nuqtasiga tushganda ostenitning martensitga aylanishi, bu esa solishtirma hajmni oshiradi. Sovutish jarayonida harorat farqi tufayli ish qismining kesishmasi bo'ylab turli qismlarda issiqlik kengayishi miqdori har xil bo'ladi va ish qismining turli qismlarida ichki kuchlanish paydo bo'ladi. Ish qismi ichida harorat farqlari mavjudligi sababli, harorat martensit paydo bo'lgan nuqtaga qaraganda tezroq tushadigan qismlar ham bo'lishi mumkin. Transformatsiya, hajm kengayadi va yuqori haroratga ega qismlar hali ham nuqtadan yuqori bo'lib, hali ham ostenit holatida bo'ladi. Bu turli qismlar, shuningdek, ma'lum hajm o'zgarishlaridagi farqlar tufayli ichki kuchlanishni keltirib chiqaradi. Shuning uchun, sovutish va sovutish jarayonida ikki xil ichki kuchlanish paydo bo'lishi mumkin: biri termal stress; ikkinchisi to'qima stressi.
Ichki kuchlanishning mavjudlik vaqtiga ko'ra, uni oniy kuchlanish va qoldiq kuchlanishga bo'lish mumkin. Sovutish jarayonida ma'lum bir vaqtda ish qismi tomonidan hosil qilingan ichki kuchlanish oniy kuchlanish deb ataladi; ish qismi soviganidan so'ng, ish qismi ichida qolgan kuchlanish qoldiq kuchlanish deb ataladi.
Termal stress deganda, ish qismi qizdirilganda (yoki sovutilganda) uning turli qismlarida harorat farqlari tufayli nomutanosib issiqlik kengayishi (yoki sovuq qisqarishi) natijasida yuzaga keladigan stress tushuniladi.
Endi sovutish jarayonida ichki kuchlanishning shakllanishi va o'zgarishi qoidalarini ko'rsatish uchun qattiq silindrni misol qilib olaylik. Bu yerda faqat eksenel kuchlanish muhokama qilinadi. Sovutish boshida, sirt tez soviganligi sababli, harorat past va juda qisqaradi, yadro soviganida esa harorat yuqori va qisqarish kichik bo'ladi. Natijada, sirt va ichki qism o'zaro cheklangan bo'lib, yadro bosim ostida bo'lganda, sirtda cho'zilish kuchlanishi paydo bo'ladi. Sovutish davom etar ekan, ichki va tashqi harorat farqi ortadi va ichki kuchlanish ham shunga mos ravishda ortadi. Bu haroratda kuchlanish oqim kuchidan oshib ketganda, plastik deformatsiya yuzaga keladi. Yurakning qalinligi sirtnikidan yuqori bo'lgani uchun, yurak har doim avval eksenel qisqaradi. Plastik deformatsiya natijasida ichki kuchlanish endi oshmaydi. Muayyan vaqtgacha soviganidan so'ng, sirt haroratining pasayishi asta-sekin sekinlashadi va uning qisqarishi ham asta-sekin kamayadi. Bu vaqtda yadro hali ham qisqaradi, shuning uchun sirtdagi cho'zilish kuchlanishi va yadrodagi siqish kuchlanishi asta-sekin yo'qolguncha kamayadi. Biroq, sovutish davom etar ekan, sirt namligi tobora pasayib boradi va qisqarish miqdori tobora kamayib boradi yoki hatto qisqarishni to'xtatadi. Yadrodagi harorat hali ham yuqori bo'lgani uchun u qisqarishda davom etadi va nihoyat ish qismining yuzasida siqilish kuchlanishi hosil bo'ladi, yadro esa cho'zilish kuchlanishiga ega bo'ladi. Biroq, harorat past bo'lgani uchun plastik deformatsiya osonlikcha yuzaga kelmaydi, shuning uchun sovutish davom etganda bu kuchlanish ortadi. U oshishda davom etadi va nihoyat ish qismining ichida qoldiq kuchlanish sifatida qoladi.
Ko'rinib turibdiki, sovutish jarayonidagi termal stress dastlab sirt qatlamining cho'zilishiga va yadroning siqilishiga olib keladi, qolgan qoldiq kuchlanish esa siqiladigan sirt qatlami va cho'ziladigan yadrodir.
Xulosa qilib aytganda, sovutish jarayonida hosil bo'ladigan termal kuchlanish sovutish jarayonida ko'ndalang kesimdagi harorat farqi tufayli yuzaga keladi. Sovutish tezligi va ko'ndalang kesimdagi harorat farqi qanchalik katta bo'lsa, hosil bo'ladigan termal kuchlanish shunchalik katta bo'ladi. Bir xil sovutish muhiti sharoitida, ish qismining isitish harorati qanchalik yuqori bo'lsa, hajmi qanchalik katta bo'lsa, po'latning issiqlik o'tkazuvchanligi shunchalik kichik bo'lsa, ish qismi ichidagi harorat farqi shunchalik katta bo'ladi va termal kuchlanish shunchalik katta bo'ladi. Agar ish qismi yuqori haroratda notekis sovutilsa, u deformatsiyalanadi va deformatsiyalanadi. Agar ish qismini sovutish jarayonida hosil bo'ladigan bir zumda cho'zilish kuchlanishi materialning cho'zilish kuchidan katta bo'lsa, so'ndiruvchi yoriqlar paydo bo'ladi.
Fazali transformatsiya stressi issiqlik bilan ishlov berish jarayonida ish qismining turli qismlarida fazali transformatsiyaning turli vaqtlari natijasida yuzaga keladigan stressni anglatadi, bu to'qima stressi deb ham ataladi.
Sovutish va tez sovutish paytida, sirt qatlami Ms nuqtasiga qadar sovitilganda, martensit transformatsiyasi sodir bo'ladi va hajmning kengayishiga olib keladi. Biroq, hali transformatsiyaga uchramagan yadroning tiqilib qolishi tufayli sirt qatlami siqilish kuchlanishini hosil qiladi, yadro esa cho'zilish kuchlanishiga ega. Kuchlanish yetarlicha katta bo'lganda, u deformatsiyaga olib keladi. Yadro Ms nuqtasiga qadar sovitilganda, u ham martensit transformatsiyasiga uchraydi va hajmda kengayadi. Biroq, past plastiklik va yuqori mustahkamlikka ega transformatsiyalangan sirt qatlamining cheklovlari tufayli uning oxirgi qoldiq kuchlanishi sirt tarangligi shaklida bo'ladi va yadro bosim ostida bo'ladi. Faza transformatsiyasi kuchlanishining o'zgarishi va oxirgi holati termal kuchlanishga mutlaqo zid ekanligini ko'rish mumkin. Bundan tashqari, faza o'zgarishi kuchlanishi past plastiklik bilan past haroratlarda sodir bo'lganligi sababli, bu vaqtda deformatsiya qiyin, shuning uchun faza o'zgarishi kuchlanishi ish qismining yorilishiga olib kelishi ehtimoli ko'proq.
Fazaviy transformatsiya kuchlanishining hajmiga ta'sir qiluvchi ko'plab omillar mavjud. Martensit transformatsiya harorati oralig'ida po'latning sovutish tezligi qanchalik tez bo'lsa, po'lat bo'lagining hajmi shunchalik katta bo'ladi, po'latning issiqlik o'tkazuvchanligi yomonlashadi, martensitning solishtirma hajmi qanchalik katta bo'lsa, fazaviy transformatsiya kuchlanishi shunchalik katta bo'ladi. U qanchalik katta bo'lsa. Bundan tashqari, fazaviy transformatsiya kuchlanishi po'latning tarkibi va po'latning qattiqlashishi bilan ham bog'liq. Masalan, yuqori uglerodli yuqori qotishma po'lat yuqori uglerod miqdori tufayli martensitning solishtirma hajmini oshiradi, bu esa po'latning fazaviy transformatsiya kuchlanishini oshirishi kerak. Biroq, uglerod miqdori oshgani sayin, Ms nuqtasi kamayadi va soviganidan keyin ko'p miqdorda saqlanib qolgan ostenit mavjud. Uning hajmining kengayishi kamayadi va qoldiq kuchlanish past bo'ladi.
(2) Sovutish paytida ish qismining deformatsiyasi
Söndürme paytida ish qismidagi deformatsiyaning ikkita asosiy turi mavjud: biri ish qismining geometrik shaklining o'zgarishi bo'lib, u o'lcham va shakldagi o'zgarishlar sifatida namoyon bo'ladi, ko'pincha so'ndirish kuchlanishi tufayli yuzaga keladigan deformatsiya deb ataladi; ikkinchisi esa hajm deformatsiyasi bo'lib, u ish qismi hajmining mutanosib kengayishi yoki qisqarishi sifatida namoyon bo'ladi, bu esa faza o'zgarishi paytida ma'lum hajmning o'zgarishi natijasida yuzaga keladi.
Egri deformatsiyaga shakl deformatsiyasi va burish deformatsiyasi ham kiradi. Burish deformatsiyasi asosan ish qismini isitish vaqtida pechga noto'g'ri joylashtirish yoki sovutishdan oldin deformatsiyani to'g'irlashdan keyin shakl berishga ishlov bermaslik yoki ish qismi soviganida ish qismining turli qismlarining notekis sovishi natijasida yuzaga keladi. Bu deformatsiyani muayyan vaziyatlar uchun tahlil qilish va hal qilish mumkin. Quyida asosan hajm deformatsiyasi va shakl deformatsiyasi muhokama qilinadi.
1) Söndürme deformatsiyasining sabablari va uning o'zgaruvchan qoidalari
Strukturaviy o'zgarish natijasida hosil bo'lgan hajm deformatsiyasi Ish qismining so'nishdan oldingi strukturaviy holati odatda perlit, ya'ni ferrit va sementitning aralash tuzilishi bo'lib, so'nishdan keyin martensit strukturasi hisoblanadi. Bu to'qimalarning turli o'ziga xos hajmlari so'nishdan oldin va keyin hajm o'zgarishiga olib keladi, natijada deformatsiya yuzaga keladi. Biroq, bu deformatsiya faqat ish qismining mutanosib ravishda kengayishi va qisqarishiga olib keladi, shuning uchun u ish qismining shaklini o'zgartirmaydi.
Bundan tashqari, issiqlik bilan ishlov berilgandan keyin strukturada martensit qancha ko'p bo'lsa yoki martensitdagi uglerod miqdori qancha yuqori bo'lsa, uning hajmiy kengayishi shuncha katta bo'ladi va saqlanib qolgan ostenit miqdori qancha ko'p bo'lsa, hajmiy kengayish shuncha kam bo'ladi. Shuning uchun, issiqlik bilan ishlov berish paytida martensit va qoldiq martensitning nisbiy miqdorini nazorat qilish orqali hajm o'zgarishini boshqarish mumkin. Agar to'g'ri boshqarilsa, hajm na kengayadi, na qisqaradi.
Termal kuchlanish tufayli shakl deformatsiyasi Termal kuchlanish tufayli deformatsiya po'lat qismlarning egilish kuchi past, plastikligi yuqori, sirt tez soviydi va ish qismining ichki va tashqi harorati o'rtasidagi harorat farqi eng katta bo'lgan yuqori haroratli joylarda sodir bo'ladi. Bu vaqtda bir zumda hosil bo'ladigan termal kuchlanish sirt cho'zilish kuchlanishi va yadro siqish kuchlanishidir. Bu vaqtda yadro harorati yuqori bo'lganligi sababli, egilish kuchi sirtga qaraganda ancha past bo'ladi, shuning uchun u ko'p yo'nalishli siqish kuchlanishi ta'sirida deformatsiya sifatida namoyon bo'ladi, ya'ni kub yo'nalish bo'yicha sharsimon shaklga ega. Turli xil. Natijada kattaroq silindr qisqaradi, kichikroq silindr esa kengayadi. Masalan, uzun silindr uzunlik yo'nalishi bo'yicha qisqaradi va diametr yo'nalishi bo'yicha kengayadi.
To'qima stressi tufayli shakl deformatsiyasi To'qima stressi tufayli deformatsiya to'qima stressi maksimal bo'lgan dastlabki daqiqalarda ham sodir bo'ladi. Bu vaqtda kesim harorati farqi katta, yadro harorati yuqoriroq, u hali ham ostenit holatida, plastiklik yaxshi va oqim kuchi past. To'qimaning bir zumda ta'sir qiluvchi stressi sirt siqish kuchlanishi va yadro cho'zilish kuchlanishidir. Shuning uchun deformatsiya ko'p yo'nalishli cho'zilish kuchlanishi ta'sirida yadroning cho'zilishi sifatida namoyon bo'ladi. Natijada, to'qima stressi ta'sirida ish qismining katta tomoni cho'zilib, kichik tomoni qisqaradi. Masalan, uzun silindrda to'qima stressi tufayli deformatsiya uzunligi cho'zilib, diametri qisqaradi.
5.3-jadvalda turli xil odatiy po'lat qismlarning so'nish deformatsiyasi qoidalari ko'rsatilgan.
2) Söndürme deformatsiyasiga ta'sir qiluvchi omillar
Söndürme deformatsiyasiga ta'sir qiluvchi omillar asosan po'latning kimyoviy tarkibi, asl tuzilishi, qismlarning geometriyasi va issiqlik bilan ishlov berish jarayonidir.
3) Yoriqlarni o'chirish
Qismlardagi yoriqlar asosan sovitish va sovutishning kech bosqichida, ya'ni martensit transformatsiyasi asosan tugagandan so'ng yoki to'liq sovutishdan so'ng, mo'rtlikning buzilishi sodir bo'ladi, chunki qismlardagi cho'zilish kuchlanishi po'latning sinish kuchidan oshib ketadi. Yoriqlar odatda maksimal cho'zilish deformatsiyasi yo'nalishiga perpendikulyar bo'ladi, shuning uchun qismlardagi yoriqlarning turli shakllari asosan kuchlanish taqsimoti holatiga bog'liq.
Söndürme yoriqlarining keng tarqalgan turlari: Uzunlamasına (eksensial) yoriqlar asosan tangensial cho'zilish kuchlanishi materialning sinish kuchidan oshib ketganda hosil bo'ladi; ko'ndalang yoriqlar qismning ichki yuzasida hosil bo'lgan katta eksensial cho'zilish kuchlanishi materialning sinish kuchidan oshib ketganda hosil bo'ladi. Yoriqlar; tarmoq yoriqlari sirtdagi ikki o'lchovli cho'zilish kuchlanishi ta'sirida hosil bo'ladi; juda yupqa qotib qolgan qatlamda po'stloq yoriqlar paydo bo'ladi, bu kuchlanish keskin o'zgarganda va ortiqcha cho'zilish kuchlanishi radial yo'nalishda ta'sir qilganda paydo bo'lishi mumkin. Yoriq turi.
Uzunlamasına yoriqlar eksenel yoriqlar deb ham ataladi. Yoriqlar detal yuzasiga yaqin maksimal cho'zilish kuchlanishida paydo bo'ladi va markazga qarab ma'lum bir chuqurlikka ega. Yoriqlarning yo'nalishi odatda o'qga parallel bo'ladi, lekin detalda kuchlanish konsentratsiyasi mavjud bo'lganda yoki ichki strukturaviy nuqsonlar mavjud bo'lganda ham yo'nalish o'zgarishi mumkin.
Ish qismi to'liq so'ngandan so'ng, bo'ylama yoriqlar paydo bo'lishga moyil bo'ladi. Bu so'ndirilgan ish qismining yuzasida katta tangensial cho'zilish kuchlanishi bilan bog'liq. Po'latning uglerod miqdori oshgani sayin, bo'ylama yoriqlar hosil bo'lish tendentsiyasi ortadi. Kam uglerodli po'lat oz miqdordagi martensitga va kuchli termal kuchlanishga ega. Sirtda katta qoldiq siqish kuchlanishi mavjud, shuning uchun uni so'ndirish oson emas. Uglerod miqdori oshgani sayin, sirt siqish kuchlanishi kamayadi va strukturaviy kuchlanish ortadi. Shu bilan birga, cho'zilish kuchlanishining eng yuqori darajasi sirt qatlamiga qarab harakatlanadi. Shuning uchun, yuqori uglerodli po'lat haddan tashqari qizib ketganda bo'ylama so'ndirilish yoriqlariga moyil bo'ladi.
Qismlarning o'lchami qoldiq kuchlanishning o'lchami va taqsimlanishiga bevosita ta'sir qiladi va uning so'nish yorilish tendentsiyasi ham har xil. Uzunlamasına yoriqlar ham xavfli kesim o'lchamlari oralig'ida so'nish orqali osongina hosil bo'ladi. Bundan tashqari, po'lat xom ashyosining tiqilib qolishi ko'pincha uzunlamasına yoriqlarga olib keladi. Ko'pgina po'lat qismlar prokatlash orqali tayyorlanganligi sababli, po'latdagi oltin bo'lmagan qo'shimchalar, karbidlar va boshqalar deformatsiya yo'nalishi bo'ylab taqsimlanadi, bu esa po'latning anizotropik bo'lishiga olib keladi. Masalan, agar asbob po'lati tasma shaklidagi tuzilishga ega bo'lsa, uning so'nishdan keyingi ko'ndalang sinish kuchi uzunlamasına sinish kuchidan 30% dan 50% gacha kichikroq bo'ladi. Agar po'latda oltin bo'lmagan qo'shimchalar kabi kuchlanish konsentratsiyasini keltirib chiqaradigan omillar mavjud bo'lsa, hatto tangensial kuchlanish eksenel kuchlanishdan katta bo'lsa ham, past kuchlanish sharoitida uzunlamasına yoriqlar hosil bo'lishi oson. Shu sababli, po'latdagi metall bo'lmagan qo'shimchalar va shakar darajasini qat'iy nazorat qilish so'nish yoriqlarining oldini olishda muhim omil hisoblanadi.
Ko'ndalang yoriqlar va yoysimon yoriqlarning ichki kuchlanish taqsimotining xususiyatlari quyidagilardir: sirt siqilish kuchlanishiga duchor bo'ladi. Sirtdan ma'lum masofaga chiqib ketgandan so'ng, siqilish kuchlanishi katta cho'zilish kuchlanishiga o'zgaradi. Yoriq cho'zilish kuchlanishi sohasida paydo bo'ladi va keyin ichki kuchlanish faqat qayta taqsimlanganda yoki po'latning mo'rtligi yanada oshganda qism yuzasiga tarqaladi.
Ko'ndalang yoriqlar ko'pincha roliklar, turbina rotorlari yoki boshqa val qismlari kabi katta val qismlarida paydo bo'ladi. Yoriqlarning xususiyatlari shundaki, ular o'q yo'nalishiga perpendikulyar bo'lib, ichkaridan tashqariga sinadi. Ular ko'pincha qattiqlashishdan oldin hosil bo'ladi va termik kuchlanish tufayli yuzaga keladi. Katta zarblarda ko'pincha teshiklar, qo'shimchalar, zarb yoriqlari va oq dog'lar kabi metallurgiya nuqsonlari mavjud. Bu nuqsonlar eksenel cho'zilish kuchlanishi ta'sirida sinish va sinishning boshlang'ich nuqtasi bo'lib xizmat qiladi. Yoy yoriqlari termik kuchlanish tufayli yuzaga keladi va odatda qismning shakli o'zgaradigan qismlarda yoy shaklida taqsimlanadi. U asosan ish qismi ichida yoki o'tkir qirralar, oluklar va teshiklar yaqinida sodir bo'ladi va yoy shaklida taqsimlanadi. Diametri yoki qalinligi 80 dan 100 mm gacha yoki undan ortiq bo'lgan yuqori uglerodli po'lat qismlar so'nmaganda, sirt siqilish kuchlanishini va markazda cho'zilish kuchlanishini ko'rsatadi. Kuchlanish, maksimal cho'zilish kuchlanishi qattiqlashgan qatlamdan qattiqlashmagan qatlamga o'tish zonasida yuzaga keladi va bu joylarda yoy yoriqlari paydo bo'ladi. Bundan tashqari, o'tkir qirralar va burchaklardagi sovutish tezligi tez va barchasi so'nadi. Yumshoq qismlarga, ya'ni qattiqlashmagan joyga o'tishda maksimal cho'zilish kuchlanish zonasi bu yerda paydo bo'ladi, shuning uchun yoy yoriqlari paydo bo'lishga moyil bo'ladi. Ish qismining igna teshigi, truba yoki markaziy teshigi yaqinidagi sovutish tezligi sekin, mos keladigan qattiqlashgan qatlam yupqa va qattiqlashgan o'tish zonasi yaqinidagi cho'zilish kuchlanishi osongina yoy yoriqlariga olib kelishi mumkin.
Retikulyar yoriqlar, shuningdek, sirt yoriqlari deb ham ataladi, sirt yoriqlaridir. Yoriqning chuqurligi sayoz, odatda 0,01 ~ 1,5 mm atrofida. Bu turdagi yoriqning asosiy xususiyati shundaki, yoriqning ixtiyoriy yo'nalishi qismning shakli bilan hech qanday aloqasi yo'q. Ko'pgina yoriqlar tarmoq hosil qilish uchun bir-biriga ulangan va keng tarqalgan. Yoriq chuqurligi kattaroq bo'lganda, masalan, 1 mm dan oshganda, tarmoq xususiyatlari yo'qoladi va tasodifiy yo'naltirilgan yoki uzunlamasına taqsimlangan yoriqlarga aylanadi. Tarmoq yoriqlari sirtdagi ikki o'lchovli kuchlanish holati bilan bog'liq.
Sirtida dekarburizatsiyalangan qatlamga ega yuqori uglerodli yoki karbürizlangan po'lat qismlar söndürme paytida tarmoq yoriqlarini hosil qilishga moyil. Buning sababi, sirt qatlami martensitning ichki qatlamiga qaraganda kamroq uglerod miqdoriga va kichikroq solishtirma hajmga ega. Söndürme paytida karbidning sirt qatlami cho'zilish kuchlanishiga duchor bo'ladi. Mexanik ishlov berish paytida defosforizatsiya qatlami to'liq olib tashlanmagan qismlar yuqori chastotali yoki olovli sirt söndürme paytida ham tarmoq yoriqlarini hosil qiladi. Bunday yoriqlarning oldini olish uchun qismlarning sirt sifati qat'iy nazorat qilinishi va issiqlik bilan ishlov berish paytida oksidlanish payvandlashning oldini olish kerak. Bundan tashqari, zarb qolipi ma'lum vaqt davomida ishlatilgandan so'ng, bo'shliqdagi chiziqlar yoki tarmoqlarda paydo bo'ladigan termal charchoq yoriqlari va söndürülmüş qismlarni maydalash jarayonidagi yoriqlar bu shaklga tegishli.
Sirt qatlamining juda tor qismida po'stloq yoriqlari paydo bo'ladi. Bosish kuchlanishi eksenel va tangensial yo'nalishda, cho'zilish kuchlanishi esa radial yo'nalishda ta'sir qiladi. Yoriqlar qism yuzasiga parallel. Sirtni sovutish va karbürizasyon qismlari sovutilgandan so'ng qattiqlashgan qatlamning po'stloqdan chiqib ketishi bunday yoriqlarga tegishli. Uning paydo bo'lishi qattiqlashgan qatlamdagi notekis tuzilish bilan bog'liq. Masalan, qotishma karbürizatsiyalangan po'lat ma'lum bir tezlikda sovutilgandan so'ng, karbürizatsiyalangan qatlamdagi tuzilish: tashqi qatlam juda nozik pearlit + karbiddan iborat bo'lib, pastki qatlam martensit + qoldiq ostenit, ichki qatlam esa mayda pearlit yoki juda nozik pearlit tuzilishdir. Pastki qatlam martensitning hosil bo'lish hajmi eng katta bo'lgani uchun, hajm kengayishi natijasida siqish kuchlanishi sirt qatlamiga eksenel va tangensial yo'nalishda ta'sir qiladi va cho'zilish kuchlanishi radial yo'nalishda paydo bo'ladi va ichkariga stress mutatsiyasi sodir bo'ladi, siqish kuchlanish holatiga o'tadi va po'stloq yoriqlari stress keskin o'tadigan juda yupqa joylarda paydo bo'ladi. Odatda, yoriqlar sirtga parallel ravishda ichkarida yashiringan va og'ir holatlarda sirtning po'stlog'iga olib kelishi mumkin. Agar karbürizlangan qismlarning sovutish tezligi tezlashtirilsa yoki kamaytirilsa, karbürizlangan qatlamda bir xil martensit tuzilishi yoki o'ta mayda perlit tuzilishi olinishi mumkin, bu esa bunday yoriqlar paydo bo'lishining oldini oladi. Bundan tashqari, yuqori chastotali yoki olovli sirtni o'chirish paytida sirt ko'pincha qizib ketadi va qotib qolgan qatlam bo'ylab strukturaviy bir xillikning yo'qligi osongina bunday sirt yoriqlarini hosil qilishi mumkin.
Mikro yoriqlar yuqorida aytib o'tilgan to'rtta yoriqdan mikrostress tufayli kelib chiqishi bilan farq qiladi. Yuqori uglerodli asbob po'lati yoki karbürizlangan ish qismlarini siqish, qizib ketish va maydalashdan keyin paydo bo'ladigan donalararo yoriqlar, shuningdek, siqib chiqarilgan qismlarni o'z vaqtida chimchilamaslik natijasida hosil bo'ladigan yoriqlar po'latdagi mikro yoriqlarning mavjudligi va keyinchalik kengayishi bilan bog'liq.
Mikro yoriqlar mikroskop ostida tekshirilishi kerak. Ular odatda asl ostenit donalari chegaralarida yoki martensit qatlamlarining tutashgan joyida paydo bo'ladi. Ba'zi yoriqlar martensit qatlamlariga kirib boradi. Tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, mikro yoriqlar ko'proq qo'shaloq martensitda uchraydi. Buning sababi shundaki, qo'shaloq martensit yuqori tezlikda o'sganda bir-biri bilan to'qnashadi va yuqori kuchlanish hosil qiladi. Biroq, qo'shaloq martensitning o'zi mo'rt va hosil qila olmaydi. Plastik deformatsiya stressni yumshatadi, shu bilan mikro yoriqlarni osongina keltirib chiqaradi. Ostenit donalari qo'pol va mikro yoriqlarga moyillik ortadi. Po'latda mikro yoriqlar mavjudligi so'ngan qismlarning mustahkamligi va plastikligini sezilarli darajada pasaytiradi, bu esa qismlarning erta shikastlanishiga (sinishiga) olib keladi.
Yuqori uglerodli po'lat qismlarda mikro yoriqlar paydo bo'lishining oldini olish uchun sovutish isitish haroratini pasaytirish, mayda martensit tuzilishini olish va martensitdagi uglerod miqdorini kamaytirish kabi choralar qo'llanilishi mumkin. Bundan tashqari, sovutishdan keyin o'z vaqtida chiniqtirish ichki stressni kamaytirishning samarali usuli hisoblanadi. Sinovlar shuni ko'rsatdiki, 200°C dan yuqori haroratda yetarli darajada chiniqtirilgandan so'ng, yoriqlarda cho'kkan karbidlar yoriqlarni "payvandlash" ta'siriga ega, bu esa mikro yoriqlar xavfini sezilarli darajada kamaytirishi mumkin.
Yuqorida yoriqlarning tarqalish shakliga asoslangan yoriqlarning sabablari va oldini olish usullari muhokama qilingan. Haqiqiy ishlab chiqarishda yoriqlarning tarqalishi po'lat sifati, qism shakli va issiq va sovuq ishlov berish texnologiyasi kabi omillarga bog'liq holda o'zgaradi. Ba'zan yoriqlar issiqlik bilan ishlov berishdan oldin mavjud bo'ladi va söndürme jarayonida yanada kengayadi; ba'zan bir vaqtning o'zida bir xil qismda bir nechta yoriqlar paydo bo'lishi mumkin. Bu holda, yoriqning morfologik xususiyatlariga asoslanib, sinish yuzasining makroskopik tahlili, metallografik tekshiruv va zarur bo'lganda, material sifatidan tortib, tashkiliy tuzilmadan tortib issiqlik bilan ishlov berish stressining sabablarigacha bo'lgan keng qamrovli tahlilni o'tkazish uchun kimyoviy tahlil va boshqa usullardan foydalanish kerak. Yoriqni topish uchun asosiy sabablar aniqlanadi va keyin samarali profilaktika choralari belgilanadi.
Yoriqlarning sinish tahlili yoriqlar sabablarini tahlil qilishning muhim usuli hisoblanadi. Har qanday sinish yoriqlar uchun boshlang'ich nuqtaga ega. Yoriqlarni o'chirish odatda radial yoriqlarning yaqinlashuv nuqtasidan boshlanadi.
Agar yoriqning kelib chiqishi qism yuzasida bo'lsa, bu yoriq sirtdagi haddan tashqari cho'zilish kuchlanishidan kelib chiqqanligini anglatadi. Agar sirtda qo'shilishlar kabi strukturaviy nuqsonlar bo'lmasa, lekin pichoq izlari, oksid shkalasi, po'lat qismlarning o'tkir burchaklari yoki strukturaviy mutatsiya qismlari kabi kuchlanish kontsentratsiyasi omillari mavjud bo'lsa, yoriqlar paydo bo'lishi mumkin.
Agar yoriqning kelib chiqishi qism ichida bo'lsa, bu material nuqsonlari yoki ortiqcha ichki qoldiq kuchlanish bilan bog'liq. Oddiy sovutishning sinish yuzasi kulrang va nozik chinni rangga ega. Agar sinish yuzasi to'q kulrang va qo'pol bo'lsa, bu qizib ketish yoki asl to'qima qalinligidan kelib chiqadi.
Umuman olganda, söndürme yorig'ining shisha qismida oksidlanish rangi bo'lmasligi kerak va yoriq atrofida dekarburizatsiya bo'lmasligi kerak. Agar yoriq atrofida dekarburizatsiya yoki yoriq qismida oksidlangan rang bo'lsa, bu qism söndürmeden oldin yoriqlarga ega bo'lganligini va asl yoriqlar issiqlik bilan ishlov berish stressi ta'sirida kengayishini ko'rsatadi. Agar qismning yoriqlari yaqinida ajratilgan karbidlar va qo'shilishlar ko'rinsa, bu yoriqlar xom ashyodagi karbidlarning qattiq ajratilishi yoki qo'shilishlar mavjudligi bilan bog'liqligini anglatadi. Agar yoriqlar faqat o'tkir burchaklarda paydo bo'lsa yoki yuqoridagi hodisasiz qismning shakl mutatsiyasi qismlarida paydo bo'lsa, bu yoriq qismning asossiz strukturaviy dizayni yoki yoriqlarning oldini olish uchun noto'g'ri choralar yoki haddan tashqari issiqlik bilan ishlov berish stressi tufayli yuzaga kelganligini anglatadi.
Bundan tashqari, kimyoviy issiqlik bilan ishlov berish va sirtni sovutish qismlarida yoriqlar asosan qotib qolgan qatlam yaqinida paydo bo'ladi. Qattiqlashgan qatlamning tuzilishini yaxshilash va issiqlik bilan ishlov berish stressini kamaytirish sirt yoriqlarining oldini olishning muhim usullari hisoblanadi.
Nashr vaqti: 2024-yil 22-may