Defnyddiwyd microsgop electron sganio i arsylwi ar y toriad blinder a dadansoddi'r mecanwaith torri asgwrn; ar yr un pryd, cynhaliwyd prawf blinder plygu sbin ar y sbesimenau decarburized ar wahanol dymereddau i gymharu bywyd blinder y dur prawf gyda a heb decarburization, ac i ddadansoddi effaith decarburization ar berfformiad blinder y dur prawf. Mae'r canlyniadau'n dangos, oherwydd bodolaeth ocsidiad a decarburization ar yr un pryd yn y broses wresogi, bod y rhyngweithio rhwng y ddau, gan arwain at drwch yr haen decarburized llawn gyda thwf y tymheredd yn dangos tuedd o gynyddu ac yna gostwng, y trwch yr haen decarburized llawn yn cyrraedd gwerth uchaf o 120 μm ar 750 ℃, ac mae trwch yr haen decarburized llawn yn cyrraedd gwerth lleiafswm o 20 μm ar 850 ℃, ac mae terfyn blinder y dur prawf tua 760 MPa, a ffynhonnell craciau blinder yn y dur prawf yw cynhwysiant anfetelaidd Al2O3 yn bennaf; mae ymddygiad decarburization yn lleihau bywyd blinder y dur prawf yn fawr, gan effeithio ar berfformiad blinder y dur prawf, y mwyaf trwchus yw'r haen decarburization, yr isaf yw'r bywyd blinder. Er mwyn lleihau effaith haen decarburization ar berfformiad blinder y dur prawf, dylid gosod tymheredd triniaeth wres gorau posibl y dur prawf ar 850 ℃.
Mae gêr yn elfen bwysig o fodurol, oherwydd y llawdriniaeth ar gyflymder uchel, rhaid i ran meshing yr wyneb gêr fod â chryfder uchel a gwrthiant crafiadau, a rhaid i wreiddyn y dant fod â pherfformiad blinder plygu da oherwydd y llwyth cyson sy'n cael ei ailadrodd, er mwyn osgoi craciau sy'n arwain at ddeunydd torasgwrn. Mae ymchwil yn dangos bod decarburization yn ffactor pwysig sy'n effeithio ar berfformiad blinder plygu sbin deunyddiau metel, ac mae perfformiad blinder plygu sbin yn ddangosydd pwysig o ansawdd y cynnyrch, felly mae angen astudio ymddygiad decarburization a pherfformiad blinder plygu sbin y deunydd prawf.
Yn y papur hwn, y ffwrnais triniaeth wres ar y prawf decarburization wyneb dur gêr 20CrMnTi, dadansoddi tymheredd gwresogi gwahanol ar y prawf dyfnder haen decarburization dur y gyfraith sy'n newid; gan ddefnyddio peiriant profi blinder trawst syml QBWP-6000J ar y prawf blinder plygu cylchdro dur prawf, pennu perfformiad blinder dur prawf, ac ar yr un pryd i ddadansoddi effaith decarburization ar berfformiad blinder y dur prawf ar gyfer y cynhyrchiad gwirioneddol i wella y broses gynhyrchu, gwella ansawdd y cynnyrch a darparu cyfeiriad rhesymol. Mae perfformiad blinder y prawf dur yn cael ei bennu gan y peiriant prawf blinder plygu sbin.
1. Profi deunyddiau a dulliau
Deunydd prawf ar gyfer uned i ddarparu dur gêr 20CrMnTi, y prif gyfansoddiad cemegol fel y dangosir yn Nhabl 1. Prawf decarburization: caiff y deunydd prawf ei brosesu i sbesimen silindrog Ф8 mm × 12 mm, dylai'r wyneb fod yn llachar heb staeniau. Ffwrnais triniaeth wres eu gwresogi i 675 ℃, 700 ℃, 725 ℃, 750 ℃, 800 ℃, 850 ℃, 900 ℃, 950 ℃, 1,000 ℃, i mewn i'r sbesimen a dal 1 h, ac yna aer-oeri i dymheredd ystafell. Ar ôl triniaeth wres o'r sbesimen trwy osod, malu a sgleinio, gyda 4% o'r erydiad datrysiad alcohol asid nitrig, y defnydd o ficrosgopeg metelegol i arsylwi ar yr haen decarburization dur prawf, gan fesur dyfnder yr haen decarburization ar wahanol dymereddau. Prawf blinder plygu sbin: y deunydd prawf yn unol â gofynion prosesu dau grŵp o sbesimenau blinder plygu sbin, nid yw'r grŵp cyntaf yn cynnal prawf decarburization, yr ail grŵp o brawf decarburization ar dymheredd gwahanol. Gan ddefnyddio'r peiriant profi blinder plygu sbin, y ddau grŵp o ddur prawf ar gyfer profion blinder plygu sbin, pennu terfyn blinder y ddau grŵp o ddur prawf, cymharu bywyd blinder y ddau grŵp o ddur prawf, y defnydd o sganio arsylwi torasgwrn blinder microsgop electron, dadansoddi'r rhesymau dros y toriad y sbesimen, i archwilio effaith decarburization o eiddo blinder y dur prawf.
Tabl 1 Cyfansoddiad cemegol (ffracsiwn màs) o ddur prawf wt%
Effaith tymheredd gwresogi ar ddatgarburization
Dangosir morffoleg sefydliad decarburization o dan wahanol dymereddau gwresogi yn Ffig. 1. Fel y gwelir o'r ffigur, pan fydd y tymheredd yn 675 ℃, nid yw'r wyneb sampl yn ymddangos yn haen decarburization; pan fydd y tymheredd yn codi i 700 ℃, dechreuodd yr haen decarburization wyneb sampl ymddangos, ar gyfer yr haen decarburization ferrite tenau; gyda'r tymheredd yn codi i 725 ℃, cynyddodd trwch haen decarburization wyneb sampl yn sylweddol; Mae trwch haen decarburization 750 ℃ yn cyrraedd ei werth mwyaf, ar yr adeg hon, mae'r grawn ferrite yn fwy clir, bras; pan fydd y tymheredd yn codi i 800 ℃, dechreuodd y trwch haen decarburization ostwng yn sylweddol, gostyngodd ei drwch i hanner y 750 ℃; pan fydd y tymheredd yn parhau i godi i 850 ℃ a thrwch decarburization yn cael ei ddangos yn Ffig. 1. 800 ℃, dechreuodd y trwch haen decarburization llawn i ostwng yn sylweddol, gostyngodd ei drwch i 750 ℃ pan hanner; pan fydd y tymheredd yn parhau i godi i 850 ℃ ac uwch, y prawf trwch haen decarburization dur llawn yn parhau i ostwng, dechreuodd hanner trwch haen decarburization i gynyddu'n raddol hyd nes y morffoleg haen decarburization llawn holl ddiflannu, hanner morffoleg haen decarburization raddol glir. Gellir gweld bod trwch yr haen decarburized llawn gyda'r cynnydd mewn tymheredd yn cynyddu yn gyntaf ac yna'n lleihau, y rheswm dros y ffenomen hon yw oherwydd y sampl yn y broses wresogi ar yr un pryd yr ymddygiad ocsideiddio a decarburization, dim ond pan fydd mae'r gyfradd decarburization yn gyflymach nag y bydd cyflymder ocsideiddio yn ymddangos yn ffenomen decarburization. Ar ddechrau gwresogi, mae trwch yr haen decarburized llawn yn cynyddu'n raddol gyda'r cynnydd yn y tymheredd nes bod trwch yr haen decarburized llawn yn cyrraedd y gwerth mwyaf, ar yr adeg hon i barhau i godi'r tymheredd, mae'r gyfradd ocsidiad sbesimen yn gyflymach na y gyfradd decarburization, sy'n atal y cynnydd yn yr haen decarburized llawn, gan arwain at duedd ar i lawr. Gellir gweld, o fewn yr ystod o 675 ～950 ℃, bod gwerth trwch yr haen wedi'i ddatgarbwreiddio'n llawn ar 750 ℃ yw'r mwyaf, a gwerth trwch yr haen wedi'i ddatgarbwreiddio'n llawn ar 850 ℃ yw'r lleiaf, felly, argymhellir bod tymheredd gwresogi'r dur prawf yn 850 ℃.
Ffig.1 Histomorffoleg haen decarburized o ddur prawf a gedwir ar wahanol dymereddau gwresogi am 1 awr
O'i gymharu â'r haen lled-datgarburedig, mae trwch yr haen sydd wedi'i datgarbwreiddio'n llawn yn cael effaith negyddol fwy difrifol ar briodweddau'r deunydd, bydd yn lleihau priodweddau mecanyddol y deunydd yn fawr, megis lleihau cryfder, caledwch, ymwrthedd gwisgo a therfyn blinder , ac ati, a hefyd yn cynyddu'r sensitifrwydd i graciau, gan effeithio ar ansawdd y weldio ac yn y blaen. Felly, mae rheoli trwch yr haen sydd wedi'i datgarbwreiddio'n llawn o arwyddocâd mawr i wella perfformiad y cynnyrch. Mae Ffigur 2 yn dangos cromlin amrywiad trwch yr haen decarburized llawn gyda thymheredd, sy'n dangos amrywiad trwch yr haen decarburized llawn yn gliriach. Gellir gweld o'r ffigur mai dim ond tua 34μm ar 700 ℃ yw trwch yr haen sydd wedi'i datgarbwreiddio'n llawn; gyda'r tymheredd yn codi i 725 ℃, mae trwch yr haen decarburized llawn yn cynyddu'n sylweddol i 86 μm, sy'n fwy na dwy waith o drwch yr haen decarburized llawn ar 700 ℃; pan fydd y tymheredd yn codi i 750 ℃, trwch yr haen decarburized llawn Pan fydd y tymheredd yn codi i 750 ℃, mae trwch yr haen decarburized llawn yn cyrraedd y gwerth uchaf o 120 μm; Wrth i'r tymheredd barhau i godi, mae trwch yr haen sydd wedi'i datgarbwreiddio'n llawn yn dechrau gostwng yn sydyn, i 70 μm ar 800 ℃, ac yna i'r gwerth lleiaf o tua 20μm ar 850 ℃.
Ffig.2 Trwch yr haen wedi'i datgarbwreiddio'n llawn ar wahanol dymereddau
Effaith decarburization ar berfformiad blinder wrth blygu sbin
Er mwyn astudio effaith decarburization ar briodweddau blinder dur gwanwyn, cynhaliwyd dau grŵp o brofion blinder plygu sbin, roedd y grŵp cyntaf yn profi blinder yn uniongyrchol heb ddatgarburiad, ac roedd yr ail grŵp yn profi blinder ar ôl decarburization ar yr un straen lefel (810 MPa), a chynhaliwyd y broses decarburization yn 700-850 ℃ am 1 h. Dangosir y grŵp cyntaf o sbesimenau yn Nhabl 2, sef bywyd blinder y gwanwyn dur.
Dangosir bywyd blinder y grŵp cyntaf o sbesimenau yn Nhabl 2. Fel y gwelir o Dabl 2, heb ddatgarburiad, dim ond 107 o gylchoedd ar 810 MPa oedd yn destun y dur prawf, ac ni ddigwyddodd unrhyw doriad; pan oedd lefel y straen yn uwch na 830 MPa, dechreuodd rhai o'r sbesimenau dorri esgyrn; pan oedd y lefel straen yn uwch na 850 MPa, roedd y sbesimenau blinder i gyd wedi torri.
Tabl 2 Bywyd blinder o dan lefelau straen gwahanol (heb ddatgarbureiddio)
Er mwyn pennu'r terfyn blinder, defnyddir y dull grŵp i bennu terfyn blinder y dur prawf, ac ar ôl dadansoddiad ystadegol o'r data, mae terfyn blinder y dur prawf tua 760 MPa; er mwyn nodweddu bywyd blinder y dur prawf o dan bwysau gwahanol, mae'r gromlin SN yn cael ei blotio, fel y dangosir yn Ffigur 3. Fel y gwelir o Ffigur 3, mae lefelau straen gwahanol yn cyfateb i fywyd blinder gwahanol, pan fydd bywyd blinder 7 , sy'n cyfateb i nifer y cylchoedd ar gyfer 107, sy'n golygu bod y sbesimen o dan yr amodau hyn trwy'r wladwriaeth, gellir brasamcanu'r gwerth straen cyfatebol fel y gwerth cryfder blinder, hynny yw, 760 MPa. Gellir gweld bod y gromlin S - N yn bwysig ar gyfer pennu bywyd blinder y deunydd sydd â gwerth cyfeirio pwysig.
Ffigur 3 cromlin SN o brawf blinder plygu cylchdro dur arbrofol
Dangosir bywyd blinder yr ail grŵp o sbesimenau yn Nhabl 3. Fel y gwelir o Dabl 3, ar ôl i'r dur prawf gael ei ddatgarbwreiddio ar wahanol dymereddau, mae nifer y cylchoedd yn amlwg yn lleihau, ac maent yn fwy na 107, a phob un. mae'r sbesimenau blinder yn cael eu torri, ac mae'r bywyd blinder yn cael ei leihau'n fawr. Ynghyd â'r trwch haen decarburized uchod gyda'r gromlin newid tymheredd i'w gweld, 750 ℃ trwch haen decarburized yw'r mwyaf, sy'n cyfateb i werth isaf bywyd blinder. 850 ℃ trwch haen decarburized yw'r lleiaf, sy'n cyfateb i werth bywyd blinder yn gymharol uchel. Gellir gweld bod yr ymddygiad decarburization yn lleihau perfformiad blinder y deunydd yn fawr, a po fwyaf trwchus yw'r haen decarburized, yr isaf yw'r bywyd blinder.
Tabl 3 Bywyd blinder ar wahanol dymereddau datgarbureiddio (560 MPa)
Arsylwyd morffoleg torasgwrn blinder y sbesimen trwy sganio microsgop electron, fel y dangosir yn Ffig. 4. Ffigur 4(a) ar gyfer ardal ffynhonnell y crac, gellir gweld y ffigwr arc blinder amlwg, yn ôl yr arc blinder i ddod o hyd i'r ffynhonnell o flinder, gellir gweld, y ffynhonnell crac ar gyfer y "pysgod-llygad" cynhwysiant anfetelaidd, cynhwysiant yn y hawdd i achosi crynhoad straen, gan arwain at craciau blinder; Ffig. 4(b) ar gyfer morffoleg ardal estyniad crac, gellir gweld streipiau blinder amlwg, roedd dosbarthiad tebyg i afon, yn perthyn i dorasgwrn lled-datgysylltiol, gyda chraciau'n ehangu, gan arwain yn y pen draw at dorri asgwrn. Mae Ffigur 4(b) yn dangos morffoleg ardal ehangu crac, gellir gweld rhediadau blinder amlwg, ar ffurf dosbarthiad tebyg i afon, sy'n perthyn i doriad lled-datgysylltiol, a chydag ehangiad parhaus y craciau, gan arwain yn y pen draw at dorri asgwrn. .
Dadansoddiad torasgwrn blinder
Ffig.4 SEM morffoleg torasgwrn blinder arwyneb dur arbrofol
Er mwyn pennu'r math o gynhwysiant yn Ffig. 4, cynhaliwyd dadansoddiad cyfansoddiad sbectrwm ynni, a dangosir y canlyniadau yn Ffig. 5. Gellir gweld mai cynhwysiadau Al2O3 yw'r cynhwysiadau anfetelaidd yn bennaf, sy'n dangos bod y cynhwysiadau yw prif ffynhonnell craciau a achosir gan graciau cynhwysiant.
Ffigur 5 Sbectrosgopeg Egni o Gynhwysiadau Anfetelaidd
Cloi
(1) Bydd gosod y tymheredd gwresogi ar 850 ℃ yn lleihau trwch yr haen decarburized i leihau'r effaith ar y perfformiad blinder.
(2) Terfyn blinder y plygu troelliad dur prawf yw 760 MPa.
(3) Mae'r cracio dur prawf mewn cynhwysiant anfetelaidd, cymysgedd Al2O3 yn bennaf.
(4) Mae decarburization yn lleihau bywyd blinder y dur prawf yn ddifrifol, y mwyaf trwchus yw'r haen decarburization, yr isaf yw'r bywyd blinder.
Amser postio: Mehefin-21-2024