Defnyddiwyd microsgop electron sganio i arsylwi'r toriad blinder a dadansoddi'r mecanwaith toriad; ar yr un pryd, cynhaliwyd prawf blinder plygu sbin ar y sbesimenau wedi'u dadgarboneiddio ar wahanol dymheredd i gymharu oes blinder y dur prawf gyda a heb ddadgarboneiddio, ac i ddadansoddi effaith dadgarboneiddio ar berfformiad blinder y dur prawf. Mae'r canlyniadau'n dangos, oherwydd bodolaeth ocsideiddio a dadgarboneiddio ar yr un pryd yn y broses wresogi, bod y rhyngweithio rhwng y ddau, gan arwain at drwch yr haen wedi'i dadgarboneiddio'n llawn gyda thwf y tymheredd yn dangos tuedd o gynyddu ac yna lleihau, mae trwch yr haen wedi'i dadgarboneiddio'n llawn yn cyrraedd gwerth uchaf o 120 μm ar 750 ℃, ac mae trwch yr haen wedi'i dadgarboneiddio'n llawn yn cyrraedd gwerth lleiaf o 20 μm ar 850 ℃, ac mae terfyn blinder y dur prawf tua 760 MPa, a ffynhonnell craciau blinder yn y dur prawf yw cynhwysiadau anfetelaidd Al2O3 yn bennaf; Mae ymddygiad dadgarboneiddio yn lleihau oes blinder y dur prawf yn fawr, gan effeithio ar berfformiad blinder y dur prawf, po fwyaf trwchus yw'r haen dadgarboneiddio, yr isaf yw oes y blinder. Er mwyn lleihau effaith yr haen dadgarboneiddio ar berfformiad blinder y dur prawf, dylid gosod tymheredd triniaeth wres gorau posibl y dur prawf ar 850 ℃.
Mae gêr yn elfen bwysig o geir,oherwydd y gweithrediad ar gyflymder uchel, rhaid i ran rhwyllog wyneb y gêr fod â chryfder uchel a gwrthiant crafiad, a rhaid i wreiddyn y dant fod â pherfformiad blinder plygu da oherwydd y llwyth cyson dro ar ôl tro, er mwyn osgoi craciau sy'n arwain at dorri deunydd. Mae ymchwil yn dangos bod dadgarboneiddio yn ffactor pwysig sy'n effeithio ar berfformiad blinder plygu nyddu deunyddiau metel, ac mae perfformiad blinder plygu nyddu yn ddangosydd pwysig o ansawdd cynnyrch, felly mae angen astudio ymddygiad dadgarboneiddio a pherfformiad blinder plygu nyddu'r deunydd prawf.
Yn y papur hwn, y ffwrnais trin gwres ar brawf dadgarboneiddio arwyneb dur gêr 20CrMnTi, dadansoddir gwahanol dymheredd gwresogi ar ddyfnder haen dadgarboneiddio'r dur prawf o ran cyfraith newidiol; gan ddefnyddio peiriant profi blinder trawst syml QBWP-6000J ar brawf blinder plygu cylchdro'r dur prawf, pennir perfformiad blinder y dur prawf, ac ar yr un pryd dadansoddi effaith dadgarboneiddio ar berfformiad blinder y dur prawf ar gyfer y cynhyrchiad gwirioneddol i wella'r broses gynhyrchu, gwella ansawdd cynhyrchion a darparu cyfeirnod rhesymol. Pennir perfformiad blinder y dur prawf gan y peiriant prawf blinder plygu nyddu.
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 dadgarboneiddio: mae'r deunydd prawf yn cael ei brosesu i sbesimen silindrog Ф8 mm × 12 mm, dylai'r wyneb fod yn llachar heb staeniau. Gwresogwyd y ffwrnais triniaeth wres i 675 ℃, 700 ℃, 725 ℃, 750 ℃, 800 ℃, 850 ℃, 900 ℃, 950 ℃, 1,000 ℃, i mewn i'r sbesimen a'i ddal am 1 awr, ac yna ei oeri ag aer i dymheredd ystafell. Ar ôl triniaeth wres o'r sbesimen trwy osod, malu a sgleinio, gyda 4% o doddiant alcohol asid nitrig erydiad, gan ddefnyddio microsgopeg metelegol i arsylwi haen dadgarboneiddio'r dur prawf, gan fesur dyfnder yr haen dadgarboneiddio ar wahanol dymheredd. Prawf blinder plygu nyddu: y deunydd prawf yn ôl gofynion prosesu dau grŵp o sbesimenau blinder plygu nyddu, nid yw'r grŵp cyntaf yn cynnal prawf dadgarboneiddio, yr ail grŵp o brawf dadgarboneiddio ar dymheredd gwahanol. Gan ddefnyddio'r peiriant profi blinder plygu nyddu, y ddau grŵp o ddur prawf ar gyfer profi blinder plygu nyddu, pennu terfyn blinder y ddau grŵp o ddur prawf, cymharu oes blinder y ddau grŵp o ddur prawf, defnyddio microsgop electron sganio arsylwi toriad blinder, dadansoddi'r rhesymau dros doriad y sbesimen, i archwilio effaith dadgarboneiddio ar briodweddau blinder y dur prawf.
Tabl 1 Cyfansoddiad cemegol (ffracsiwn màs) dur prawf wt%
Effaith tymheredd gwresogi ar ddadgarboneiddio
Dangosir morffoleg y trefniadaeth dadgarboneiddio o dan dymheredd gwresogi gwahanol yn Ffig. 1. Fel y gwelir o'r ffigur, pan fydd y tymheredd yn 675 ℃, nid yw haen dadgarboneiddio yn ymddangos ar wyneb y sampl; pan fydd y tymheredd yn codi i 700 ℃, mae haen dadgarboneiddio wyneb y sampl yn dechrau ymddangos, ar gyfer yr haen dadgarboneiddio ferrite denau; gyda'r tymheredd yn codi i 725 ℃, mae trwch haen dadgarboneiddio wyneb y sampl yn cynyddu'n sylweddol; mae trwch haen dadgarboneiddio 750 ℃ yn cyrraedd ei werth uchaf, ar yr adeg hon, mae'r gronynnau ferrite yn fwy clir, bras; pan fydd y tymheredd yn codi i 800 ℃, mae trwch yr haen dadgarboneiddio yn dechrau lleihau'n sylweddol, a gostyngodd ei drwch i hanner y 750 ℃; pan fydd y tymheredd yn parhau i godi i 850 ℃ a dangosir trwch y dadgarboneiddio yn Ffig. 1. 800 ℃, dechreuodd trwch llawn yr haen dadgarboneiddio leihau'n sylweddol, a gostyngodd ei drwch i hanner y 750 ℃; Pan fydd y tymheredd yn parhau i godi i 850 ℃ ac uwchlaw, mae trwch haen dadgarboneiddio llawn y dur prawf yn parhau i leihau, mae hanner trwch yr haen dadgarboneiddio yn dechrau cynyddu'n raddol nes bod morffoleg yr haen dadgarboneiddio llawn wedi diflannu'n llwyr, ac mae morffoleg hanner yr haen dadgarboneiddio yn raddol glirio. Gellir gweld bod trwch yr haen dadgarboneiddio llawn wedi cynyddu'n gyntaf ac yna'n lleihau gyda'r cynnydd mewn tymheredd, y rheswm dros y ffenomen hon yw oherwydd ymddygiad ocsideiddio a dadgarboneiddio'r sampl yn ystod y broses wresogi ar yr un pryd, dim ond pan fydd y gyfradd dadgarboneiddio yn gyflymach na chyflymder yr ocsideiddio y bydd ffenomen dadgarboneiddio yn ymddangos. Ar ddechrau'r gwresogi, mae trwch yr haen dadgarboneiddio llawn yn cynyddu'n raddol gyda'r cynnydd mewn tymheredd nes bod trwch yr haen dadgarboneiddio llawn yn cyrraedd y gwerth uchaf, ac ar yr adeg hon, i barhau i godi'r tymheredd, mae cyfradd ocsideiddio'r sbesimen yn gyflymach na'r gyfradd dadgarboneiddio, sy'n atal cynnydd yr haen dadgarboneiddio llawn, gan arwain at duedd ar i lawr. Gellir gweld, o fewn yr ystod o 675 ～950 ℃, mai gwerth trwch yr haen wedi'i dadgarboneiddio'n llawn ar 750 ℃ yw'r mwyaf, a gwerth trwch yr haen wedi'i dadgarboneiddio'n llawn ar 850 ℃ yw'r lleiaf, felly, argymhellir bod tymheredd gwresogi'r dur prawf yn 850 ℃.
Ffig.1 Histomorffoleg haen wedi'i dadgarboneiddio o ddur prawf a gedwir ar dymheredd gwresogi gwahanol am 1 awr.
O'i gymharu â'r haen lled-ddadgarboneiddiedig, mae trwch yr haen sydd wedi'i dadgarboneiddiedig yn llawn yn cael effaith negyddol fwy difrifol ar briodweddau'r deunydd, bydd yn lleihau priodweddau mecanyddol y deunydd yn fawr, megis lleihau'r cryfder, caledwch, ymwrthedd gwisgo a therfyn blinder, ac ati, a hefyd yn cynyddu'r sensitifrwydd i graciau, gan effeithio ar ansawdd weldio ac yn y blaen. Felly, mae rheoli trwch yr haen sydd wedi'i dadgarboneiddiedig yn llawn o arwyddocâd mawr i wella perfformiad y cynnyrch. Mae Ffigur 2 yn dangos cromlin amrywiad trwch yr haen sydd wedi'i dadgarboneiddiedig yn llawn gyda thymheredd, sy'n dangos amrywiad trwch yr haen sydd wedi'i dadgarboneiddiedig yn llawn yn gliriach. Gellir gweld o'r ffigur mai dim ond tua 34μm yw trwch yr haen sydd wedi'i dadgarboneiddiedig yn llawn ar 700 ℃; gyda'r tymheredd yn codi i 725 ℃, mae trwch yr haen sydd wedi'i dadgarboneiddiedig yn llawn yn cynyddu'n sylweddol i 86 μm, sydd fwy na dwywaith trwch yr haen sydd wedi'i dadgarboneiddiedig yn llawn ar 700 ℃; pan godir y tymheredd i 750 ℃, mae trwch yr haen sydd wedi'i dadgarboneiddio'n llawn yn cyrraedd y gwerth uchaf o 120 μm; wrth i'r tymheredd barhau i godi, mae trwch yr haen sydd wedi'i dadgarboneiddio'n llawn yn dechrau lleihau'n sydyn, i 70 μm ar 800 ℃, ac yna i'r gwerth lleiaf o tua 20μm ar 850 ℃.
Ffig.2 Trwch yr haen wedi'i dadgarboneiddio'n llawn ar dymheredd gwahanol
Effaith dadgarboneiddio ar berfformiad blinder wrth blygu nyddu
Er mwyn astudio effaith dadgarboneiddio ar briodweddau blinder dur gwanwyn, cynhaliwyd dau grŵp o brofion blinder plygu nyddu, y grŵp cyntaf oedd prawf blinder yn uniongyrchol heb ddadgarboneiddio, a'r ail grŵp oedd prawf blinder ar ôl dadgarboneiddio ar yr un lefel straen (810 MPa), a chynhaliwyd y broses dadgarboneiddio ar 700-850 ℃ am 1 awr. Dangosir y grŵp cyntaf o sbesimenau yn Nhabl 2, sef oes blinder y dur gwanwyn.
Dangosir oes blinder y grŵp cyntaf o sbesimenau yn Nhabl 2. Fel y gwelir o Dabl 2, heb ddadgarboneiddio, dim ond 107 cylch ar 810 MPa y cafodd y dur prawf ei brofi, ac ni ddigwyddodd unrhyw doriad; pan oedd y lefel straen yn uwch na 830 MPa, dechreuodd rhai o'r sbesimenau dorri; pan oedd y lefel straen yn uwch na 850 MPa, torrwyd yr holl sbesimenau blinder.
Tabl 2 Bywyd blinder o dan wahanol lefelau straen (heb ddadgarboneiddio)
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 oes blinder y dur prawf o dan wahanol straen, plotiwyd y gromlin SN, fel y dangosir yn Ffigur 3. Fel y gwelir o Ffigur 3, mae gwahanol lefelau straen yn cyfateb i wahanol oes blinder, pan fydd oes blinder o 7, sy'n cyfateb i nifer y cylchoedd ar gyfer 107, sy'n golygu bod y sbesimen o dan yr amodau hyn trwy'r cyflwr, 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 oes blinder y deunydd ac mae ganddo werth cyfeirio pwysig.
Ffigur 3 Cromlin SN prawf blinder plygu cylchdro dur arbrofol
Dangosir oes blinder yr ail grŵp o sbesimenau yn Nhabl 3. Fel y gwelir o Dabl 3, ar ôl i'r dur prawf gael ei ddadgarboneiddio ar dymheredd gwahanol, mae nifer y cylchoedd yn amlwg yn cael ei leihau, ac maent yn fwy na 107, ac mae'r holl sbesimenau blinder wedi torri, ac mae'r oes blinder yn cael ei lleihau'n fawr. Ynghyd â'r trwch haen ddadgarboneiddiedig uchod a gellir gweld y gromlin newid tymheredd, trwch haen ddadgarboneiddiedig 750 ℃ yw'r mwyaf, sy'n cyfateb i'r gwerth isaf o oes blinder. Trwch haen ddadgarboneiddiedig 850 ℃ yw'r lleiaf, sy'n cyfateb i'r gwerth oes blinder sy'n gymharol uchel. Gellir gweld bod yr ymddygiad dadgarboneiddio yn lleihau perfformiad blinder y deunydd yn fawr, a pho drwchus yw'r haen ddadgarboneiddiedig, yr isaf yw'r oes blinder.
Tabl 3 Bywyd blinder ar dymheredd dadgarboneiddio gwahanol (560 MPa)
Arsylwyd morffoleg toriad blinder y sbesimen gan ddefnyddio microsgop electron sganio, fel y dangosir yn Ffig. 4. Yn Ffigur 4(a) ar gyfer ardal ffynhonnell y crac, gellir gweld arc blinder amlwg yn y ffigur, yn ôl yr arc blinder i ddod o hyd i ffynhonnell y blinder, gellir gweld ffynhonnell y crac ar gyfer y cynhwysiadau anfetelaidd "llygad pysgodyn", cynhwysiadau mewn mannau lle mae crynodiad straen yn hawdd ei achosi, gan arwain at graciau blinder; yn Ffig. 4(b) ar gyfer morffoleg ardal estyniad y crac, gellir gweld streipiau blinder amlwg, dosbarthiad tebyg i afon, sy'n perthyn i doriad lled-ddatgysylltu, gyda chraciau'n ehangu, gan arwain yn y pen draw at doriad. Mae Ffigur 4(b) yn dangos morffoleg ardal ehangu'r crac, gellir gweld streipiau blinder amlwg, ar ffurf dosbarthiad tebyg i afon, sy'n perthyn i doriad lled-ddatgysylltu, a chyda ehangu parhaus y craciau, gan arwain yn y pen draw at doriad.
Dadansoddiad toriad blinder
Ffig.4 Morffoleg SEM arwyneb toriad blinder dur arbrofol
Er mwyn pennu'r math o gynhwysiadau yn Ffig. 4, cynhaliwyd dadansoddiad cyfansoddiad sbectrwm ynni, a dangosir y canlyniadau yn Ffig. 5. Gellir gweld bod y cynhwysiadau anfetelaidd yn gynhwysiadau Al2O3 yn bennaf, sy'n dangos mai'r cynhwysiadau yw prif ffynhonnell craciau a achosir gan gracio cynhwysiadau.
Ffigur 5 Sbectrosgopeg Ynni Cynhwysiadau Anfetelaidd
Casglwch
(1) Bydd gosod y tymheredd gwresogi ar 850 ℃ yn lleihau trwch yr haen wedi'i dadgarboneiddio i'r lleiafswm er mwyn lleihau'r effaith ar berfformiad blinder.
(2) Terfyn blinder plygu sbin y dur prawf yw 760 MPa.
(3) Cracio'r dur prawf mewn cynhwysiadau anfetelaidd, yn bennaf cymysgedd Al2O3.
(4) Mae dadgarboneiddio yn lleihau oes blinder y dur prawf yn sylweddol, po fwyaf trwchus yw'r haen dadgarboneiddio, yr isaf yw oes y blinder.
Amser postio: 21 Mehefin 2024
