Nuovargio lūžiui stebėti ir lūžio mechanizmui analizuoti naudotas skenuojantis elektroninis mikroskopas; tuo pačiu metu buvo atliktas sukibimo lenkimo nuovargio bandymas su dekarbonizuotu bandiniu skirtingomis temperatūromis, siekiant palyginti bandomojo plieno nuovargio tarnavimo laiką su dekarbonizavimu ir be jo, ir išanalizuoti dekarbonizacijos poveikį bandomojo plieno nuovargiui. Rezultatai rodo, kad dėl to, kad kaitinimo procese tuo pačiu metu vyksta oksidacija ir dekarbonizacija, šių dviejų sąveika, dėl kurios visiškai dekarbonizuoto sluoksnio storis didėja temperatūrai, rodo didėjimo ir mažėjimo tendenciją. visiškai dekarbonizuoto sluoksnio storis pasiekia didžiausią 120 μm vertę esant 750 ℃, o visiškai dekarbonizuoto sluoksnio storis pasiekia mažiausią 20 μm vertę esant 850 ℃, o bandomojo plieno nuovargio riba yra apie 760 MPa, ir bandomojo plieno nuovargio įtrūkimų šaltinis daugiausia yra Al2O3 nemetaliniai intarpai; dekarbonizacijos elgsena labai sumažina bandomojo plieno nuovargio trukmę, paveikdama bandomojo plieno nuovargio savybes, kuo storesnis dekarbonizacijos sluoksnis, tuo trumpesnis nuovargio laikas. Siekiant sumažinti dekarbonizacijos sluoksnio poveikį bandomojo plieno nuovargiui, optimali bandomojo plieno terminio apdorojimo temperatūra turėtų būti 850 ℃.
Pavaros yra svarbi automobilio dalis,Dėl veikimo dideliu greičiu, krumpliaračio paviršiaus tinklinė dalis turi turėti didelį stiprumą ir atsparumą dilimui, o danties šaknis turi turėti gerą lenkimo nuovargį dėl nuolatinės kartotinės apkrovos, kad būtų išvengta įtrūkimų, dėl kurių medžiaga gali susidaryti. lūžis. Tyrimai rodo, kad dekarbonizacija yra svarbus veiksnys, turintis įtakos metalinių medžiagų nuovargio veiksmingumui lenkimo sukimosi metu, o lenkimo lenkimo nuovargio charakteristikos yra svarbus gaminio kokybės rodiklis, todėl būtina ištirti bandomosios medžiagos dekarbonizacijos elgseną ir lenkimo nuovargio savybes.
Šiame darbe, terminio apdorojimo krosnis ant 20CrMnTi krumpliaračio plieno paviršiaus dekarbonizacijos bandymo, analizuoja skirtingas šildymo temperatūras ant bandomojo plieno dekarbonizacijos sluoksnio gylio besikeičiančio įstatymo; naudojant QBWP-6000J paprastą sijos nuovargio bandymo mašiną bandomojo plieno sukamojo lenkimo nuovargio bandyme, bandomojo plieno nuovargio charakteristikų nustatymas ir tuo pačiu metu išanalizuoti dekarbonizacijos poveikį bandomojo plieno nuovargio charakteristikoms, kad būtų pagerinta faktinė gamyba. gamybos procesą, pagerinti produktų kokybę ir pateikti pagrįstą nuorodą. Bandomojo plieno nuovargio charakteristikas nustato sukimosi lenkimo nuovargio bandymo mašina.
1. Bandymo medžiagos ir metodai
Bandomoji medžiaga, skirta 20CrMnTi krumpliaračių plienui gaminti, pagrindinė cheminė sudėtis parodyta 1 lentelėje. Dekarbonizacijos bandymas: bandomoji medžiaga apdorojama Ф8 mm × 12 mm cilindriniu bandiniu, paviršius turi būti šviesus, be dėmių. Šiluminio apdorojimo krosnis buvo įkaitinta iki 675 ℃, 700 ℃, 725 ℃, 750 ℃, 800 ℃, 850 ℃, 900 ℃, 950 ℃, 1000 ℃ temperatūros, o tada paimama į patalpą 1 val. Po bandinio terminio apdorojimo nustatant, šlifuojant ir poliruojant, su 4% azoto rūgšties alkoholio tirpalo erozija, naudojant metalurginę mikroskopiją, stebint bandomąjį plieno dekarbonizacijos sluoksnį, išmatuojant dekarbonizacijos sluoksnio gylį skirtingomis temperatūromis. Sukimosi lenkimo nuovargio bandymas: bandomoji medžiaga pagal dviejų grupių sukimosi lenkimo nuovargio bandinių apdorojimo reikalavimus, pirmoji grupė neatlieka dekarbonizacijos bandymo, antroji grupė atlieka dekarbonizacijos bandymą skirtingomis temperatūromis. Naudojant besisukančio lenkimo nuovargio bandymo mašiną, dvi bandomojo plieno grupės, skirtos sukimosi lenkimo nuovargio bandymams, dviejų bandomojo plieno grupių nuovargio ribos nustatymas, dviejų bandomojo plieno grupių nuovargio naudojimo trukmės palyginimas, skenavimo naudojimas. elektroninio mikroskopo nuovargio lūžių stebėjimas, analizuoti bandinio lūžimo priežastis, ištirti bandomojo plieno nuovargio savybių dekarbonizacijos poveikį.
1 lentelė Bandomojo plieno cheminė sudėtis (masės dalis) m.
Šildymo temperatūros poveikis dekarbonizacijai
Dekarbonizacijos organizavimo morfologija esant skirtingoms šildymo temperatūroms parodyta 1 pav. Kaip matyti iš paveikslo, kai temperatūra yra 675 ℃, mėginio paviršiuje neatsiranda dekarbonizacijos sluoksnio; kai temperatūra pakyla iki 700 ℃, pradėjo atsirasti bandinio paviršiaus dekarbonizacijos sluoksnis, skirtas plonam ferito dekarbonizacijos sluoksniui; temperatūrai pakilus iki 725 ℃, labai padidėjo mėginio paviršiaus dekarbonizacijos sluoksnio storis; 750 ℃ dekarbonizacijos sluoksnio storis pasiekia maksimalią vertę, šiuo metu ferito grūdeliai skaidresni, stambesni; temperatūrai pakilus iki 800 ℃, dekarbonizacijos sluoksnio storis pradėjo smarkiai mažėti, jo storis sumažėjo iki pusės 750 ℃; kai temperatūra toliau kyla iki 850 ℃ ir dekarbonizacijos storis parodytas 1 pav. 800 ℃, viso dekarbonizacijos sluoksnio storis pradėjo ženkliai mažėti, jo storis nukrito iki 750 ℃ perpus; kai temperatūra ir toliau kyla iki 850 ℃ ir daugiau, bandomojo plieno viso dekarbonizacijos sluoksnio storis toliau mažėja, pusės dekarbonizacijos sluoksnio storis pradėjo palaipsniui didėti, kol visiškai išnyko dekarbonizacijos sluoksnio morfologija, o pusės dekarbonizacijos sluoksnio morfologija palaipsniui išaiškėja. Galima pastebėti, kad visiškai dekarbonizuoto sluoksnio storis, kylant temperatūrai, pirmiausia buvo padidintas, o po to sumažintas, šio reiškinio priežastis yra dėl to, kad mėginys kaitinimo procese tuo pačiu metu oksiduojasi ir dekarbonizuoja, tik tada, kai dekarbonizacijos greitis yra greitesnis nei oksidacijos greitis pasirodys dekarbonizacijos reiškinys. Kaitinimo pradžioje visiškai dekarbonizuoto sluoksnio storis palaipsniui didėja didėjant temperatūrai, kol visiškai dekarbonizuoto sluoksnio storis pasiekia didžiausią vertę, šiuo metu norint toliau kelti temperatūrą, bandinio oksidacijos greitis yra greitesnis nei dekarbonizacijos greitis, kuris stabdo visiškai dekarbonizuoto sluoksnio padidėjimą, dėl kurio atsiranda mažėjimo tendencija. Matyti, kad 675 ～950 ℃ diapazone visiškai dekarbonizuoto sluoksnio storio vertė esant 750 ℃ yra didžiausia, o visiškai dekarbonizuoto sluoksnio storio vertė esant 850 ℃ yra mažiausia, todėl rekomenduojama bandomojo plieno kaitinimo temperatūra yra 850 ℃.
1 pav. Dekarbonizuoto bandomojo plieno sluoksnio, laikomo skirtingose kaitinimo temperatūrose 1 val., histomorfologija
Palyginti su pusiau dekarbonizuotu sluoksniu, visiškai dekarbonizuoto sluoksnio storis turi rimtesnį neigiamą poveikį medžiagos savybėms, tai labai sumažins mechanines medžiagos savybes, pvz., Sumažės stiprumas, kietumas, atsparumas dilimui ir nuovargio riba. ir tt, taip pat padidina jautrumą įtrūkimams, turinčius įtakos suvirinimo kokybei ir pan. Todėl norint pagerinti gaminio veikimą labai svarbu kontroliuoti visiškai pašalinto sluoksnio storį. 2 paveiksle parodyta visiškai dekarbonizuoto sluoksnio storio kitimo kreivė priklausomai nuo temperatūros, kuri aiškiai parodo visiškai dekarbonizuoto sluoksnio storio kitimą. Iš paveikslo matyti, kad visiškai dekarbonizuoto sluoksnio storis yra tik apie 34 μm esant 700 ℃; temperatūrai pakilus iki 725 ℃, visiškai dekarbonizuoto sluoksnio storis žymiai padidėja iki 86 μm, o tai daugiau nei du kartus viršija visiškai dekarbonizuoto sluoksnio storį esant 700 ℃; kai temperatūra pakeliama iki 750 ℃, visiškai dekarbonizuoto sluoksnio storis Kai temperatūra pakyla iki 750 ℃, visiškai dekarbonizuoto sluoksnio storis pasiekia didžiausią 120 μm vertę; temperatūrai toliau kylant, visiškai dekarbonizuoto sluoksnio storis pradeda staigiai mažėti iki 70 μm esant 800 ℃, o tada iki minimalios vertės apie 20 μm esant 850 ℃.
2 pav. Visiškai dekarbonizuoto sluoksnio storis esant skirtingoms temperatūroms
Dekarburizacijos poveikis nuovargio veikimui lenkiant
Siekiant ištirti dekarbonizacijos poveikį spyruoklinio plieno nuovargio savybėms, buvo atlikti dviejų grupių nuovargio lenkimo bandymai, pirmoji grupė buvo nuovargio bandymas tiesiogiai be dekarbonizacijos, o antroji grupė buvo nuovargio bandymas po dekarbonizacijos esant tokiam pačiam įtempimui. lygiu (810 MPa), o dekarbonizacijos procesas buvo laikomas 700-850 ℃ 1 val. Pirmoji bandinių grupė parodyta 2 lentelėje, kuri yra spyruoklinio plieno nuovargio trukmė.
Pirmosios bandinių grupės nuovargio trukmė parodyta 2 lentelėje. Kaip matyti iš 2 lentelės, be anglies pašalinimo bandomasis plienas buvo veikiamas tik 107 ciklais esant 810 MPa, ir lūžių neatsirado; kai įtempių lygis viršijo 830 MPa, kai kurie bandiniai pradėjo lūžti; kai įtempių lygis viršijo 850 MPa, visi nuovargio bandiniai buvo lūžę.
2 lentelė. Nuovargio gyvenimas esant skirtingiems streso lygiams (be dekarbonizacijos)
Norint nustatyti nuovargio ribą, bandomojo plieno nuovargio ribai nustatyti taikomas grupinis metodas, o atlikus statistinę duomenų analizę, bandomojo plieno nuovargio riba yra apie 760 MPa; siekiant apibūdinti bandomojo plieno nuovargio tarnavimo laiką esant skirtingiems įtempiams, nubraižyta SN kreivė, kaip parodyta 3 paveiksle. Kaip matyti iš 3 paveikslo, skirtingi įtempių lygiai atitinka skirtingą nuovargio tarnavimo laiką, kai nuovargio tarnavimo laikas yra 7 , atitinkantis 107 ciklų skaičių, o tai reiškia, kad tokiomis sąlygomis bandinys yra per būseną, atitinkama įtempio vertė gali būti apytikslė kaip nuovargio stiprumo vertė, tai yra, 760 MPa. Matyti, kad S-N kreivė yra svarbi nustatant medžiagos nuovargio trukmę, turi svarbią atskaitos vertę.
3 pav. Eksperimentinio plieno sukamojo lenkimo nuovargio bandymo SN kreivė
Antros bandinių grupės nuovargio trukmė parodyta 3 lentelėje. Kaip matyti iš 3 lentelės, po bandomojo plieno dekarbonizacijos skirtingose temperatūrose ciklų skaičius akivaizdžiai sumažėja, o jų yra daugiau nei 107, ir visi nuovargio bandiniai lūžta, o nuovargio tarnavimo laikas labai sumažėja. Kartu su aukščiau pateiktu dekarbonizuoto sluoksnio storiu ir temperatūros pokyčio kreivė matyti, kad 750 ℃ dekarbonizuoto sluoksnio storis yra didžiausias, atitinkantis mažiausią nuovargio tarnavimo laiką. 850 ℃ dekarbonizuoto sluoksnio storis yra mažiausias, atitinkantis nuovargio tarnavimo laiką, yra gana didelis. Galima pastebėti, kad dekarbonizacijos elgsena labai sumažina medžiagos nuovargio savybes, o kuo storesnis dekarbonizuotas sluoksnis, tuo trumpesnis nuovargio laikas.
3 lentelė Nuovargio tarnavimo laikas esant skirtingoms dekarbonizavimo temperatūroms (560 MPa)
Bandinio nuovargio lūžių morfologija buvo stebima skenuojančiu elektroniniu mikroskopu, kaip parodyta 4 pav. 4 paveiksle (a) įtrūkimo šaltinio plotas, paveikslėlyje galima matyti akivaizdų nuovargio lanką, pagal nuovargio lanką, kad būtų galima rasti šaltinį nuovargio, galima pastebėti, įtrūkimų šaltinis „žuvies akies“ nemetaliniams inkliuzams, inkliuzams esant lengvai sukeliamai įtempių koncentracijai, dėl ko susidaro nuovargio įtrūkimai; 4 pav. (b) plyšio išsiplėtimo srities morfologija, matomos akivaizdžios nuovargio juostelės, pasiskirstymas panašus į upę, priklauso kvazidisociaciniam lūžiui, įtrūkimai plečiasi ir galiausiai sukelia lūžį. 4(b) paveiksle parodyta plyšio išsiplėtimo ploto morfologija, matyti akivaizdūs nuovargio dryžiai, pasiskirstę kaip upė, kuri priklauso kvazidisociaciniam lūžiui, ir nuolat plečiantis įtrūkimams, galiausiai sukeliančius lūžį. .
Nuovargio lūžių analizė
4 pav. Eksperimentinio plieno nuovargio lūžimo paviršiaus SEM morfologija
Siekiant nustatyti inkliuzų tipą 4 pav., buvo atlikta energetinio spektro sudėties analizė, kurios rezultatai pateikti 5 pav. Matyti, kad nemetaliniai inkliuzai daugiausia yra Al2O3 intarpai, o tai rodo, kad inkliuzai yra pagrindinis įtrūkimų, atsiradusių dėl inkliuzų įtrūkimų, šaltinis.
5 pav. Nemetalinių intarpų energetinė spektroskopija
Daryti išvadą
(1) Kai šildymo temperatūra yra 850 ℃, sumažins angliavandenių pašalinto sluoksnio storį, kad sumažėtų poveikis nuovargio charakteristikoms.
(2) Bandomojo plieno besisukančio lenkimo nuovargio riba yra 760 MPa.
(3) Bandomasis plieno įtrūkimas nemetaliniuose intarpuose, daugiausia Al2O3 mišinyje.
(4) dekarbonizacija rimtai sumažina bandomojo plieno nuovargio tarnavimo laiką, kuo storesnis dekarbonizacijos sluoksnis, tuo trumpesnis nuovargio laikas.
Paskelbimo laikas: 2024-06-21