Ekorketa-mikroskopio elektronikoa erabili zen neke-haustura behatzeko eta haustura-mekanismoa aztertzeko; aldi berean, biraketa-tolesketaren neke-proba egin zen tenperatura desberdinetan deskarburatutako aleetan, proba-altzairuaren neke-bizitza deskarburizazioarekin eta deskarburizaziorik gabe alderatzeko, eta deskarburizazioak proba-altzairuaren nekearen errendimenduan duen eragina aztertzeko. Emaitzek erakusten dute, berotze-prozesuan oxidazioa eta deskarburizazioa aldi berean egotea dela eta, bien arteko elkarrekintzak, tenperaturaren hazkuntzarekin guztiz deskarburizatutako geruzaren lodiera dela eta, goranzko eta gero txikitzeko joera erakusten duela. Guztiz deskarburizatutako geruzaren lodiera 120 μm-ko gehienezko baliora iristen da 750 ℃-tan, eta guztiz deskarburizatutako geruzaren lodiera 20 μm-ko gutxieneko balioa lortzen da 850 ℃-tan, eta probako altzairuaren neke-muga 760 MPa ingurukoa da, eta Altzairu probako neke-pizaketen iturria batez ere Al2O3 inklusio ez-metalikoak dira; deskarburizazioaren portaerak proba-altzairuaren neke-bizitza asko murrizten du, proba-altzairuaren neke-errendimenduari eraginez, zenbat eta deskarburizazio geruza lodiagoa izan, orduan eta neke-bizitza txikiagoa izango da. Deskarburizazio-geruzak probako altzairuaren nekearen errendimenduan duen eragina murrizteko, probako altzairuaren tratamendu termikoko tenperatura optimoa 850 ℃-n ezarri behar da.
Engranajea automobilaren osagai garrantzitsu bat daAbiadura handiko funtzionamendua dela eta, engranajearen gainazaleko sare-zatiak indar eta urradura-erresistentzia handia izan behar du, eta hortz-erroak okertzeko neke-errendimendu ona izan behar du etengabeko kargaren ondorioz, materiala eragiten duten pitzadurak saihesteko. haustura. Ikerketek erakusten dute deskarburizazioa metalezko materialen bira-tolestearen nekearen errendimenduan eragiten duen faktore garrantzitsua dela, eta bira-tolestearen nekearen errendimendua produktuaren kalitatearen adierazle garrantzitsua dela, beraz, beharrezkoa da proba-materialaren deskarburizazioaren portaera eta bira-tolesketaren nekearen errendimendua aztertzea.
Artikulu honetan, 20CrMnTi engranaje altzairuaren gainazaleko deskarburizazio probako tratamendu termikoko labeak berokuntza-tenperatura desberdinak aztertzen ditu probako altzairuzko deskarburizazio-geruzako lege aldakorren sakoneran; QBWP-6000J habe soilaren nekea probatzeko makina erabiliz probako altzairu birakari tolesturako nekearen proban, probako altzairuaren nekearen errendimendua zehaztea eta, aldi berean, deskarburizazioak probako altzairuaren nekearen errendimenduan duen eragina aztertzea benetako ekoizpena hobetzeko. ekoizpen prozesua, produktuen kalitatea hobetu eta zentzuzko erreferentzia bat eskaintzea. Proba altzairuaren nekearen errendimendua spin tolesturako nekearen proba-makinak zehazten du.
1. Proba materialak eta metodoak
Proba materiala 20CrMnTi engranaje altzairua emateko unitate baterako, 1. Taulan erakusten den konposizio kimiko nagusia. Deskarburizazio proba: probako materiala Ф8 mm × 12 mm-ko ale zilindrikoan prozesatzen da, gainazala distiratsua izan behar da orbanik gabe. Tratamendu termikoko labea 675 ℃, 700 ℃, 725 ℃, 750 ℃, 800 ℃, 850 ℃, 900 ℃, 950 ℃, 1.000 ℃, 725 ℃, 750 ℃, 800 ℃, 850 ℃, 900 ℃, 950 ℃, 1.000 ℃, gela batean berotu eta airea berotu zen, eta gero airea berotu zen. Laginaren tratamendu termikoa ezarriz, arteztuz eta leuntuz, azido nitrikoaren alkohol-soluzioaren % 4ko higadurarekin, mikroskopia metalurgikoa erabiltzea probako altzairuzko deskarburizazio-geruza behatzeko, tenperatura desberdinetan deskarburizazio-geruzaren sakonera neurtuz. Spin tolesturako nekearen proba: probako materiala bira okertzeko neke-prozesatzeko bi taldeen eskakizunen arabera, lehenengo taldeak ez du deskarburizazio proba egiten, bigarren taldeak tenperatura desberdinetan deskarburizazio probak egiten ditu. Bira-tolesturako nekea probatzeko makina erabiliz, bi proba-altzairu-taldeak bira-tolestearen neke-probak egiteko, proba-altzairuaren bi taldeen neke-muga zehaztea, proba-altzairuen bi taldeen neke-bizitzaren konparazioa, eskaneatzea erabiltzea. mikroskopio elektronikoaren nekearen hausturaren behaketa, laginaren hausturaren arrazoiak aztertu, proba altzairuaren nekearen propietateen deskarburizazioaren eragina aztertzeko.
1. taula Saiakuntzako altzairuaren % pisuaren konposizio kimikoa (masa-frakzioa)
Berotze-tenperaturaren eragina deskarburizazioan
Deskarburizazioaren antolamenduaren morfologia berokuntza-tenperatura desberdinetan 1. irudian ageri da. Irudian ikus daitekeenez, tenperatura 675 ℃ denean, laginaren gainazala ez da deskarburizazio geruza agertzen; tenperatura 700 ℃-ra igotzen denean, laginaren gainazaleko deskarburizazio geruza agertzen hasi zen, ferrita deskarburizazio geruza mehearentzat; tenperatura 725 ℃-ra igotzean, laginaren gainazaleko deskarburizazio geruzaren lodiera nabarmen handitu da; 750 ℃ deskarburizazio geruzaren lodiera bere balio maximoa iristen da, une honetan, ferrita alea argiagoa da, lodiagoa; tenperatura 800 ℃-ra igotzen denean, deskarburizazio-geruzaren lodiera nabarmen murrizten hasi zen, bere lodiera 750 ℃-ren erdira jaitsi zen; tenperatura 850 ℃-ra igotzen jarraitzen duenean eta deskarburizazioaren lodiera 1. irudian erakusten denean. 800 ℃, deskarburizazio-geruzaren lodiera nabarmen murrizten hasi zen, bere lodiera 750 ℃ra jaitsi zen erdia denean; Tenperaturak 850 ℃-ra edo gehiago igotzen jarraitzen duenean, probako altzairuaren deskarburizazio-geruzaren lodiera murrizten jarraitzen du, deskarburizazio-geruzaren lodiera erdia pixkanaka handitzen hasi zen, deskarburizazio-geruzaren morfologia osoa desagertu arte, deskarburizazio-geruzaren morfologia pixkanaka garbitu arte. Tenperatura igotzean guztiz deskarburizatutako geruzaren lodiera lehenik handitu eta gero murriztu zela ikus daiteke, fenomeno honen arrazoia laginaren berokuntza prozesuan aldi berean oxidazio eta deskarburizazio portaeraren ondoriozkoa da, soilik. decarburization-tasa oxidazio-abiadura baino azkarragoa da decarburization fenomenoa agertuko da. Berokuntzaren hasieran, guztiz deskarburizatutako geruzaren lodiera pixkanaka handitzen da tenperatura igotzen den heinean, guztiz deskarburizatutako geruzaren lodiera gehienezko baliora iritsi arte, une honetan tenperatura igotzen jarraitzeko, laginaren oxidazio-tasa baino azkarragoa da. deskarburizazio-tasa, guztiz deskarburizatutako geruzaren hazkundea galarazten duena, beheranzko joera eraginez. Ikusten denez, 675 ～950 ℃ arteko tartean, guztiz deskarburizatutako geruzaren lodieraren balioa 750 ℃-an handiena dela eta guztiz deskarburizatutako geruzaren lodieraren balioa 850 ℃-an txikiena da, beraz, probako altzairuaren berotze-tenperatura 850 ℃ izatea gomendatzen da.
1. irudia. Berotze-tenperatura desberdinetan mantendutako proba-altzairuaren geruza deskarburizatuaren histomorfologia ordu 1
Erdi-deskarburizatutako geruzarekin alderatuta, guztiz deskarburizatutako geruzaren lodierak eragin negatibo larriagoa du materialaren propietateetan, materialaren propietate mekanikoak asko murriztuko ditu, hala nola, indarra, gogortasuna, higadura erresistentzia eta nekearen muga murriztea. , etab., eta, gainera, pitzaduraren sentikortasuna areagotzen du, soldadura kalitatean eta abar eraginez. Hori dela eta, guztiz deskarburatutako geruzaren lodiera kontrolatzeak garrantzi handia du produktuaren errendimendua hobetzeko. 2. irudiak guztiz deskarburizatutako geruzaren lodieraren aldakuntza-kurba erakusten du tenperaturarekin, eta horrek argiago erakusten du guztiz deskarburizatutako geruzaren lodieraren aldakuntza. Irudian ikus daiteke guztiz deskarburatutako geruzaren lodiera 34μm ingurukoa dela 700 ℃-tan; tenperatura 725 ℃-ra igotzen denean, guztiz deskarburizatutako geruzaren lodiera nabarmen handitzen da 86 μm-ra, hau da, 700 ℃-tan guztiz deskarburizatutako geruzaren lodieraren bi aldiz baino gehiago; tenperatura 750 ℃-ra igotzen denean, guztiz deskarburizatutako geruzaren lodiera Tenperatura 750 ℃-ra igotzen denean, guztiz deskarburizatutako geruzaren lodiera 120 μm-ko gehienezko baliora iristen da; Tenperaturak gora egiten jarraitzen duen heinean, guztiz deskarburatutako geruzaren lodiera nabarmen murrizten hasten da, 70 μm-ra 800 ℃-tan, eta gero 20 μm inguruko gutxieneko baliora 850 ℃-tan.
2. irudia Erabat deskarburatutako geruzaren lodiera tenperatura desberdinetan
Deskarburizazioaren eragina nekearen errendimenduan spin-tolestean
Deskarburizazioak malguki-altzairuaren neke-propietateetan duen eragina aztertzeko, bira-tolestearen neke-probak bi talde egin ziren, lehenengo taldea zuzenean deskarburizaziorik gabe neke-probak egin ziren, eta bigarren taldea tentsio berean deskarburizazioaren ondoren neke-probak egin ziren. maila (810 MPa), eta deskarburizazio prozesua 700-850 ℃-tan egin zen ordubetez. Lehenengo aleen taldea 2. taulan ageri da, hau da, malgukien altzairuaren neke-bizitza.
Lehenengo lagin-taldearen neke-bizitza 2. taulan ageri da. 2. taulan ikus daitekeenez, deskarburaziorik gabe, probako altzairuari 107 ziklo baino ez zaizkio jasan 810 MPa-tan, eta ez zen hausturarik gertatu; tentsio maila 830 MPa gainditzen zuenean, ale batzuk hausten hasi ziren; tentsio maila 850 MPa gainditzen zuenean, neke-laginak denak apurtu ziren.
2. taula Neke-bizitza tentsio-maila desberdinetan (deskarburaziorik gabe)
Neke-muga zehazteko, talde-metodoa erabiltzen da proba-altzairuaren neke-muga zehazteko, eta datuen azterketa estatistikoaren ondoren, proba-altzairuaren neke-muga 760 MPa ingurukoa da; tentsio desberdinetan probako altzairuaren neke-bizitza karakterizatzeko, SN kurba marraztu da, 3. Irudian ikusten den moduan. 3. Irudian ikus daitekeenez, tentsio-maila desberdinak neke-bizitza desberdinei dagozkie, 7-ko neke-bizitza denean. , 107rako ziklo kopuruari dagokiona, eta horrek esan nahi du baldintza hauetan alea egoera bidezkoa dela, dagokion tentsio-balioa neke-erresistentzia-balio gisa hurbil daiteke, hau da, 760 MPa. Ikusten da S - N kurba garrantzitsua dela materialaren neke-bizitza zehazteko erreferentzia-balio garrantzitsua duela.
3. irudia altzairu birakarien tolesturako neke-proba esperimentalaren SN kurba
Bigarren lagin-taldearen neke-bizitza 3. taulan ageri da. 3. taulan ikus daitekeenez, probako altzairua tenperatura desberdinetan deskarburizatu ondoren, ziklo kopurua murrizten da, eta 107 baino gehiago dira, eta guztiak. neke-aleak hausten dira, eta neke-bizitza asko murrizten da. Goiko geruza deskarburizatuaren lodiera tenperatura aldaketaren kurbarekin konbinatuta, 750 ℃ decarburizatutako geruza lodiera handiena da, nekearen bizitzaren balio baxuenari dagokiona. 850 ℃ decarburized geruza lodiera txikiena da, nekearen bizitzaren balioa nahiko altua da. Ikus daiteke deskarburizazioaren jokaerak materialaren nekearen errendimendua asko murrizten duela, eta zenbat eta deskarburizatutako geruza lodiagoa izan, orduan eta neke-bizitza txikiagoa izango da.
3. taula Neke-bizitza deskarburazio-tenperatura desberdinetan (560 MPa)
Laginaren neke-hausturaren morfologia ekorketa-mikroskopio elektronikoaren bidez ikusi zen, 4. irudian erakusten den moduan. 4. irudia (a) pitzadura-iturburuaren eremurako, irudia neke-arku bistakoa ikus daiteke, iturria aurkitzeko neke-arkuaren arabera. nekearen, ikus daiteke, "arrain-begia" ez-metalezko inklusioen pitzadura iturria, tentsioaren kontzentrazioa erraz eragiteko inklusioak, nekearen pitzadurak eraginez; 4. irudia (b) pitzadura-eremuaren morfologiarako, neke-marra nabariak ikus daitezke, ibaiaren antzeko banaketa zen, haustura ia disoziatiboari dagokio, pitzadurak zabalduz, azkenean haustura ekarriz. 4(b) irudiak pitzadura-hedapen-eremuaren morfologia erakusten du, neke-marra nabariak ikus daitezke, ibaiaren antzeko banaketa moduan, haustura ia disoziatiboari dagokiona, eta pitzaduren etengabeko hedapenarekin, azkenean haustura ekarriz. .
Neke-hausturaren azterketa
4. Irudia Altzairu esperimentalaren neke-haustura-azaleren SEM morfologia
4. irudiko inklusio motak zehazteko, energia-espektroaren konposizioaren analisia egin da, eta emaitzak 5. irudian ageri dira. Ikusten da inklusio ez-metalikoak batez ere Al2O3 inklusioak direla, inklusioak direla adieraziz. inklusioen pitzadurak eragindako pitzadura-iturri nagusia dira.
5. irudia Inklusio ez-metalikoen energia-espektroskopia
Bukatu
(1) Berokuntza-tenperatura 850 ℃-n kokatzeak deskarburatutako geruzaren lodiera gutxituko du nekearen errendimenduan eragina murrizteko.
(2) Probako altzairuaren biraketa-tolesketaren neke-muga 760 MPa da.
(3) Proba altzairuzko pitzadura barne metalikoetan, batez ere Al2O3 nahasketa.
(4) deskarburizazioak proba altzairuaren neke-bizitza murrizten du, zenbat eta deskarburizazio geruza lodiagoa izan, orduan eta neke-bizitza txikiagoa izango da.
Argitalpenaren ordua: 2024-06-21