Микроскопи электронии сканкунӣ барои мушоҳидаи шикастани хастагӣ ва таҳлили механизми шикастан истифода шуд; дар айни замон, озмоиши хастагии хамшавии чархзананда дар намунаҳои декарбуризатсияшуда дар ҳарорати гуногун гузаронида шуд, то мӯҳлати хастагии пӯлоди озмоишӣ бо ва бе декарбуризатсия муқоиса карда шавад ва таъсири декарбуризатсия ба кори хастагии пӯлоди озмоишӣ таҳлил карда шавад. Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки аз сабаби мавҷудияти ҳамзамони оксидшавӣ ва декарбуризатсия дар раванди гармкунӣ, таъсири мутақобилаи байни ин ду, ки боиси ғафсии қабати пурра декарбуризатсияшуда бо афзоиши ҳарорат мегардад, тамоюли афзоиш ва сипас коҳишро нишон медиҳад, ғафсии қабати пурра декарбуризатсияшуда дар ҳарорати 750 ℃ ба ҳадди аксар 120 мкм мерасад ва ғафсии қабати пурра декарбуризатсияшуда дар ҳарорати 850 ℃ ба ҳадди ақали 20 мкм мерасад ва ҳадди хастагии пӯлоди озмоишӣ тақрибан 760 МПа аст ва манбаи тарқишҳои хастагӣ дар пӯлоди озмоишӣ асосан дохилкуниҳои ғайриметаллии Al2O3 мебошанд; Рафтори декарбуризатсия мӯҳлати хастагии пӯлоди озмоиширо ба таври назаррас коҳиш медиҳад ва ба кори хастагии пӯлоди озмоишӣ таъсир мерасонад, ҳар қадар қабати декарбуризатсия ғафстар бошад, мӯҳлати хастагӣ ҳамон қадар пасттар мешавад. Барои кам кардани таъсири қабати декарбуризатсия ба кори хастагии пӯлоди озмоишӣ, ҳарорати оптималии коркарди гармии пӯлоди озмоишӣ бояд дар 850℃ муқаррар карда шавад.
Таҷҳизот ҷузъи муҳими мошин аст,аз сабаби кор бо суръати баланд, қисми шабакавии сатҳи фишанг бояд мустаҳкамии баланд ва муқовимати фарсудашавӣ дошта бошад ва решаи дандон бояд аз сабаби бори такрории доимӣ самаранокии хуби хастагии хамшавӣ дошта бошад, то аз тарқишҳое, ки боиси шикастани мавод мешаванд, пешгирӣ карда шавад. Тадқиқотҳо нишон медиҳанд, ки декарбуризатсия омили муҳимест, ки ба самаранокии хастагии хамшавии чархзанандаи маводҳои металлӣ таъсир мерасонад ва самаранокии хастагии хамшавии чархзананда нишондиҳандаи муҳими сифати маҳсулот аст, аз ин рӯ омӯзиши рафтори декарбуризатсия ва самаранокии хастагии хамшавии чархзанандаи маводи озмоишӣ зарур аст.
Дар ин мақола, санҷиши декарбуризатсияи сатҳи пӯлоди фишанги 20CrMnTi, таҳлили ҳарорати гуногуни гармкунӣ дар умқи қабати декарбуризатсияи пӯлоди озмоишӣ; бо истифода аз мошини оддии санҷиши хастагии чӯби QBWP-6000J дар санҷиши хастагии хамшавии гардиши пӯлоди озмоишӣ, муайян кардани самаранокии хастагии пӯлоди озмоишӣ ва ҳамзамон таҳлили таъсири декарбуризатсия ба самаранокии хастагии пӯлоди озмоишӣ барои истеҳсоли воқеӣ барои беҳтар кардани раванди истеҳсолӣ, беҳтар кардани сифати маҳсулот ва пешниҳоди истиноди оқилона. Самаранокии хастагии пӯлоди озмоишӣ аз ҷониби мошини санҷиши хастагии хамшавии чархзананда муайян карда мешавад.
1. Маводҳо ва усулҳои санҷиш
Маводи озмоишӣ барои дастгоҳе, ки пӯлоди фишанги 20CrMnTi-ро таъмин мекунад, таркиби асосии кимиёвӣ, тавре ки дар Ҷадвали 1 нишон дода шудааст. Санҷиши декарбуризатсия: маводи озмоишӣ ба намунаи силиндрии Ф8 мм × 12 мм коркард мешавад, сатҳ бояд дурахшон ва бе доғ бошад. Кӯраи коркарди гармӣ то 675 ℃, 700 ℃, 725 ℃, 750 ℃, 800 ℃, 850 ℃, 900 ℃, 950 ℃, 1000 ℃ гарм карда шуда, ба намуна андохта, 1 соат нигоҳ дошта мешавад ва сипас то ҳарорати хонагӣ дар ҳаво хунук карда мешавад. Пас аз коркарди гармии намуна бо роҳи танзим, сайқал додан ва сайқал додан, бо 4% эрозияи маҳлули спирти кислотаи нитрат, бо истифода аз микроскопияи металлургӣ қабати декарбуризатсияи пӯлоди озмоиширо мушоҳида карда, чуқурии қабати декарбуризатсияро дар ҳароратҳои гуногун чен мекунанд. Санҷиши хастагии хамшавии чархзананда: маводи санҷишӣ мувофиқи талаботи коркарди ду гурӯҳи намунаҳои хастагии хамшавии чархзананда, гурӯҳи аввал озмоиши декарбуризатсияро анҷом намедиҳад, гурӯҳи дуюм озмоиши декарбуризатсияро дар ҳарорати гуногун анҷом медиҳад. Бо истифода аз мошини санҷиши хастагии хамшавии чархзананда, ду гурӯҳи пӯлоди санҷишӣ барои санҷиши хастагии хамшавии чархзананда, муайян кардани ҳадди хастагии ду гурӯҳи пӯлоди санҷишӣ, муқоисаи мӯҳлати хастагии ду гурӯҳи пӯлоди санҷишӣ, истифодаи мушоҳидаи шикастани хастагии микроскопи электронии сканкунӣ, таҳлили сабабҳои шикастани намуна, омӯхтани таъсири декарбуризатсия ба хосиятҳои хастагии пӯлоди санҷишӣ.
Ҷадвали 1 Таркиби кимиёвӣ (ҳиссаи масса)-и пӯлоди озмоишӣ вазн%
Таъсири ҳарорати гармкунӣ ба декарбуризатсия
Морфологияи ташкили декарбуризатсия дар ҳарорати гуногуни гармидиҳӣ дар расми 1 нишон дода шудааст. Тавре ки аз расм дида мешавад, вақте ки ҳарорат 675 ℃ аст, дар сатҳи намуна қабати декарбуризатсия пайдо намешавад; вақте ки ҳарорат то 700 ℃ баланд мешавад, қабати декарбуризатсия дар сатҳи намуна пайдо шудан гирифт, ки қабати тунуки декарбуризатсияи ферритӣ буд; бо баланд шудани ҳарорат то 725 ℃, ғафсии қабати декарбуризатсия дар сатҳи намуна ба таври назаррас афзоиш ёфт; ғафсии қабати декарбуризатсия дар 750 ℃ ба ҳадди аксар мерасад, дар ин вақт, донаҳои феррит шаффофтар ва дағалтар мешаванд; вақте ки ҳарорат то 800 ℃ баланд мешавад, ғафсии қабати декарбуризатсия ба таври назаррас коҳиш ёфтан гирифт, ғафсии он ба нисфи 750 ℃ коҳиш ёфт; вақте ки ҳарорат то 850 ℃ боло меравад ва ғафсии декарбуризатсия дар расми 1 нишон дода шудааст. 800 ℃, ғафсии пурраи қабати декарбуризатсия ба таври назаррас коҳиш ёфтан гирифт, ғафсии он ба нисфи 750 ℃ коҳиш ёфт; Вақте ки ҳарорат то 850 ℃ ва болотар идома меёбад, ғафсии қабати пурраи декарбуризатсияи пӯлоди озмоишӣ коҳиш меёбад, ғафсии нисфи қабати декарбуризатсия тадриҷан афзоиш меёбад, то он даме ки морфологияи қабати пурраи декарбуризатсия нопадид шавад, морфологияи нисфи қабати декарбуризатсия тадриҷан тоза мешавад. Дидан мумкин аст, ки ғафсии қабати пурра декарбуризатсияшуда бо афзоиши ҳарорат аввал зиёд ва сипас кам карда мешавад, сабаби ин падида аз он вобаста аст, ки намуна дар раванди гармкунӣ ҳамзамон оксидшавӣ ва рафтори декарбуризатсияро нишон медиҳад, танҳо вақте ки суръати декарбуризатсия аз суръати оксидшавӣ тезтар аст, падидаи декарбуризатсия пайдо мешавад. Дар аввали гармкунӣ, ғафсии қабати пурра декарбуризатсияшуда бо афзоиши ҳарорат тадриҷан меафзояд, то он даме ки ғафсии қабати пурра декарбуризатсияшуда ба ҳадди аксар расад, дар ин вақт барои идома додани баланд бардоштани ҳарорат, суръати оксидшавии намуна нисбат ба суръати декарбуризатсия тезтар аст, ки афзоиши қабати пурра декарбуризатсияро бозмедорад ва боиси тамоюли пастравӣ мегардад. Дидан мумкин аст, ки дар диапазони 675 ~ 950 ℃, арзиши ғафсии қабати пурра декарбуризатсияшуда дар 750 ℃ бузургтарин аст ва арзиши ғафсии қабати пурра декарбуризатсияшуда дар 850 ℃ хурдтарин аст, аз ин рӯ, ҳарорати гармкунии пӯлоди озмоишӣ 850 ℃ тавсия дода мешавад.
Расми 1. Гистоморфологияи қабати декарбуризатсияшудаи пӯлоди озмоишӣ, ки дар ҳарорати гуногуни гармкунӣ ба муддати 1 соат нигоҳ дошта мешавад.
Дар муқоиса бо қабати нимкарбокарбонӣ, ғафсии қабати пурра декарбокарбонӣ ба хосиятҳои мавод таъсири манфии ҷиддитар дорад, он хосиятҳои механикии маводро, аз қабили коҳиш додани қувват, сахтӣ, муқовимати фарсудашавӣ ва маҳдудияти хастагӣ ва ғайра, ба таври назаррас коҳиш медиҳад ва инчунин ҳассосиятро ба тарқишҳо зиёд мекунад, ки ба сифати кафшер ва ғайра таъсир мерасонад. Аз ин рӯ, назорат кардани ғафсии қабати пурра декарбокарбонӣ барои беҳтар кардани кори маҳсулот аҳамияти калон дорад. Расми 2 каҷи тағирёбии ғафсии қабати пурра декарбокарбонӣ бо ҳароратро нишон медиҳад, ки тағирёбии ғафсии қабати пурра декарбокарбонӣро равшантар нишон медиҳад. Аз расм дида мешавад, ки ғафсии қабати пурра декарбокарбонӣ дар ҳарорати 700℃ танҳо тақрибан 34μm аст; бо баланд шудани ҳарорат то 725℃, ғафсии қабати пурра декарбокарбонӣ ба таври назаррас то 86 μm меафзояд, ки ин беш аз ду маротиба аз ғафсии қабати пурра декарбокарбонӣ дар ҳарорати 700℃ зиёдтар аст; Вақте ки ҳарорат то 750 ℃ баланд мешавад, ғафсии қабати пурра декарбуризатсияшуда Вақте ки ҳарорат то 750 ℃ баланд мешавад, ғафсии қабати пурра декарбуризатсияшуда ба арзиши максималии 120 мкм мерасад; бо афзоиши ҳарорат, ғафсии қабати пурра декарбуризатсияшуда ба таври назаррас коҳиш ёфта, дар 800 ℃ то 70 мкм ва сипас дар 850 ℃ то арзиши ҳадди ақали тақрибан 20 мкм мерасад.
Расми 2. Ғафсии қабати пурра декарбуризатсияшуда дар ҳароратҳои гуногун
Таъсири декарбуризатсия ба самаранокии хастагӣ ҳангоми хам кардани чархзанӣ
Барои омӯзиши таъсири декарбуризатсия ба хосиятҳои хастагии пружинӣ, ду гурӯҳи озмоишҳои хастагии хамшавии чархзананда гузаронида шуданд, гурӯҳи аввал озмоиши хастагиро мустақиман бидуни декарбуризатсия анҷом доданд ва гурӯҳи дуюм озмоиши хастагиро пас аз декарбуризатсия дар ҳамон сатҳи фишор (810 МПа) анҷом доданд ва раванди декарбуризатсия дар ҳарорати 700-850 ℃ барои 1 соат нигоҳ дошта шуд. Гурӯҳи аввали намунаҳо дар Ҷадвали 2 нишон дода шудааст, ки мӯҳлати хастагии пружиниро нишон медиҳад.
Мӯҳлати хастагии гурӯҳи аввали намунаҳо дар Ҷадвали 2 нишон дода шудааст. Тавре ки аз Ҷадвали 2 дида мешавад, бе декарбуризатсия, пӯлоди озмоишӣ танҳо дар 810 МПа ба 107 давра дучор шуд ва шикастагӣ ба амал наомад; вақте ки сатҳи шиддат аз 830 МПа зиёд шуд, баъзе намунаҳо шикастанро сар карданд; вақте ки сатҳи шиддат аз 850 МПа зиёд шуд, ҳамаи намунаҳои хастагӣ шикаста шуданд.
Ҷадвали 2. Ҳаёти хастагӣ дар сатҳҳои гуногуни стресс (бе декарбуризатсия)
Барои муайян кардани ҳадди хастагӣ, усули гурӯҳӣ барои муайян кардани ҳадди хастагии пӯлоди озмоишӣ истифода мешавад ва пас аз таҳлили омории маълумот, ҳадди хастагии пӯлоди озмоишӣ тақрибан 760 МПа аст; барои тавсифи мӯҳлати хастагии пӯлоди озмоишӣ дар зери фишорҳои гуногун, каҷи SN кашида шудааст, чунон ки дар расми 3 нишон дода шудааст. Тавре ки аз расми 3 дида мешавад, сатҳҳои гуногуни шиддат ба мӯҳлати хастагии гуногун мувофиқат мекунанд, вақте ки мӯҳлати хастагии 7, ки ба шумораи давраҳо барои 107 мувофиқат мекунад, яъне намуна дар ин шароит аз ҳолати худ мегузарад, арзиши мувофиқи шиддатро метавон ҳамчун арзиши қувваи хастагӣ, яъне 760 МПа, тақриб кард. Дидан мумкин аст, ки каҷи S - N барои муайян кардани мӯҳлати хастагии мавод муҳим аст ва арзиши муҳими истинодӣ дорад.
Расми 3. Каҷхати SN-и озмоиши хастагии хамшавии гардиши пӯлод дар таҷрибавӣ
Мӯҳлати хастагии гурӯҳи дуюми намунаҳо дар Ҷадвали 3 нишон дода шудааст. Тавре ки аз Ҷадвали 3 дида мешавад, пас аз он ки пӯлоди озмоишӣ дар ҳарорати гуногун декарбуризатсия мешавад, шумораи давраҳо ба таври возеҳ кам мешавад ва онҳо аз 107 зиёданд ва ҳамаи намунаҳои хастагӣ шикаста мешаванд ва мӯҳлати хастагӣ хеле кам мешавад. Дар якҷоягӣ бо ғафсии қабати декарбуризатсияшудаи дар боло зикршуда бо каҷи тағйирёбии ҳарорат дида мешавад, ғафсии қабати декарбуризатсияшудаи 750 ℃ бузургтарин аст, ки ба пасттарин арзиши умри хастагӣ мувофиқат мекунад. Ғафсии қабати декарбуризатсияшудаи 850 ℃ хурдтарин аст, ки ба арзиши умри хастагӣ мувофиқат мекунад. Дидан мумкин аст, ки рафтори декарбуризатсия самаранокии хастагии маводро ба таври назаррас коҳиш медиҳад ва ҳар қадар қабати декарбуризатсияшуда ғафстар бошад, мӯҳлати хастагӣ ҳамон қадар камтар аст.
Ҷадвали 3. Мӯҳлати хастагӣ дар ҳароратҳои гуногуни декарбуризатсия (560 МПа)
Морфологияи шикастани хастагии намуна бо истифода аз микроскопи электронии сканкунӣ мушоҳида карда шуд, ки дар расми 4 нишон дода шудааст. Дар расми 4(a) барои минтақаи манбаи тарқишҳо, дар расм камони хастагии намоён дида мешавад, мувофиқи камони хастагӣ манбаи хастагиро ёфтан мумкин аст, дар расм манбаи тарқишҳо барои дохилшавии ғайриметаллии "чашми моҳӣ" дида мешавад, дохилшавӣ дар консентратсияи стресс ба осонӣ ба вуҷуд меояд, ки боиси тарқишҳои хастагӣ мегардад; дар расми 4(b) барои морфологияи минтақаи васеъшавии тарқишҳо, дар расми 4(b) рахҳои хастагии намоён дида мешаванд, ки тақсимоти дарёмонанд буда, ба шикастани квазидиссотсиативӣ тааллуқ доранд, ки дар натиҷа тарқишҳо васеъ мешаванд ва дар ниҳоят ба шикастагӣ оварда мерасонанд. Дар расми 4(b) морфологияи минтақаи васеъшавии тарқишҳо нишон дода шудааст, ки дар шакли тақсимоти дарёмонанд, ки ба шикастани квазидиссотсиативӣ тааллуқ дорад ва бо васеъшавии пайвастаи тарқишҳо, ки дар ниҳоят ба шикастагӣ оварда мерасонад, дида мешавад.
Таҳлили шикастагии хастагӣ
Расми 4 Морфологияи SEM-и сатҳи шикастани хастагии пӯлоди таҷрибавӣ
Барои муайян кардани намуди дохилшавӣ дар расми 4, таҳлили таркиби спектри энергетикӣ гузаронида шуд ва натиҷаҳо дар расми 5 нишон дода шудаанд. Дидан мумкин аст, ки дохилшавӣҳои ғайриметаллӣ асосан дохилшавӣҳои Al2O3 мебошанд, ки нишон медиҳад, ки дохилшавӣ манбаи асосии тарқишҳоест, ки дар натиҷаи тарқишҳои дохилшавӣ ба вуҷуд меоянд.
Расми 5 Спектроскопияи энергетикии дохилшавии ғайриметаллӣ
Хулоса
(1) Ҷойгир кардани ҳарорати гармкунӣ дар 850 ℃ ғафсии қабати декарбуризатсияшударо ба ҳадди ақалл кам мекунад ва таъсирро ба кори хастагӣ кам мекунад.
(2) Ҳадди хастагии хамшавии чархзанандаи пӯлоди озмоишӣ 760 МПа аст.
(3) Санҷиши шикастани пӯлод дар дохилҳои ғайриметаллӣ, асосан омехтаи Al2O3.
(4) Декарбуризатсия мӯҳлати хастагии пӯлоди озмоиширо ба таври назаррас коҳиш медиҳад, ҳар қадар қабати декарбуризатсия ғафстар бошад, мӯҳлати хастагӣ камтар мешавад.
Вақти нашр: 21 июни соли 2024
