Сканерлаучы электрон микроскоп ярдәмендә арыганлык сынуын күзәтү һәм сыну механизмын анализлау үткәрелде; шул ук вакытта, декарбуризацияләнгән үрнәкләрдә төрле температураларда спин бөкләү арыганлык сынавы үткәрелде, бу декарбуризацияләнгән һәм декарбуризацияләнмәгән сынау корычының арыганлык гомерен чагыштыру, һәм декарбуризациянең сынау корычының арыганлык күрсәткечләренә йогынтысын анализлау өчен эшләнде. Нәтиҗәләр күрсәткәнчә, җылыту процессында оксидлашу һәм декарбуризация бер үк вакытта булу сәбәпле, икесе арасындагы үзара бәйләнеш, нәтиҗәдә, температура үсү белән тулысынча декарбуризацияләнгән катлам калынлыгы арта һәм аннары кими бара, тулысынча декарбуризацияләнгән катлам калынлыгы 750 ℃ температурада 120 мкм максималь кыйммәткә җитә, ә тулысынча декарбуризацияләнгән катлам калынлыгы 850 ℃ температурада 20 мкм минималь кыйммәткә җитә, һәм сынау корычының арыганлык чиге якынча 760 МПа тәшкил итә, һәм сынау корычындагы арыганлык ярыклары чыганагы, нигездә, Al2O3 металл булмаган кушылмалар; Декарбуризация процессы сынау корычының арыганлык вакытын шактый киметә, сынау корычының арыганлык эшчәнлегенә тәэсир итә, декарбуризация катламы калынрак булган саен, арыганлык вакыты да түбәнрәк була. Декарбуризация катламының сынау корычының арыганлык эшчәнлегенә йогынтысын киметү өчен, сынау корычының оптималь җылылык эшкәртү температурасын 850℃ итеп куярга кирәк.
Җиһазлар - автомобильнең мөһим компоненты,югары тизлектә эшләү сәбәпле, тешле тәгәрмәч өслегенең челтәр өлеше югары ныклыкка һәм ышкылуга чыдамлылыкка ия булырга тиеш, ә теш тамыры даими кабатланган йөкләнеш аркасында яхшы бөкләнү арыганлыгына ия булырга тиеш, бу материалның ватылуына китерә торган ярыклардан саклану өчен кирәк. Тикшеренүләр күрсәткәнчә, декарбуризация металл материалларның спиннинг-бөкләнү арыганлыгына тәэсир итүче мөһим фактор булып тора, ә спиннинг-бөкләнү арыганлыгы продукт сыйфатының мөһим күрсәткече булып тора, шуңа күрә сынау материалының декарбуризация үзенчәлеген һәм спиннинг-бөкләнү арыганлыгы күрсәткечләрен өйрәнү кирәк.
Бу мәкаләдә, 20CrMnTi тешле корыч өслеген декарбуризацияләү сынауында җылылык эшкәртү миче, төрле җылыту температураларын анализлау, сынау корычын декарбуризацияләү катламы тирәнлегенең үзгәрү законы; QBWP-6000J гади нурлы ару сынау машинасын кулланып, сынау корычының әйләнмәле бөкләү ару сынауында сынау корычының ару эшчәнлеген билгеләү, һәм шул ук вакытта декарбуризациянең сынау корычының ару эшчәнлегенә йогынтысын анализлау, җитештерү процессын яхшырту, продукт сыйфатын арттыру һәм акылга сыярлык белешмә бирү. Сынау корычының ару эшчәнлеген әйләнмәле бөкләү ару сынау машинасы белән билгели.
1. Сынау материаллары һәм ысуллары
20CrMnTi тешле корычны тәэмин итү өчен җайланма өчен сынау материалы, төп химик состав 1 нче таблицада күрсәтелгәнчә. Көмүртексезләндерү сынауы: сынау материалы Φ8 мм × 12 мм цилиндрик үрнәккә эшкәртелә, өслеге тапларсыз якты булырга тиеш. Җылылык эшкәртү миче 675 ℃, 700 ℃, 725 ℃, 750 ℃, 800 ℃, 850 ℃, 900 ℃, 950 ℃, 1000 ℃ кадәр җылытыла, үрнәккә салына һәм 1 сәгать тотыла, аннары бүлмә температурасына кадәр һавада суытыла. Җылылык эшкәртүдән соң үрнәкне урнаштыру, тарту һәм ялтырату юлы белән җылылык белән эшкәртәләр, 4% азот кислотасы спирты эремәсе эрозиясе белән, металлургик микроскопия ярдәмендә сынау корычының декарбуризация катламын күзәтәләр, төрле температураларда декарбуризация катламының тирәнлеген үлчиләр. Спин бөкләү арыганлык сынауы: ике төркем спин бөкләү арыганлык үрнәкләрен эшкәртү таләпләренә туры китереп сынау материалы, беренче төркем декарбуризация сынауын үткәрми, икенче төркем төрле температурада декарбуризация сынауын үткәрә. Спин бөкләү арыганлык сынау машинасын кулланып, ике төркем сынау корычын спин бөкләү арыганлык сынауы өчен куллана, ике төркем сынау корычының арыганлык чиген билгели, ике төркем сынау корычының арыганлык гомерен чагыштыра, сканерлау электрон микроскопын кулланып арыганлык сынуын күзәтә, үрнәкнең сыну сәбәпләрен анализлый, декарбуризация сынау корычының арыганлык үзлекләренә йогынтысын өйрәнә.
1 нче таблица Сыналган корычның химик составы (масса өлеше) авырлык %
Җылыту температурасының декарбуризациягә йогынтысы
Төрле җылыту температураларында декарбуризация оештыру морфологиясе 1 нче рәсемдә күрсәтелгән. Рәсемнән күренгәнчә, температура 675 ℃ булганда, үрнәк өслегендә декарбуризация катламы күренми; температура 700 ℃ ка кадәр күтәрелгәндә, үрнәк өслегендә декарбуризация катламы барлыкка килә башлый, нечкә феррит декарбуризация катламы барлыкка килә; температура 725 ℃ ка кадәр күтәрелгәндә, үрнәк өслегендә декарбуризация катламы калынлыгы сизелерлек арта; 750 ℃ декарбуризация катламы калынлыгы максималь кыйммәтенә җитә, бу вакытта феррит бөртекләре ачыграк, эрерәк була; температура 800 ℃ ка кадәр күтәрелгәндә, декарбуризация катламы калынлыгы сизелерлек кими башлый, аның калынлыгы 750 ℃ ның яртысына кадәр төшә; температура 850 ℃ ка кадәр күтәрелгәндә һәм декарбуризация калынлыгы 1 нче рәсемдә күрсәтелгән. 800 ℃, тулы декарбуризация катламы калынлыгы сизелерлек кими башлый, аның калынлыгы яртысына кадәр төшкәндә 750 ℃ ка кадәр төшә; Температура 850 ℃ һәм аннан югарырак күтәрелә барганда, сынау корычының тулы декарбуризация катламы калынлыгы кими бара, декарбуризация катламының яртысы калынлыгы әкренләп арта башлый, тулы декарбуризация катламы морфологиясе юкка чыга, яртысы декарбуризация катламы морфологиясе әкренләп ачыклана. Температура арту белән тулысынча декарбуризация катламының калынлыгы башта арттырыла, аннары кими бара. Бу күренешнең сәбәбе җылыту процессында үрнәкнең оксидлашуы һәм декарбуризациясе белән бәйле, декарбуризация тизлеге оксидлашу тизлегеннән тизрәк булганда гына декарбуризация күренеше барлыкка килә. Җылыту башында тулысынча декарбуризация катламының калынлыгы температура арту белән әкренләп арта, тулысынча декарбуризация катламының калынлыгы максималь кыйммәткә җиткәнче. Бу вакытта температураны күтәрү дәвам иткәндә, үрнәкнең оксидизация тизлеге декарбуризация тизлегеннән тизрәк була, бу тулысынча декарбуризация катламының артуын тоткарлый, нәтиҗәдә түбәнәю тенденциясе барлыкка килә. Күренгәнчә, 675 ~ 950 ℃ диапазонында, 750 ℃ температурада тулысынча декарбуризацияләнгән катлам калынлыгының кыйммәте иң зур, ә 850 ℃ температурада тулысынча декарбуризацияләнгән катлам калынлыгының кыйммәте иң кечкенә, шуңа күрә сынау корычының җылыту температурасы 850 ℃ булырга тәкъдим ителә.
1 нче рәсем. Төрле җылыту температураларында 1 сәгать дәвамында тотыла торган сынау корычының декарбуризацияләнгән катламының гистоморфологиясе.
Ярым декарбуризацияләнгән катлам белән чагыштырганда, тулысынча декарбуризацияләнгән катламның калынлыгы материал үзлекләренә җитдирәк тискәре йогынты ясый, ул материалның механик үзлекләрен сизелерлек киметә, мәсәлән, ныклыкны, катылыкны, тузуга чыдамлыкны һәм арыганлык чиген киметә һ.б., шулай ук ярылуларга сизгерлекне арттыра, эретеп ябыштыру сыйфатына тәэсир итә һ.б. Шуңа күрә, тулысынча декарбуризацияләнгән катламның калынлыгын контрольдә тоту продуктның эшчәнлеген яхшырту өчен зур әһәмияткә ия. 2 нче рәсемдә тулысынча декарбуризацияләнгән катлам калынлыгының температура белән үзгәрү кәкресе күрсәтелгән, ул тулысынча декарбуризацияләнгән катлам калынлыгының үзгәрүен ачыграк күрсәтә. Рәсемнән күренгәнчә, тулысынча декарбуризацияләнгән катламның калынлыгы 700℃ температурада якынча 34μm гына; температура 725℃ ка күтәрелгәндә, тулысынча декарбуризацияләнгән катламның калынлыгы 86 µm га кадәр сизелерлек арта, бу 700℃ температурада тулысынча декарбуризацияләнгән катлам калынлыгыннан ике тапкырдан артык. Температура 750 ℃ кадәр күтәрелгәндә, тулысынча декарбуризацияләнгән катламның калынлыгы арта. Температура 750 ℃ кадәр күтәрелгәндә, тулысынча декарбуризацияләнгән катламның калынлыгы 120 мкм максималь кыйммәткә җитә; температура арта барган саен, тулысынча декарбуризацияләнгән катламның калынлыгы кискен кими башлый, 800 ℃ температурада 70 мкм га кадәр, аннары 850 ℃ температурада якынча 20 мкм минималь кыйммәткә кадәр.
2 нче рәсем. Төрле температураларда тулысынча декарбуризацияләнгән катламның калынлыгы
Спин бөкләүдә арыганлык күрсәткечләренә декарбуризациянең йогынтысы
Декарбуризациянең пружиналы корычның арыганлык үзлекләренә йогынтысын өйрәнү өчен, ике төркем спин бөгеү арыганлык сынаулары үткәрелде, беренче төркем декарбуризациясез турыдан-туры арыганлык сынауы, ә икенче төркем декарбуризациядән соң шул ук көчәнеш дәрәҗәсендә (810 МПа) арыганлык сынауы үткәрелде, һәм декарбуризация процессы 700-850 ℃ температурада 1 сәгать дәвамында үткәрелде. Беренче төркем үрнәкләре 2 нче таблицада күрсәтелгән, ул пружиналы корычның арыганлык гомере.
Беренче төркем үрнәкләренең арыганлык вакыты 2 нче таблицада күрсәтелгән. 2 нче таблицадан күренгәнчә, декарбуризациясез, сынау корычы 810 МПа көчәнештә нибары 107 циклга дучар ителгән, һәм бернинди дә сыну булмаган; көчәнеш дәрәҗәсе 830 МПа артып киткәч, кайбер үрнәкләр сына башлаган; көчәнеш дәрәҗәсе 850 МПа артып киткәч, арыганлык үрнәкләренең барысы да сынган.
2 нче таблица. Төрле стресс дәрәҗәләрендәге арыганлык тормышы (декарбуризациясез)
Арыганлык чиген билгеләү өчен, сынау корычының арыганлык чиген билгеләү өчен төркем ысулы кулланыла, һәм мәгълүматларның статистик анализыннан соң, сынау корычының арыганлык чиге якынча 760 МПа тәшкил итә; сынау корычының төрле көчәнешләр астында арыганлык гомерен характерлау өчен, 3 нче рәсемдә күрсәтелгәнчә, SN кәкресе сызыла. 3 нче рәсемнән күренгәнчә, төрле көчәнеш дәрәҗәләре төрле арыганлык гомеренә туры килә, 7 арганлык гомере 107 цикл санына туры килгәндә, бу үрнәкнең бу шартларда халәт аша үтүен аңлата, тиешле көчәнеш кыйммәтен арыганлык ныклыгы кыйммәте, ягъни 760 МПа буларак якынча билгеләргә мөмкин. S - N кәкресе материалның арыганлык гомерен билгеләү өчен мөһим булуын күрергә мөмкин, мөһим эталон кыйммәткә ия.
3 нче рәсем. Эксперименталь корыч әйләндергеч бөкләү ару сынауының SN кәкресе.
Икенче төркем үрнәкләрнең арыганлык вакыты 3 нче таблицада күрсәтелгән. 3 нче таблицадан күренгәнчә, сынау корычын төрле температурада декарбуризацияләгәннән соң, цикллар саны ачык кими, һәм алар 107 дән артык, һәм барлык арыганлык үрнәкләре ватыла, һәм арыганлык вакыты шактый кими. Югарыда күрсәтелгән декарбуризацияләнгән катлам калынлыгы белән температура үзгәрү кәкресен берләштергәндә, 750 ℃ декарбуризацияләнгән катлам калынлыгы иң зурысы, арыганлык вакытының иң түбән кыйммәтенә туры килә. 850 ℃ декарбуризацияләнгән катлам калынлыгы иң кечкенәсе, арыганлык вакыты чагыштырмача югары. Декарбуризация үзенчәлеге материалның арыганлык эшчәнлеген шактый киметә, һәм декарбуризацияләнгән катлам калынрак булган саен, арыганлык вакыты да шулкадәр түбәнрәк була.
3 нче таблица. Төрле декарбуризация температураларында (560 МПа) арыганлык вакыты
Үрнәкнең арыганлык сыну морфологиясе сканерлаучы электрон микроскоп ярдәмендә күзәтелде, 4 нче рәсемдә күрсәтелгәнчә. 4(а) рәсемдә ярык чыганагы мәйданы өчен, рәсемдә ачык арыганлык дугасы күренә, арыганлык дугасы буенча арыганлык чыганагын табарга мөмкин, ярык чыганагында "балык күзе" металл булмаган кушылмалар күренә, җиңел көчәнеш концентрациясендә кушылмалар арганлык ярыкларына китерә; 4(б) рәсемдә ярык киңәю мәйданы морфологиясе өчен, ачык арыганлык полосалары күренә, алар елга сыман бүленешкә карый, квази-диссоциатив ярыкка карый, ярыклар киңәя, нәтиҗәдә ярыкларга китерә. 4(б) рәсемдә ярык киңәю мәйданы морфологиясе күрсәтелгән, ачык арыганлык полосалары күренә, алар елга сыман бүленешкә карый, алар квази-диссоциатив ярыкка карый, һәм ярыкларның өзлексез киңәюе нәтиҗәдә ярыкларга китерә.
Ару сынуларын анализлау
4 нче рәсем. Эксперименталь корычның арыганлык сыну өслегенең SEM морфологиясе.
4 нче рәсемдә күрсәтелгән кушылмалар төрен билгеләү өчен, энергия спектры составы анализы үткәрелде, һәм нәтиҗәләр 5 нче рәсемдә күрсәтелгән. Металл булмаган кушылмалар, нигездә, Al2O3 кушылмалары булуын күрергә мөмкин, бу кушылмаларның кушылмалар ярылуыннан барлыкка килгән ярыкларның төп чыганагы булуын күрсәтә.
5 нче рәсем. Металл булмаган кушылмаларның энергия спектроскопиясе.
Йомгаклау
(1) Җылыту температурасын 850 ℃ ка урнаштыру декарбуризацияләнгән катламның калынлыгын минимальләштерәчәк һәм арыганлык эшчәнлегенә йогынтысын киметәчәк.
(2) Сынау корычын әйләндерүнең ару чиге 760 МПа тәшкил итә.
(3) Металл булмаган катнашмаларда, нигездә Al2O3 катнашмасында, корыч ярылуны сынау.
(4) декарбуризация сынау корычының арыганлык гомерен җитди рәвештә киметә, декарбуризация катламы калынрак булган саен, арыганлык гомере дә түбәнрәк була.
Бастырылган вакыты: 2024 елның 21 июне
