Mîkroskopa elektronî ya skankirinê ji bo çavdêriya şikestina westandinê û analîzkirina mekanîzmaya şikestinê hat bikar anîn; di heman demê de, ceribandina westandina xwarbûna spinê li ser nimûneyên bêkarburîzekirî di germahiyên cûda de hat kirin da ku temenê westandina pola ceribandinê bi û bê bêkarburîzekirinê re were berhev kirin, û bandora bêkarburîzekirinê li ser performansa westandina pola ceribandinê were analîz kirin. Encam nîşan didin ku, ji ber hebûna hevdem a oksîdasyon û bêkarburîzekirinê di pêvajoya germkirinê de, têkiliya di navbera herduyan de, ku di encamê de qalindahiya çîna bi tevahî bêkarburîzekirî bi mezinbûna germahiyê re meylek zêdebûn û dûv re kêmbûnê nîşan dide, qalindahiya çîna bi tevahî bêkarburîzekirî di 750 ℃ de digihîje nirxa herî zêde 120 μm, û qalindahiya çîna bi tevahî bêkarburîzekirî di 850 ℃ de digihîje nirxa herî kêm 20 μm, û sînorê westandina pola ceribandinê bi qasî 760 MPa ye, û çavkaniya şikestinên westandinê di pola ceribandinê de bi giranî têkelên ne-metalîk ên Al2O3 ne; Reftara dekarburîzasyonê temenê westandina pola ya ceribandinê pir kêm dike, bandorê li performansa westandina pola ya ceribandinê dike, her ku qata dekarburîzasyonê stûrtir be, temenê westandinê ewqas kêmtir dibe. Ji bo ku bandora qata dekarburîzasyonê li ser performansa westandina pola ya ceribandinê kêm bibe, divê germahiya dermankirina germê ya çêtirîn a pola ceribandinê li 850℃ were danîn.
Ajans beşek girîng a otomobîlê yeJi ber ku bi leza bilind dixebite, divê beşa tevnê ya rûyê gerîdeyê xwedî hêz û berxwedana li hember şikestinê ya bilind be, û divê koka diranan ji ber barkirina dubare ya domdar performansa westandina xwarbûnê ya baş hebe, da ku ji şikestinên ku dibin sedema şikestina materyalê dûr bikevin. Lêkolîn nîşan didin ku dekarburîzasyon faktorek girîng e ku bandorê li performansa westandina xwarbûna zivirînê ya materyalên metal dike, û performansa westandina xwarbûna zivirînê nîşanek girîng a kalîteya hilberê ye, ji ber vê yekê pêdivî ye ku tevgera dekarburîzasyonê û performansa westandina xwarbûna zivirînê ya materyalê ceribandinê were lêkolîn kirin.
Di vê gotarê de, firna dermankirina germê li ser ceribandina dekarburîzasyona rûyê pola gear 20CrMnTi, germahiyên germkirinê yên cûda li ser kûrahiya qata dekarburîzasyona pola ceribandinê ya qanûna guherbar analîz dike; bi karanîna makîneya ceribandina westandina tîrêjê ya hêsan QBWP-6000J li ser ceribandina westandina xwarbûna zivirî ya pola ceribandinê, performansa westandina pola ceribandinê diyar dike, û di heman demê de bandora dekarburîzasyonê li ser performansa westandina pola ceribandinê ji bo hilberîna rastîn analîz dike da ku pêvajoya hilberînê baştir bike, kalîteya hilberan zêde bike û referansek maqûl peyda bike. Performansa westandina pola ceribandinê ji hêla makîneya ceribandina westandina xwarbûna spinê ve tê destnîşankirin.
1. Materyal û rêbazên ceribandinê
Materyalê ceribandinê ji bo yekîneyê ji pola gearê 20CrMnTi peyda dike, pêkhateya kîmyewî ya sereke wekî ku di Tabloya 1-ê de tê nîşandan. Testa dekarburîzasyonê: Materyalê ceribandinê wekî nimûneyek silindirî ya Ф8 mm × 12 mm tê hilberandin, divê rûyê wê geş û bê lekeyan be. Firna dermankirina germê heta 675 ℃, 700 ℃, 725 ℃, 750 ℃, 800 ℃, 850 ℃, 900 ℃, 950 ℃, 1000 ℃ tê germ kirin, têxin nav nimûneyê û 1 saetê bihêlin, dûv re bi hewayê sar bikin heta germahiya odeyê. Piştî dermankirina germê ya nimûneyê bi danîn, hûrkirin û cilandinê, bi çareseriya alkola nîtrîk a 4% erozyonê, bi karanîna mîkroskopiya metalurjîk qata dekarburîzasyona pola ceribandinê tê çavdêrîkirin, kûrahiya qata dekarburîzasyonê di germahiyên cûda de tê pîvandin. Testa westandina çemandina spinê: Materyalê ceribandinê li gorî hewcedariyên hilberandina du komên nimûneyên westandina çemandina spinê tê hilbijartin, koma yekem ceribandina dekarburîzasyonê pêk nayne, koma duyem di germahiyên cuda de ceribandina dekarburîzasyonê dike. Bi karanîna makîneya ceribandina westandina çemandina spinê, her du komên pola ceribandinê ji bo ceribandina westandina çemandina spinê têne hilbijartin, sînorê westandina her du komên pola ceribandinê tê destnîşankirin, temenê westandina her du komên pola ceribandinê tê berawirdkirin, çavdêriya şikestina westandina mîkroskopa elektronîkî ya skankirinê tê kirin, sedemên şikestina nimûneyê têne analîzkirin, bandora dekarburîzasyonê li ser taybetmendiyên westandina pola ceribandinê tê lêkolînkirin.
Tabloya 1 Pêkhateya kîmyewî (rêjeya girseyî) ya pola ceribandinê wt%
Bandora germahiya germkirinê li ser dekarburîzasyonê
Morfolojiya rêxistina dekarburîzasyonê di bin germahiyên germkirinê yên cûda de di Şekil 1 de tê nîşandan. Wekî ku ji wêneyê tê dîtin, dema ku germahî 675 ℃ be, li ser rûyê nimûneyê qata dekarburîzasyonê xuya nake; dema ku germahî digihîje 700 ℃, qata dekarburîzasyonê ya rûyê nimûneyê dest pê kir ku xuya bibe, ji bo qata dekarburîzasyona ferrîtê ya zirav; bi bilindbûna germahî heta 725 ℃, qalindahiya qata dekarburîzasyonê ya rûyê nimûneyê bi girîngî zêde bû; qalindahiya qata dekarburîzasyonê ya 750 ℃ digihîje nirxa xwe ya herî zêde, di vê demê de, dendika ferrîtê zelaltir û qalindtir e; dema ku germahî digihîje 800 ℃, qalindahiya qata dekarburîzasyonê dest pê kir ku bi girîngî kêm bibe, qalindahiya wê daket nîvê 750 ℃; dema ku germahî berdewam dike ku bigihîje 850 ℃ û qalindahiya dekarburîzasyonê di Şekil 1 de tê nîşandan. 800 ℃, qalindahiya qata dekarburîzasyonê ya tevahî dest pê kir ku bi girîngî kêm bibe, qalindahiya wê daket nîvê 750 ℃; Dema ku germahî berdewam dike ku bigihîje 850 ℃ û jortir, qalindahiya qata dekarburîzasyona tevahî ya pola ceribandinê berdewam dike kêm bibe, qalindahiya nîvê qata dekarburîzasyonê hêdî hêdî zêde bû heya ku morfolojiya qata dekarburîzasyona tevahî winda bû, morfolojiya nîvê qata dekarburîzasyonê hêdî hêdî zelal bû. Diyar e ku qalindahiya qata bi tevahî dekarburîzasyonê bi zêdebûna germahiyê re pêşî zêde bû û dûv re kêm bû, sedema vê diyardeyê ji ber ku nimûne di pêvajoya germkirinê de di heman demê de oksîdasyon û tevgera dekarburîzasyonê jî heye, tenê dema ku rêjeya dekarburîzasyonê ji leza oksîdasyonê zûtir be dê diyardeya dekarburîzasyonê xuya bibe. Di destpêka germkirinê de, qalindahiya qata bi tevahî dekarburîzasyonê hêdî hêdî bi zêdebûna germahiyê zêde dibe heya ku qalindahiya qata bi tevahî dekarburîzasyonê bigihîje nirxa herî zêde, di vê demê de ji bo ku germahî berdewam bike bilind bibe, rêjeya oksîdasyona nimûneyê ji rêjeya dekarburîzasyonê zûtir e, ku zêdebûna qata bi tevahî dekarburîzasyonê asteng dike, di encamê de meyleke daketinê çêdibe. Diyar e ku di navbera 675 ~ 950 ℃ de, nirxa qalindahiya çîna bi tevahî bêkarburîzekirî li 750 ℃ ya herî mezin e, û nirxa qalindahiya çîna bi tevahî bêkarburîzekirî li 850 ℃ ya herî piçûk e, ji ber vê yekê, germahiya germkirinê ya pola ceribandinê tê pêşniyar kirin ku 850 ℃ be.
Wêne 1 Hîstomorfolojiya qata dekarburîzekirî ya pola ceribandinê ku di germahiyên germkirinê yên cûda de ji bo 1 demjimêran hatiye girtin
Li gorî qata nîv-dekarburîzekirî, qalindahiya qata bi tevahî dekarburîzekirî bandorek neyînî ya cidîtir li ser taybetmendiyên materyalê dike, ew ê taybetmendiyên mekanîkî yên materyalê pir kêm bike, wek kêmkirina hêz, hişkbûn, berxwedana li hember aşînê û sînorê westandinê, û hwd., û her weha hesasiyeta li hember şikestinan zêde bike, bandorê li kalîteya weldingê bike û hwd. Ji ber vê yekê, kontrolkirina qalindahiya qata bi tevahî dekarburîzekirî ji bo baştirkirina performansa hilberê pir girîng e. Wêne 2 xêza guherîna qalindahiya qata bi tevahî dekarburîzekirî bi germahiyê re nîşan dide, ku guherîna qalindahiya qata bi tevahî dekarburîzekirî zelaltir nîşan dide. Ji wêneyê tê dîtin ku qalindahiya qata bi tevahî dekarburîzekirî di 700℃ de tenê bi qasî 34μm e; bi bilindbûna germahiyê heta 725℃, qalindahiya qata bi tevahî dekarburîzekirî bi girîngî zêde dibe û digihîje 86 μm, ku ji du qatan zêdetir qalindahiya qata bi tevahî dekarburîzekirî ya di 700℃ de ye; dema ku germahî digihîje 750 ℃, qalindahiya çîna bi tevahî bêkarburîzekirî digihîje nirxa herî zêde ya 120 μm; her ku germahî berdewam bilind dibe, qalindahiya çîna bi tevahî bêkarburîzekirî bi tundî dest pê dike dakeve, di 800 ℃ de digihîje 70 μm, û dûv re di 850 ℃ de digihîje nirxa herî kêm a nêzîkî 20 μm.
Wêne 2. Qalindahiya qata bi tevahî bêkarburîzekirî di germahiyên cûda de
Bandora dekarburîzasyonê li ser performansa westandinê di xwarbûna spinê de
Ji bo lêkolîna bandora dekarburîzasyonê li ser taybetmendiyên westandina pola biharê, du komên ceribandinên westandina tewandina spinê hatin kirin, koma yekem ceribandina westandinê rasterast bêyî dekarburîzasyonê bû, û koma duyem ceribandina westandinê piştî dekarburîzasyonê di heman asta stresê de (810 MPa) bû, û pêvajoya dekarburîzasyonê di 700-850 ℃ de ji bo 1 demjimêran hate girtin. Koma yekem a nimûneyan di Tabloya 2-an de tê nîşandan, ku temenê westandina pola biharê ye.
Jiyana westandinê ya koma yekem a nimûneyan di Tabloya 2-an de tê nîşandan. Wekî ku ji Tabloya 2-an tê dîtin, bêyî dekarburîzasyonê, pola ceribandinê tenê di 810 MPa de 107 çerx derbas kir, û şikestin çênebû; dema ku asta stresê ji 830 MPa derbas bû, hin nimûne dest bi şikestinê kirin; dema ku asta stresê ji 850 MPa derbas bû, hemî nimûneyên westandinê şikestin.
Tabloya 2 Jiyana westandinê di bin astên stresê yên cûda de (bêyî dekarburîzasyonê)
Ji bo diyarkirina sînorê westandinê, rêbaza komê ji bo diyarkirina sînorê westandinê yê pola ceribandinê tê bikar anîn, û piştî analîza statîstîkî ya daneyan, sînorê westandinê yê pola ceribandinê bi qasî 760 MPa ye; ji bo diyarkirina temenê westandinê yê pola ceribandinê di bin stresên cûda de, xêza SN tê xêzkirin, wekî ku di Wêne 3 de tê nîşandan. Wekî ku ji Wêne 3 tê dîtin, astên stresê yên cûda bi temenê westandinê yê cûda re têkildar in, dema ku temenê westandinê 7 e, ku bi hejmara çerxên ji bo 107 re têkildar e, ku tê vê wateyê ku nimûne di bin van mercan de di nav dewletê de ye, nirxa stresê ya têkildar dikare wekî nirxa hêza westandinê, ango 760 MPa, were texmîn kirin. Diyar e ku xêza S - N ji bo diyarkirina temenê westandinê yê materyalê girîng e, xwedî nirxek referansê ya girîng e.
Wêne 3 Xêza SN ya ceribandina westandina zivirî ya pola ya ceribandinî
Jiyana westandinê ya koma duyemîn a nimûneyan di Tabloya 3 de tê nîşandan. Wekî ku ji Tabloya 3 tê dîtin, piştî ku pola ceribandinê di germahiyên cûda de bêkarburîzekirin, hejmara çerxeyan bi awayekî berbiçav kêm dibe, û ew ji 107 zêdetir in, û hemî nimûneyên westandinê şikestî ne, û jiyana westandinê pir kêm dibe. Bi hev re bi qalindahiya qata bêkarburîzekirî ya jorîn re bi xêza guherîna germahiyê re tê dîtin, qalindahiya qata bêkarburîzekirî ya 750 ℃ ya herî mezin e, ku nirxa herî kêm a jiyana westandinê ye. Qalindahiya qata bêkarburîzekirî ya 850 ℃ ya herî piçûk e, ku nirxa jiyana westandinê ye nisbeten bilind e. Diyar dibe ku tevgera bêkarburîzekirinê performansa westandinê ya materyalê pir kêm dike, û qata bêkarburîzekirî çiqas stûrtir be, jiyana westandinê ewqas kêmtir dibe.
Tabloya 3 Jiyana westandinê di germahiyên cuda yên dekarburîzasyonê de (560 MPa)
Morfolojiya şikestina westandinê ya nimûneyê bi mîkroskopa elektronî ya skankirinê hate çavdêrîkirin, wekî ku di Şekil 4 de tê xuyang kirin. Şekil 4(a) ji bo qada çavkaniya şikestinê, şeklê westandinê ya eşkere dikare were dîtin, li gorî şeklê westandinê ji bo dîtina çavkaniya westandinê, dikare were dîtin, çavkaniya şikestinê ji bo têkelên ne-metalîk ên "çavê masî", têkel di kombûna stresê de ku bi hêsanî çêdibe, di encamê de şikestinên westandinê çêdibin; Şekil 4(b) ji bo morfolojiya qada dirêjkirina şikestinê, xêzên westandinê yên eşkere dikarin werin dîtin, belavbûna mîna çem bû, aîdî şikestina nîv-disosîyonî bû, bi şikestinên ku berfireh dibin, di dawiyê de dibin sedema şikestinê. Şekil 4(b) morfolojiya qada berfirehbûna şikestinê nîşan dide, xêzên westandinê yên eşkere dikarin werin dîtin, bi forma belavbûna mîna çem, ku aîdî şikestina nîv-disosîyonî bû, û bi berfirehbûna domdar a şikestinan, di dawiyê de dibin sedema şikestinê.
Analîza şikestina westandinê
Wêne 4 Morfolojiya SEM ya rûyê şikestina westandinê ya pola ceribandinê
Ji bo diyarkirina celebê têkelên di Şekil 4 de, analîza pêkhateya spektruma enerjiyê hate kirin, û encam di Şekil 5 de têne nîşandan. Diyar e ku têkelên ne-metalîk bi piranî têkelên Al2O3 ne, ku nîşan dide ku têkel çavkaniya sereke ya şikestinên ji ber şikestina têkelan in.
Wêne 5 Spektroskopiya Enerjiyê ya Têkelên Ne-Metalîk
Qedandin
(1) Germahiya germkirinê li ser 850 ℃ were danîn, dê qalindahiya çîna bêkarbonîzekirî kêm bike da ku bandora wê li ser performansa westandinê kêm bike.
(2) Sînorê westandina xwarbûna pola ya ceribandinê 760 MPa ye.
(3) Ceribandina şikestina pola di nav madeyên ne-metalîk de, bi piranî têkelê Al2O3.
(4) Dekarburîzasyon temenê westandina pola ceribandinê bi girîngî kêm dike, her ku qata dekarburîzasyonê stûrtir be, temenê westandinê kêmtir dibe.
Dema şandinê: 21ê Hezîrana 2024an
