Definisi lan tujuan saka quenching
Baja dipanasake nganti suhu ing ndhuwur titik kritis Ac3 (baja hipoeutektoid) utawa Ac1 (baja hipereutektoid), disimpen sawetara wektu supaya austenitisasi kanthi lengkap utawa sebagian, banjur didinginkan kanthi kecepatan sing luwih gedhe tinimbang kecepatan pendinginan kritis. Proses perawatan panas sing ngowahi austenit superdingin dadi martensit utawa bainit sing luwih endhek diarani pendinginan.
Tujuan saka quenching yaiku kanggo ngowahi austenit sing wis adhem banget dadi martensit utawa bainit kanggo entuk struktur martensit utawa bainit sing luwih endhek, sing banjur digabungake karo tempering ing suhu sing beda-beda kanggo ningkatake kekuatan, kekerasan, lan resistensi baja. Daya tahan aus, kekuatan lan ketangguhan lelah, lan liya-liyane, kanggo nyukupi syarat panggunaan sing beda-beda saka macem-macem bagean lan alat mekanik. Quenching uga bisa digunakake kanggo nyukupi sifat fisik lan kimia khusus saka baja khusus tartamtu kayata feromagnetisme lan tahan korosi.
Nalika bagean baja didinginkan ing medium pendinginan kanthi owah-owahan kahanan fisik, proses pendinginan umume dipérang dadi telung tahapan ing ngisor iki: tahap film uap, tahap nggodhog, lan tahap konveksi.
Kekerasan baja
Kekerasan lan kemampuan pengerasan minangka rong indikator kinerja sing njlentrehake kemampuan baja kanggo ngalami pendinginan. Iki uga minangka dhasar penting kanggo pemilihan lan panggunaan bahan.
1. Konsep-konsep babagan kemampuan atos lan kemampuan atos
Kekerasan yaiku kemampuan baja kanggo entuk kekerasan paling dhuwur sing bisa digayuh nalika didinginkan lan dikeraskan ing kahanan ideal. Faktor utama sing nemtokake kekerasan baja yaiku kandungan karbon baja kasebut. Kanggo luwih tepat, yaiku kandungan karbon sing larut ing austenit sajrone pendinginan lan pemanasan. Sing luwih dhuwur kandungan karbon, sing luwih dhuwur kekerasan baja kasebut. Unsur paduan ing baja nduweni pengaruh cilik marang kekerasan, nanging nduweni pengaruh sing signifikan marang kekerasan baja.
Kekerasan nuduhake karakteristik sing nemtokake ambane pengerasan lan distribusi kekerasan baja ing kahanan sing ditemtokake. Yaiku, kemampuan kanggo entuk ambane lapisan sing wis dikeraskan nalika baja didinginkan. Iki minangka sifat sing ana ing baja. Kekerasan sejatine nggambarake gampange austenit malih dadi martensit nalika baja didinginkan. Iki utamane ana gandhengane karo stabilitas austenit baja sing wis adhem banget, utawa karo tingkat pendinginan pendinginan kritis baja.
Perlu uga dicathet yen kemampuan pengerasan baja kudu dibedakake saka jerone pengerasan efektif bagean baja ing kahanan pendinginan tartamtu. Kemampuan pengerasan baja minangka sifat sing ana ing baja kasebut dhewe. Iku mung gumantung marang faktor internal dhewe lan ora ana hubungane karo faktor eksternal. Jerone kemampuan pengerasan baja sing efektif ora mung gumantung marang kemampuan pengerasan baja, nanging uga gumantung marang bahan sing digunakake. Iki ana hubungane karo faktor eksternal kayata media pendingin lan ukuran benda kerja. Contone, ing kahanan austenitisasi sing padha, kemampuan pengerasan baja sing padha padha, nanging jerone pengerasan efektif saka pendinginan banyu luwih gedhe tinimbang pendinginan lenga, lan bagean cilik luwih cilik tinimbang pendinginan lenga. Jerone pengerasan efektif bagean gedhe iku gedhe. Iki ora bisa diarani yen pendinginan banyu duwe kemampuan pengerasan sing luwih dhuwur tinimbang pendinginan lenga. Ora bisa diarani yen bagean cilik duwe kemampuan pengerasan sing luwih dhuwur tinimbang bagean gedhe. Bisa dideleng yen kanggo ngevaluasi kemampuan pengerasan baja, pengaruh faktor eksternal kayata bentuk benda kerja, ukuran, media pendinginan, lan liya-liyane kudu diilangi.
Kajaba iku, amarga kemampuan atos lan kemampuan atos iku rong konsep sing beda, baja kanthi atos dhuwur sawise quenching ora mesthi duwe kemampuan atos sing dhuwur; lan baja kanthi atos endhek uga bisa duwe kemampuan atos sing dhuwur.
2. Faktor-faktor sing mengaruhi kemampuan pengerasan
Kekerasan baja gumantung saka stabilitas austenit. Faktor apa wae sing bisa ningkatake stabilitas austenit superdingin, nggeser kurva C menyang tengen, lan kanthi mangkono nyuda laju pendinginan kritis bisa ningkatake kekerasan baja dhuwur. Stabilitas austenit utamane gumantung saka komposisi kimia, ukuran butir, lan keseragaman komposisi, sing ana gandhengane karo komposisi kimia baja lan kahanan pemanasan.
3. Cara pangukuran kemampuan pengerasan
Ana akeh cara kanggo ngukur kemampuan pengerasan baja, sing paling umum digunakake yaiku cara pangukuran diameter kritis lan cara uji kemampuan pengerasan pungkasan.
(1) Cara pangukuran diameter kritis
Sawisé baja didinginkan ing medium tartamtu, diameter maksimum nalika inti entuk kabeh martensit utawa 50% struktur martensit diarani diameter kritis, sing diwakili dening Dc. Cara pangukuran diameter kritis yaiku nggawe seri batang bunder kanthi diameter sing beda-beda, lan sawise didinginkan, ukur kurva kekerasan U sing disebar ing sadawane diameter ing saben bagean sampel, lan temokake batang kanthi struktur semi-martensit ing tengah. Diameter batang bunder Iku diameter kritis. Sing luwih gedhe diameter kritis, sing luwih dhuwur kemampuan pengerasan baja.
(2) Cara uji coba pendinginan pungkasan
Metode uji coba end-quenching nggunakake spesimen end-quenched ukuran standar (Ф25mm × 100mm). Sawise austenitisasi, banyu disemprotake ing salah sawijining pucuk spesimen nganggo peralatan khusus kanggo ngademake. Sawise ngademake, kekerasan diukur ing sadawane arah sumbu - saka pucuk sing didinginkan banyu. Metode uji coba kanggo kurva hubungan jarak. Metode uji coba end-hardening minangka salah sawijining metode kanggo nemtokake kemampuan pengerasan baja. Kauntungane yaiku operasi sing gampang lan jangkauan aplikasi sing jembar.
4. Nyuda stres, deformasi lan retak
(1) Tegangan internal benda kerja nalika pendinginan
Nalika benda kerja didinginkan kanthi cepet ing medium pendinginan, amarga benda kerja duwe ukuran tartamtu lan koefisien konduktivitas termal uga duwe nilai tartamtu, gradien suhu tartamtu bakal kedadeyan ing sadawane bagean njero benda kerja sajrone proses pendinginan. Suhu permukaan kurang, suhu inti dhuwur, lan suhu permukaan lan inti dhuwur. Ana bedane suhu. Sajrone proses pendinginan benda kerja, ana uga rong fenomena fisik: siji yaiku ekspansi termal, nalika suhu mudhun, dawa garis benda kerja bakal menyusut; liyane yaiku transformasi austenit dadi martensit nalika suhu mudhun menyang titik transformasi martensit. , sing bakal nambah volume tartamtu. Amarga bedane suhu sajrone proses pendinginan, jumlah ekspansi termal bakal beda ing bagean sing beda ing sadawane penampang benda kerja, lan stres internal bakal diasilake ing bagean sing beda saka benda kerja. Amarga anane bedane suhu ing njero benda kerja, bisa uga ana bagean sing suhu mudhun luwih cepet tinimbang titik ing ngendi martensit kedadeyan. Transformasi, volume ngembang, lan bagean kanthi suhu dhuwur isih luwih dhuwur tinimbang titik lan isih ana ing kahanan austenit. Bagean sing beda iki uga bakal ngasilake stres internal amarga bedane owah-owahan volume tartamtu. Mulane, rong jinis stres internal bisa diasilake sajrone proses pendinginan lan pendinginan: siji yaiku stres termal; liyane yaiku stres jaringan.
Miturut karakteristik wektu anane stres internal, iki uga bisa dipérang dadi stres sesaat lan stres sisa. Stres internal sing diasilake dening benda kerja ing wektu tartamtu sajrone proses pendinginan diarani stres sesaat; sawise benda kerja didinginkan, stres sing isih ana ing njero benda kerja diarani stres sisa.
Tegangan termal nuduhake stres sing disebabake dening ekspansi termal (utawa kontraksi adhem) sing ora konsisten amarga beda suhu ing macem-macem bagean benda kerja nalika dipanasake (utawa didinginkan).
Saiki, gunakake conto silinder padat kanggo nggambarake aturan pembentukan lan owah-owahan stres internal sajrone proses pendinginan. Mung stres aksial sing dibahas ing kene. Ing awal pendinginan, amarga permukaan cepet adhem, suhune endhek, lan susut banget, dene intine adhem, suhune dhuwur, lan susut sithik. Akibate, permukaan lan njero saling kekandelan, sing nyebabake stres tarik ing permukaan, dene inti ana ing tekanan. stres. Nalika pendinginan terus, bedane suhu antarane njero lan njaba mundhak, lan stres internal uga mundhak. Nalika stres mundhak ngluwihi kekuatan luluh ing suhu iki, deformasi plastik kedadeyan. Amarga kekandelan jantung luwih dhuwur tinimbang permukaan, jantung mesthi kontraksi aksial dhisik. Minangka akibat saka deformasi plastik, stres internal ora mundhak maneh. Sawise pendinginan nganti wektu tartamtu, penurunan suhu permukaan bakal alon-alon, lan penyusutane uga bakal mudhun. Ing wektu iki, inti isih susut, mula stres tarik ing permukaan lan stres tekan ing inti bakal mudhun alon-alon nganti ilang. Nanging, nalika pendinginan terus, kelembapan permukaan dadi saya suda, lan jumlah penyusutan dadi saya suda, utawa malah mandheg nyusut. Amarga suhu ing inti isih dhuwur, bakal terus nyusut, lan pungkasane tegangan tekan bakal kawangun ing permukaan benda kerja, dene inti bakal duwe tegangan tarik. Nanging, amarga suhune kurang, deformasi plastik ora gampang kedadeyan, mula tegangan iki bakal mundhak nalika pendinginan terus. Terus mundhak lan pungkasane tetep ana ing njero benda kerja minangka tegangan sisa.
Bisa dideleng manawa stres termal sajrone proses pendinginan wiwitane nyebabake lapisan permukaan dadi kendor lan inti dadi kompres, lan stres residual sing isih ana yaiku lapisan permukaan sing kudu dikompres lan inti dadi kendor.
Ringkesane, tekanan termal sing diasilake sajrone pendinginan quenching disebabake dening bedane suhu penampang sajrone proses pendinginan. Semakin gedhe laju pendinginan lan semakin gedhe bedane suhu penampang, semakin gedhe tekanan termal sing diasilake. Ing kahanan medium pendinginan sing padha, semakin dhuwur suhu pemanasan benda kerja, semakin gedhe ukurane, semakin cilik konduktivitas termal baja, semakin gedhe bedane suhu ing njero benda kerja, lan semakin gedhe tekanan termal. Yen benda kerja didinginkan ora rata ing suhu dhuwur, bakal dadi bengkong lan cacat. Yen tekanan tarik sesaat sing diasilake sajrone proses pendinginan benda kerja luwih gedhe tinimbang kekuatan tarik bahan, bakal ana retakan quenching.
Tegangan transformasi fase nuduhake stres sing disebabake dening wektu transformasi fase sing beda-beda ing macem-macem bagean benda kerja sajrone proses perawatan panas, uga dikenal minangka stres jaringan.
Sajrone pendinginan lan pendinginan cepet, nalika lapisan permukaan didinginkan nganti tekan titik Ms, transformasi martensitik kedadeyan lan nyebabake ekspansi volume. Nanging, amarga alangan inti sing durung ngalami transformasi, lapisan permukaan ngasilake stres tekan, dene inti duwe stres tarik. Nalika stres cukup gedhe, bakal nyebabake deformasi. Nalika inti didinginkan nganti tekan titik Ms, uga bakal ngalami transformasi martensitik lan ngembangake volume. Nanging, amarga kendala lapisan permukaan sing ditransformasi kanthi plastisitas rendah lan kekuatan tinggi, stres sisa pungkasan bakal awujud tegangan permukaan, lan inti bakal ana ing tekanan. Bisa dideleng manawa owah-owahan lan kahanan pungkasan stres transformasi fase persis ngelawan stres termal. Kajaba iku, amarga stres owah-owahan fase kedadeyan ing suhu rendah kanthi plastisitas rendah, deformasi angel ing wektu iki, mula stres owah-owahan fase luwih cenderung nyebabake retak ing benda kerja.
Ana akeh faktor sing mengaruhi ukuran stres transformasi fase. Saya cepet laju pendinginan baja ing kisaran suhu transformasi martensit, saya gedhe ukuran potongan baja, saya elek konduktivitas termal baja, saya gedhe volume spesifik martensit, saya gedhe stres transformasi fase. Saya gedhe. Kajaba iku, stres transformasi fase uga ana gandhengane karo komposisi baja lan kemampuan pengerasan baja. Contone, baja paduan tinggi karbon dhuwur nambah volume spesifik martensit amarga kandungan karbon sing dhuwur, sing kudune nambah stres transformasi fase baja. Nanging, nalika kandungan karbon mundhak, titik Ms mudhun, lan ana akeh austenit sing ditahan sawise pendinginan. Ekspansi volume mudhun lan stres sisa kurang.
(2) Deformasi benda kerja nalika quenching
Sajrone quenching, ana rong jinis utama deformasi ing benda kerja: sing pertama yaiku owah-owahan ing bentuk geometris benda kerja, sing diwujudake minangka owah-owahan ukuran lan wujud, asring diarani deformasi warping, sing disebabake dening stres quenching; liyane yaiku deformasi volume. , sing diwujudake minangka ekspansi utawa kontraksi proporsional saka volume benda kerja, sing disebabake dening owah-owahan volume tartamtu sajrone owah-owahan fase.
Deformasi lengkungan uga kalebu deformasi wujud lan deformasi puntiran. Deformasi puntiran utamane disebabake dening penempatan benda kerja sing ora bener ing tungku nalika dipanasake, utawa kurang perawatan pembentukan sawise koreksi deformasi sadurunge pendinginan, utawa pendinginan sing ora rata saka macem-macem bagean benda kerja nalika benda kerja didinginkan. Deformasi iki bisa dianalisis lan dirampungake kanggo kahanan tartamtu. Ing ngisor iki utamane ngrembug deformasi volume lan deformasi wujud.
1) Penyebab deformasi quenching lan aturan sing owah
Deformasi volume sing disebabake dening transformasi struktural Kahanan struktural benda kerja sadurunge quenching umume pearlit, yaiku struktur campuran ferit lan sementit, lan sawise quenching, iku minangka struktur martensitik. Volume spesifik jaringan sing beda-beda bakal nyebabake owah-owahan volume sadurunge lan sawise quenching, sing nyebabake deformasi. Nanging, deformasi iki mung nyebabake benda kerja ngembang lan nyusut kanthi proporsional, saengga ora ngganti bentuk benda kerja.
Kajaba iku, luwih akeh martensit ing struktur sawise perawatan panas, utawa luwih dhuwur kandungan karbon ing martensit, luwih gedhe ekspansi volume, lan luwih gedhe jumlah austenit sing ditahan, luwih sithik ekspansi volume. Mulane, owah-owahan volume bisa dikontrol kanthi ngontrol kandungan relatif martensit lan martensit residual sajrone perawatan panas. Yen dikontrol kanthi bener, volume ora bakal ngembang utawa menyusut.
Deformasi wujud sing disebabake dening stres termal Deformasi sing disebabake dening stres termal kedadeyan ing area suhu dhuwur ing ngendi kekuatan luluh bagean baja kurang, plastisitas dhuwur, permukaan cepet adhem, lan bedane suhu antarane njero lan njaba benda kerja paling gedhe. Ing wektu iki, stres termal sesaat yaiku stres tarik permukaan lan stres kompresi inti. Amarga suhu inti dhuwur ing wektu iki, kekuatan luluh luwih murah tinimbang permukaan, mula katon minangka deformasi ing tumindak stres kompresi multi-arah, yaiku, kubus kasebut bunder ing arah. Macem-macem. Akibate yaiku sing luwih gedhe nyusut, dene sing luwih cilik ngembang. Contone, silinder dawa nyepetake ing arah dawa lan ngembang ing arah diameter.
Deformasi wujud sing disebabake dening stres jaringan Deformasi sing disebabake dening stres jaringan uga kedadeyan ing wayahe awal nalika stres jaringan maksimal. Ing wektu iki, bedane suhu penampang gedhe, suhu inti luwih dhuwur, isih ana ing kahanan austenit, plastisitas apik, lan kekuatan luluh kurang. Tegangan jaringan sesaat yaiku tegangan tekan permukaan lan tegangan tarik inti. Mulane, deformasi kasebut diwujudake minangka pemanjangan inti ing sangisore aksi tegangan tarik multi-arah. Asilé yaiku ing sangisore aksi tegangan jaringan, sisih sing luwih gedhe saka benda kerja dadi dawa, dene sisih sing luwih cilik dadi cendhak. Contone, deformasi sing disebabake dening stres jaringan ing silinder dawa yaiku pemanjangan dawa lan pengurangan diameter.
Tabel 5.3 nuduhake aturan deformasi quenching saka macem-macem bagean baja khas.
2) Faktor-faktor sing mengaruhi deformasi quenching
Faktor-faktor sing mengaruhi deformasi quenching utamane yaiku komposisi kimia baja, struktur asli, geometri bagean-bagean lan proses perawatan panas.
3) Ngresiki retakan
Retakan ing bagean-bagean utamane kedadeyan ing tahap pungkasan pendinginan lan pendinginan, yaiku, sawise transformasi martensitik rampung utawa sawise pendinginan lengkap, kegagalan rapuh kedadeyan amarga tegangan tarik ing bagean ngluwihi kekuatan patah baja. Retakan biasane tegak lurus karo arah deformasi tarik maksimum, mula macem-macem bentuk retakan ing bagean utamane gumantung saka kahanan distribusi tegangan.
Jinis-jinis retakan quenching sing umum: Retakan longitudinal (aksial) utamane diasilake nalika tegangan tarik tangensial ngluwihi kekuatan patah bahan; retakan transversal dibentuk nalika tegangan tarik aksial gedhe sing dibentuk ing permukaan njero bagean ngluwihi kekuatan patah bahan. Retakan; retakan jaringan dibentuk ing sangisore aksi tegangan tarik rong dimensi ing permukaan; retakan sing ngelupas kedadeyan ing lapisan sing tipis banget, sing bisa kedadeyan nalika tegangan owah kanthi tajem lan tegangan tarik sing berlebihan tumindak ing arah radial. Jinis retakan.
Retakan longitudinal uga diarani retakan aksial. Retakan kedadeyan ing tegangan tarik maksimum cedhak permukaan bagean kasebut, lan duwe jerone tartamtu menyang tengah. Arah retakan umume sejajar karo sumbu, nanging arahe uga bisa owah nalika ana konsentrasi tegangan ing bagean kasebut utawa nalika ana cacat struktural internal.
Sawise benda kerja dipadamke kanthi lengkap, retakan longitudinal cenderung kedadeyan. Iki ana gandhengane karo tegangan tarik tangensial sing gedhe ing permukaan benda kerja sing dipadamke. Nalika kandungan karbon baja mundhak, kecenderungan kanggo mbentuk retakan longitudinal mundhak. Baja karbon rendah duwe volume spesifik martensit sing cilik lan tegangan termal sing kuwat. Ana tegangan tekan residu sing gedhe ing permukaan, mula ora gampang dipadamke. Nalika kandungan karbon mundhak, tegangan tekan permukaan mudhun lan tegangan struktural mundhak. Ing wektu sing padha, tegangan tarik puncak obah menyang lapisan permukaan. Mulane, baja karbon dhuwur rentan kanggo retakan quenching longitudinal nalika panas banget.
Ukuran bagean-bagean kasebut langsung mengaruhi ukuran lan distribusi tegangan sisa, lan kecenderungan retak quenching uga beda. Retakan longitudinal uga gampang dibentuk kanthi quenching ing kisaran ukuran penampang sing mbebayani. Kajaba iku, penyumbatan bahan mentah baja asring nyebabake retakan longitudinal. Amarga umume bagean baja digawe kanthi nggulung, inklusi non-emas, karbida, lan liya-liyane ing baja disebarake ing sadawane arah deformasi, nyebabake baja dadi anisotropik. Contone, yen baja perkakas duwe struktur kaya pita, kekuatan fraktur transversal sawise quenching 30% nganti 50% luwih cilik tinimbang kekuatan fraktur longitudinal. Yen ana faktor kayata inklusi non-emas ing baja sing nyebabake konsentrasi tegangan, sanajan tegangan tangensial luwih gedhe tinimbang tegangan aksial, retakan longitudinal gampang dibentuk ing kahanan tegangan sing sithik. Amarga alasan iki, kontrol ketat tingkat inklusi non-logam lan gula ing baja minangka faktor penting kanggo nyegah retakan quenching.
Karakteristik distribusi tegangan internal saka retakan transversal lan retakan busur yaiku: permukaan kena tegangan tekan. Sawise ninggalake permukaan kanggo jarak tartamtu, tegangan tekan owah dadi tegangan tarik sing gedhe. Retakan kedadeyan ing area tegangan tarik, banjur nalika tegangan internal nyebar menyang permukaan bagean mung yen disebarake maneh utawa kerapuhan baja luwih tambah.
Retakan transversal asring kedadeyan ing bagean poros gedhe, kayata roller, rotor turbin utawa bagean poros liyane. Ciri-cirine retakan yaiku tegak lurus karo arah sumbu lan pecah saka njero menyang njaba. Retakan kasebut asring kawangun sadurunge dikuatake lan disebabake dening stres termal. Tempa gedhe asring duwe cacat metalurgi kayata pori-pori, inklusi, retakan tempa lan bintik-bintik putih. Cacat kasebut dadi titik wiwitan fraktur lan pecah ing tumindak stres tarik aksial. Retakan busur disebabake dening stres termal lan biasane disebarake ing bentuk busur ing bagean sing bentuk bagean kasebut owah. Iki utamane kedadeyan ing njero benda kerja utawa cedhak pinggiran sing tajem, alur lan bolongan, lan disebarake ing bentuk busur. Nalika bagean baja karbon dhuwur kanthi diameter utawa kekandelan 80 nganti 100 mm utawa luwih ora dipadamke, permukaan bakal nuduhake stres tekan lan tengah bakal nuduhake stres tarik. Stres, stres tarik maksimum kedadeyan ing zona transisi saka lapisan sing dikuatake menyang lapisan sing ora dikuatake, lan retakan busur kedadeyan ing wilayah kasebut. Kajaba iku, laju pendinginan ing pinggir lan pojok sing landhep cepet lan kabeh wis padam. Nalika pindhah menyang bagean sing alus, yaiku, menyang area sing ora atos, zona tegangan tarik maksimum katon ing kene, saengga retakan busur cenderung kedadeyan. Laju pendinginan cedhak bolongan pin, alur utawa bolongan tengah benda kerja alon, lapisan atos sing cocog tipis, lan tegangan tarik cedhak zona transisi sing atos bisa kanthi gampang nyebabake retakan busur.
Retakan retikular, uga dikenal minangka retakan permukaan, yaiku retakan permukaan. Jerone retakan cethek, umume sekitar 0,01 ~ 1,5 mm. Ciri utama saka jinis retakan iki yaiku arah retakan sing ora teratur ora ana hubungane karo bentuk bagean kasebut. Akeh retakan sing nyambung siji lan sijine kanggo mbentuk jaringan lan kasebar kanthi wiyar. Nalika jerone retakan luwih gedhe, kayata luwih saka 1 mm, karakteristik jaringan ilang lan dadi retakan sing berorientasi acak utawa kasebar kanthi longitudinal. Retakan jaringan ana hubungane karo kahanan tegangan tarik rong dimensi ing permukaan.
Bagean baja karbon dhuwur utawa karburasi kanthi lapisan dekarburisasi ing permukaan rentan mbentuk retakan jaringan nalika quenching. Iki amarga lapisan permukaan nduweni kandungan karbon sing luwih murah lan volume spesifik sing luwih cilik tinimbang lapisan njero martensit. Sajrone quenching, lapisan permukaan karbida kena tegangan tarik. Bagean sing lapisan defosforisasi durung dicopot kanthi lengkap sajrone proses mekanik uga bakal mbentuk retakan jaringan sajrone quenching permukaan frekuensi dhuwur utawa geni. Kanggo nyegah retakan kasebut, kualitas permukaan bagean kasebut kudu dikontrol kanthi ketat, lan pengelasan oksidasi kudu dicegah sajrone perawatan panas. Kajaba iku, sawise die tempa digunakake sajrone wektu tartamtu, retakan kelelahan termal sing katon ing strip utawa jaringan ing rongga lan retakan ing proses penggilingan bagean sing quenched kabeh kalebu ing bentuk iki.
Retakan sing ngelupas kedadeyan ing area sing sempit banget ing lapisan permukaan. Tegangan tekan tumindak ing arah aksial lan tangensial, lan tegangan tarik kedadeyan ing arah radial. Retakan kasebut sejajar karo permukaan bagean kasebut. Pengelupasan lapisan sing atos sawise pendinginan permukaan lan bagean karburasi didinginkan kalebu retakan kasebut. Kedadeyan kasebut ana gandhengane karo struktur sing ora rata ing lapisan sing atos. Contone, sawise baja karburasi paduan didinginkan kanthi kecepatan tartamtu, struktur ing lapisan karburasi yaiku: lapisan njaba pearlit sing alus banget + karbida, lan sublapisan kasebut yaiku martensit + Austenit residual, lapisan njero yaiku pearlit sing alus utawa struktur pearlit sing alus banget. Amarga volume spesifik pembentukan sublapisan martensit paling gedhe, asil ekspansi volume yaiku tegangan tekan tumindak ing lapisan permukaan ing arah aksial lan tangensial, lan tegangan tarik kedadeyan ing arah radial, lan mutasi tegangan kedadeyan ing njero, transisi menyang kahanan tegangan tekan, lan retakan sing ngelupas kedadeyan ing area sing tipis banget ing ngendi transisi tegangan kanthi tajem. Lumrahé, retakan ndhelik ing njero sejajar karo permukaan, lan ing kasus sing parah bisa nyebabake permukaan ngelupas. Yen laju pendinginan bagean sing dikarburisasi saya cepet utawa suda, struktur martensit sing seragam utawa struktur pearlit ultra-halus bisa dipikolehi ing lapisan karburisasi, sing bisa nyegah kedadeyan retakan kasebut. Kajaba iku, sajrone pendinginan permukaan frekuensi dhuwur utawa geni, permukaan asring panas banget lan inhomogenitas struktural ing sadawane lapisan sing atos bisa kanthi gampang mbentuk retakan permukaan kasebut.
Retakan mikro iku béda karo papat retakan sing wis kasebut ing ndhuwur amarga disebabake dening tekanan mikro. Retakan intergranular sing muncul sawisé pendinginan, panas banget, lan panggilingan baja perkakas karbon dhuwur utawa benda kerja karburasi, uga retakan sing disebabake dening tempering bagean sing wis didinginkan sing ora tepat wektu, kabeh ana hubungane karo anané lan ekspansi retakan mikro ing baja kasebut.
Retakan mikro kudu ditliti ing mikroskop. Biasane kedadeyan ing wates butir austenit asli utawa ing sambungan lembaran martensit. Sawetara retakan nembus lembaran martensit. Riset nuduhake yen retakan mikro luwih umum ing martensit kembar sing rapuh. Alesane yaiku martensit sing rapuh tabrakan karo siji liyane nalika tuwuh kanthi kecepatan dhuwur lan ngasilake stres sing dhuwur. Nanging, martensit kembar dhewe rapuh lan ora bisa ngasilake Deformasi plastik sing ngendhokke stres, saengga gampang nyebabake retakan mikro. Butiran austenit kasar lan kerentanan marang retakan mikro mundhak. Anane retakan mikro ing baja bakal nyuda kekuatan lan plastisitas bagean sing dipadamkan kanthi signifikan, sing nyebabake kerusakan awal (fraktur) bagean kasebut.
Kanggo nyegah retakan mikro ing bagean baja karbon dhuwur, langkah-langkah kaya suhu pemanasan pendinginan sing luwih murah, entuk struktur martensit sing apik, lan nyuda kandungan karbon ing martensit bisa ditindakake. Kajaba iku, tempering sing tepat wektu sawise pendinginan minangka cara sing efektif kanggo nyuda stres internal. Tes wis mbuktekake manawa sawise tempering sing cukup ing ndhuwur 200°C, karbida sing diendapkan ing retakan duwe efek "ngelas" retakan, sing bisa nyuda bebaya retakan mikro kanthi signifikan.
Ing ndhuwur iki minangka diskusi babagan panyebab lan cara pencegahan retakan adhedhasar pola distribusi retakan. Ing produksi nyata, distribusi retakan beda-beda amarga faktor-faktor kayata kualitas baja, bentuk bagean, lan teknologi pangolahan panas lan adhem. Kadhangkala retakan wis ana sadurunge perawatan panas lan luwih ngembang sajrone proses quenching; kadhangkala sawetara bentuk retakan bisa katon ing bagean sing padha ing wektu sing padha. Ing kasus iki, adhedhasar karakteristik morfologis retakan, analisis makroskopik permukaan fraktur, pemeriksaan metalografi, lan yen perlu, analisis kimia lan cara liyane kudu digunakake kanggo nindakake analisis lengkap saka kualitas bahan, struktur organisasi nganti panyebab stres perawatan panas kanggo nemokake retakan. panyebab utama lan banjur nemtokake langkah-langkah pencegahan sing efektif.
Analisis retakan minangka cara penting kanggo nganalisis panyebab retakan. Sembarang retakan nduweni titik wiwitan kanggo retakan. Retakan sing wis dipadhetke biasane diwiwiti saka titik konvergensi retakan radial.
Yen asal-usul retakan ana ing permukaan bagean kasebut, tegese retakan kasebut disebabake dening tegangan tarik sing gedhe banget ing permukaan kasebut. Yen ora ana cacat struktural kayata inklusi ing permukaan, nanging ana faktor konsentrasi tegangan kayata bekas piso sing parah, skala oksida, pojok sing landhep ing bagean baja, utawa bagean mutasi struktural, retakan bisa kedadeyan.
Yen asale retakan ana ing njero bagean kasebut, iki ana gandhengane karo cacat materi utawa tegangan tarik sisa internal sing berlebihan. Permukaan fraktur saka quenching normal awujud abu-abu lan porselen alus. Yen permukaan fraktur awujud abu-abu peteng lan kasar, iki disebabake dening panas banget utawa jaringan asli kandel.
Umumé, ora kena ana warna oksidasi ing bagean kaca saka retakan quenching, lan ora kena ana dekarburisasi ing sekitar retakan kasebut. Yen ana dekarburisasi ing sekitar retakan utawa warna oksidasi ing bagean retakan, iki nuduhake yen bagean kasebut wis duwe retakan sadurunge quenching, lan retakan asli bakal ngembang amarga pengaruh stres perawatan panas. Yen karbida lan inklusi sing dipisahake katon cedhak retakan bagean kasebut, tegese retakan kasebut ana gandhengane karo segregasi karbida sing parah ing bahan mentah utawa anané inklusi. Yen retakan mung katon ing pojok sing tajem utawa bagean mutasi bentuk bagean kasebut tanpa fenomena ing ndhuwur, tegese retakan kasebut disebabake dening desain struktural bagean sing ora masuk akal utawa langkah-langkah sing ora tepat kanggo nyegah retakan, utawa stres perawatan panas sing berlebihan.
Kajaba iku, retakan ing perawatan panas kimia lan bagean pendinginan permukaan biasane katon cedhak lapisan sing wis atos. Ngapikake struktur lapisan sing atos lan nyuda stres perawatan panas minangka cara penting kanggo nyegah retakan permukaan.
Wektu kiriman: 22 Mei 2024