La difino kaj celo de sensoifigado
La ŝtalo estas varmigita ĝis temperaturo super la kritika punkto Ac3 (hipoeŭtektoida ŝtalo) aŭ Ac1 (hipereŭtektoida ŝtalo), konservata dum certa tempodaŭro por plene aŭ parte aŭsteniĝi, kaj poste malvarmigita je rapideco pli granda ol la kritika malvarmiga rapideco. La varmotraktada procezo, kiu transformas supermalvarmigitan aŭsteniton en martensiton aŭ pli malaltan bainiton, nomiĝas malvarmigo.
La celo de malvarmigo estas transformi la supermalvarmigitan aŭsteniton en martensiton aŭ bainiton por akiri martensitan aŭ malpli bainitan strukturon, kiu poste estas kombinita kun hardado je malsamaj temperaturoj por multe plibonigi la forton, malmolecon kaj reziston de la ŝtalo. Eluziĝemo, lacecrezisto kaj dureco, ktp., por plenumi la malsamajn uzkondiĉojn de diversaj mekanikaj partoj kaj iloj. Malvarmigo ankaŭ povas esti uzata por plenumi la specialajn fizikajn kaj kemiajn ecojn de certaj specialaj ŝtaloj, kiel ekzemple feromagnetismo kaj korodrezisto.
Kiam ŝtalpartoj estas malvarmigitaj en sensoifiga medio kun ŝanĝoj en fizika stato, la malvarmigprocezo estas ĝenerale dividita en la jenajn tri stadiojn: vaporfilma stadio, bolanta stadio kaj konvekta stadio.
Hardebleco de ŝtalo
Hardebleco kaj hardebleco estas du rendimentaj indikiloj, kiuj karakterizas la kapablon de ŝtalo sperti malvarmigon. Ili ankaŭ estas grava bazo por materiala elekto kaj uzo.
1. La konceptoj de hardeblo kaj hardeblo
Hardebleco estas la kapablo de ŝtalo atingi la plej altan malmolecon, kiun ĝi povas atingi, kiam ĝi estas malvarmigita kaj hardita sub idealaj kondiĉoj. La ĉefa faktoro, kiu determinas la hardeblecon de ŝtalo, estas la karbona enhavo de la ŝtalo. Pli precize, temas pri la karbona enhavo dissolvita en la aŭstenito dum malvarmigo kaj varmigo. Ju pli alta estas la karbona enhavo, des pli alta estas la hardebleco de la ŝtalo. La alojaj elementoj en ŝtalo havas malmultan efikon sur la hardeblecon, sed ili havas signifan efikon sur la hardeblecon de la ŝtalo.
Hardebleco rilatas al la karakterizaĵoj, kiuj determinas la hardprofundon kaj malmolecdistribuon de ŝtalo sub specifaj kondiĉoj. Tio estas, la kapablo atingi la profundon de la hardita tavolo kiam ŝtalo estas malvarmigita. Ĝi estas eneca eco de ŝtalo. Hardebleco fakte reflektas la facilecon, kun kiu aŭstenito transformiĝas en martensiton kiam la ŝtalo estas malvarmigita. Ĝi estas ĉefe rilata al la stabileco de la supermalvarmigita aŭstenito de la ŝtalo, aŭ al la kritika malvarmiĝrapideco de malvarmigo de la ŝtalo.
Ankaŭ notindas, ke la hardebleco de ŝtalo devas esti distingita de la efektiva hardiĝoprofundo de ŝtalpartoj sub specifaj malvarmigaj kondiĉoj. La hardebleco de ŝtalo estas eneca eco de la ŝtalo mem. Ĝi dependas nur de siaj propraj internaj faktoroj kaj neniel rilatas al eksteraj faktoroj. La efektiva hardiĝoprofundo de ŝtalo ne nur dependas de la hardebleco de la ŝtalo, sed ankaŭ de la uzata materialo. Ĝi rilatas al eksteraj faktoroj kiel la malvarmiga medio kaj la grandeco de la laborpeco. Ekzemple, sub la samaj aŭstenigaj kondiĉoj, la hardebleco de la sama ŝtalo estas la sama, sed la efektiva hardiĝoprofundo de akva malvarmigo estas pli granda ol tiu de olea malvarmigo, kaj malgrandaj partoj estas pli malgrandaj ol tiu de olea malvarmigo. La efektiva hardiĝoprofundo de grandaj partoj estas granda. Tio ne povas esti dirita, ke akva malvarmigo havas pli altan hardeblecon ol olea malvarmigo. Ne povas esti dirita, ke malgrandaj partoj havas pli altan hardeblecon ol grandaj partoj. Videblas, ke por taksi la hardeblecon de ŝtalo, la influo de eksteraj faktoroj kiel la formo, grandeco, malvarmiga medio, ktp. de la laborpeco devas esti forigita.
Krome, ĉar hardebleco kaj hardeblo estas du malsamaj konceptoj, ŝtalo kun alta malmoleco post malvarmigo ne nepre havas altan hardeblecon; kaj ŝtalo kun malalta malmoleco ankaŭ povas havi altan hardeblecon.
2. Faktoroj influantaj hardeblon
La hardebleco de ŝtalo dependas de la stabileco de aŭstenito. Ĉiu ajn faktoro, kiu povas plibonigi la stabilecon de supermalvarmigita aŭstenito, ŝovi la C-kurbon dekstren, kaj tiel redukti la kritikan malvarmiĝrapidecon, povas plibonigi la hardeblecon de alt-hardita ŝtalo. La stabileco de aŭstenito ĉefe dependas de ĝia kemia konsisto, grenograndeco kaj konsistohomogeneco, kiuj rilatas al la kemia konsisto de la ŝtalo kaj varmigkondiĉoj.
3. Mezurmetodo de hardenebleco
Ekzistas multaj metodoj por mezuri la hardeblecon de ŝtalo, la plej ofte uzataj estas la kritika diametro-mezurmetodo kaj la fina hardebleco-testmetodo.
(1) Metodo de mezurado de kritika diametro
Post kiam la ŝtalo estas malvarmigita en certa medio, la maksimuma diametro kiam la kerno akiras tute martensitan aŭ 50%-an martensitan strukturon estas nomata la kritika diametro, reprezentita per Dc. La kritika diametro-mezura metodo estas fari serion de rondaj stangoj kun malsamaj diametroj, kaj post malvarmigo, mezuri la malmolec-kurbon U distribuitan laŭ la diametro sur ĉiu prova sekcio, kaj trovi la stangon kun la duon-martensita strukturo en la centro. La diametro de la ronda stango estas la kritika diametro. Ju pli granda la kritika diametro, des pli alta la hardebleco de la ŝtalo.
(2) Metodo de fina malvarmigo
La metodo de fina malvarmigo uzas normgrandan specimenon de fina malvarmigo (Ф25mm×100mm). Post aŭstenigo, akvo estas ŝprucita sur unu finon de la specimeno per speciala ekipaĵo por malvarmigi ĝin. Post malvarmigo, la malmoleco estas mezurata laŭ la aksoodirekto - de la akvomalvarmigita fino. Testmetodo por distancrilata kurbo. La metodo de fina hardiĝo estas unu el la metodoj por determini la hardeblecon de ŝtalo. Ĝiaj avantaĝoj estas simpla operacio kaj larĝa aplika gamo.
4. Malfortigo de streso, deformado kaj fendado
(1) Interna streĉo de la laborpeco dum malvarmigo
Kiam la laborpeco estas rapide malvarmigita en la malvarmiga medio, ĉar la laborpeco havas certan grandecon kaj la varmokondukteca koeficiento ankaŭ estas certa valoro, certa temperaturgradiento okazos laŭlonge de la interna sekcio de la laborpeco dum la malvarmiga procezo. La surfaca temperaturo estas malalta, la kerna temperaturo estas alta, kaj la surfacaj kaj kernaj temperaturoj estas altaj. Ekzistas temperaturdiferenco. Dum la malvarmiga procezo de la laborpeco, ekzistas ankaŭ du fizikaj fenomenoj: unu estas termika ekspansio, kiam la temperaturo malaltiĝas, la linia longo de la laborpeco ŝrumpiĝas; la alia estas la transformo de aŭstenito al martensito kiam la temperaturo falas al la martensita transformpunkto, kio pliigos la specifan volumenon. Pro la temperaturdiferenco dum la malvarmiga procezo, la kvanto de termika ekspansio estos malsama ĉe malsamaj partoj laŭlonge de la transversa sekcio de la laborpeco, kaj interna streĉo estos generita en malsamaj partoj de la laborpeco. Pro la ekzisto de temperaturdiferencoj ene de la laborpeco, povas ankaŭ esti partoj kie la temperaturo malaltiĝas pli rapide ol la punkto kie martensito okazas. Transformiĝante, la volumeno disetendiĝas, kaj la partoj kun alta temperaturo estas ankoraŭ pli altaj ol la punkto kaj ankoraŭ estas en la aŭstenita stato. Ĉi tiuj malsamaj partoj ankaŭ generos internan streĉon pro diferencoj en specifaj volumenaj ŝanĝoj. Tial, du specoj de interna streĉo povas esti generitaj dum la malvarmigo- kaj malvarmigoprocezoj: unu estas termika streĉo; la alia estas hista streĉo.
Laŭ la karakterizaĵoj de la ekzistotempo de interna streĉo, ĝi ankaŭ povas esti dividita en tujan streĉon kaj restan streĉon. La interna streĉo generita de la laborpeco je certa momento dum la malvarmiĝoprocezo nomiĝas tuja streĉo; post kiam la laborpeco malvarmiĝis, la streĉo restanta interne de la laborpeco nomiĝas resta streĉo.
Termika streĉo rilatas al la streĉo kaŭzita de malkonsekvenca termika ekspansio (aŭ malvarma kuntiriĝo) pro temperaturdiferencoj en malsamaj partoj de la laborpeco kiam ĝi estas varmigita (aŭ malvarmigita).
Nun prenu solidan cilindron kiel ekzemplon por ilustri la formiĝon kaj ŝanĝajn regulojn de interna streĉo dum ĝia malvarmiĝoprocezo. Nur la aksa streĉo estas diskutita ĉi tie. Ĉe la komenco de malvarmiĝo, ĉar la surfaco malvarmiĝas rapide, la temperaturo estas malalta, kaj ĝi multe ŝrumpas, dum la kerno malvarmiĝas, la temperaturo estas alta, kaj la ŝrumpado estas malgranda. Rezulte, la surfaco kaj la interno estas reciproke ligitaj, rezultante en streĉa streĉo sur la surfaco, dum la kerno estas sub premo. Dum malvarmiĝo okazas, la temperaturdiferenco inter la interno kaj la ekstero pliiĝas, kaj la interna streĉo ankaŭ laŭe pliiĝas. Kiam la streĉo pliiĝas por superi la streĉlimon je ĉi tiu temperaturo, okazas plasta deformado. Ĉar la dikeco de la koro estas pli alta ol tiu de la surfaco, la koro ĉiam unue ŝrumpas akse. Rezulte de plasta deformado, la interna streĉo ne plu pliiĝas. Post malvarmiĝo ĝis certa tempodaŭro, la malpliiĝo de la surfaca temperaturo iom post iom malrapidiĝos, kaj ĝia ŝrumpado ankaŭ iom post iom malpliiĝos. En ĉi tiu tempo, la kerno ankoraŭ ŝrumpas, do la streĉa streĉo sur la surfaco kaj la kunprema streĉo sur la kerno iom post iom malpliiĝos ĝis ili malaperos. Tamen, dum la malvarmiĝo daŭras, la surfaca humideco fariĝas pli kaj pli malalta, kaj la kvanto de ŝrumpado fariĝas malpli kaj pli malgranda, aŭ eĉ ĉesas ŝrumpi. Ĉar la temperaturo en la kerno estas ankoraŭ alta, ĝi daŭre ŝrumpos, kaj fine kunprema streĉo formiĝos sur la surfaco de la laborpeco, dum la kerno havos streĉon. Tamen, ĉar la temperaturo estas malalta, plasta deformado ne facile okazas, do ĉi tiu streĉo pliiĝos dum la malvarmiĝo daŭras. Ĝi daŭre pliiĝas kaj fine restas interne de la laborpeco kiel resta streĉo.
Videblas, ke la termika streĉo dum la malvarmiga procezo komence kaŭzas la streĉon de la surfaca tavolo kaj la kunpremon de la kerno, kaj la restanta resta streĉo estas la kunpremota surfaca tavolo kaj streĉota la kerno.
Resumante, la termika streĉo generita dum malvarmigo per malvarmigo estas kaŭzita de la temperaturdiferenco inter la transversaj sekcoj dum la malvarmiga procezo. Ju pli granda estas la malvarmiga rapido kaj ju pli granda estas la temperaturdiferenco inter la transversaj sekcoj, des pli granda estas la termika streĉo generita. Sub la samaj kondiĉoj de la malvarmiga medio, ju pli alta estas la varmigtemperaturo de la laborpeco, des pli granda estas la grandeco, des pli malgranda estas la termika konduktiveco de la ŝtalo, des pli granda estas la temperaturdiferenco ene de la laborpeco, kaj des pli granda estas la termika streĉo. Se la laborpeco estas malvarmigita neegale je alta temperaturo, ĝi estos distordita kaj misformita. Se la tuja streĉo generita dum la malvarmiga procezo de la laborpeco estas pli granda ol la streĉrezisto de la materialo, okazos fendetoj pro malvarmigo per malvarmigo.
Faztransforma streĉo rilatas al la streĉo kaŭzita de la malsama tempigo de faztransformo en diversaj partoj de la laborpeco dum la varmotraktada procezo, ankaŭ konata kiel hista streĉo.
Dum malvarmigo kaj rapida malvarmigo, kiam la surfaca tavolo malvarmiĝas ĝis la Ms-punkto, okazas martensita transformo, kiu kaŭzas volumenan ekspansion. Tamen, pro la obstrukco de la kerno, kiu ankoraŭ ne spertis transformon, la surfaca tavolo generas kunpreman streĉon, dum la kerno havas streĉan streĉon. Kiam la streĉo estas sufiĉe granda, ĝi kaŭzas deformadon. Kiam la kerno malvarmiĝas ĝis la Ms-punkto, ĝi ankaŭ spertas martensitan transformon kaj disetendiĝas laŭ volumeno. Tamen, pro la limigoj de la transformita surfaca tavolo kun malalta plastikeco kaj alta forto, ĝia fina resta streĉo estos en la formo de surfaca tensio, kaj la kerno estos sub premo. Videblas, ke la ŝanĝo kaj fina stato de faztransforma streĉo estas ĝuste kontraŭaj al termika streĉo. Krome, ĉar fazŝanĝa streĉo okazas je malaltaj temperaturoj kun malalta plastikeco, deformado estas malfacila en ĉi tiu tempo, do fazŝanĝa streĉo pli verŝajne kaŭzas fendadon de la laborpeco.
Multaj faktoroj influas la grandecon de la faztransforma streĉo. Ju pli rapida estas la malvarmiĝo de la ŝtalo en la martensita transforma temperaturintervalo, ju pli granda estas la grandeco de la ŝtalpeco, des pli malbona estas la varmokondukteco de la ŝtalo, ju pli granda estas la specifa volumeno de martensito, des pli granda estas la faztransforma streĉo. Ju pli granda ĝi fariĝas. Krome, la faztransforma streĉo ankaŭ rilatas al la konsisto de la ŝtalo kaj la hardebleco de la ŝtalo. Ekzemple, altkarbona altaloja ŝtalo pliigas la specifan volumenon de martensito pro sia alta karbonenhavo, kio devus pliigi la faztransforman streĉon de la ŝtalo. Tamen, kiam la karbonenhavo pliiĝas, la Ms-punkto malpliiĝas, kaj post malvarmigo restas granda kvanto da retenita aŭstenito. Ĝia volumena ekspansio malpliiĝas kaj la resta streĉo estas malalta.
(2) Deformado de la laborpeco dum malvarmigo
Dum malvarmigo, ekzistas du ĉefaj tipoj de deformado en la laborpeco: unu estas la ŝanĝo en la geometria formo de la laborpeco, kiu manifestiĝas kiel ŝanĝoj en grandeco kaj formo, ofte nomata varpa deformado, kiu estas kaŭzita de malvarmiga streĉo; la alia estas volumena deformado, kiu manifestiĝas kiel proporcia ekspansio aŭ kuntiriĝo de la volumeno de la laborpeco, kiu estas kaŭzita de la ŝanĝo en specifa volumeno dum fazoŝanĝo.
Varpa deformado ankaŭ inkluzivas formo-deformadon kaj tordan deformadon. Torda deformado estas ĉefe kaŭzita de neĝusta lokigo de la laborpeco en la forno dum varmigo, aŭ manko de formado-traktado post deformad-korekto antaŭ malvarmigo, aŭ neegala malvarmigo de diversaj partoj de la laborpeco kiam la laborpeco estas malvarmigita. Ĉi tiu deformado povas esti analizita kaj solvita por specifaj situacioj. La sekvanta ĉefe diskutas volumenan deformadon kaj formo-deformadon.
1) Kaŭzoj de malvarmiga deformado kaj ĝiaj ŝanĝiĝantaj reguloj
Volumena deformado kaŭzita de struktura transformo La struktura stato de la laborpeco antaŭ malvarmigo estas ĝenerale perlito, tio estas, miksita strukturo de ferito kaj cementito, kaj post malvarmigo ĝi estas martensitika strukturo. La malsamaj specifaj volumoj de ĉi tiuj histoj kaŭzos volumenajn ŝanĝojn antaŭ kaj post malvarmigo, rezultante en deformado. Tamen, ĉi tiu deformado nur kaŭzas, ke la laborpeco disetendiĝas kaj kuntiriĝas proporcie, do ĝi ne ŝanĝas la formon de la laborpeco.
Krome, ju pli da martensito estas en la strukturo post varmotraktado, aŭ ju pli alta estas la karbona enhavo en la martensito, des pli granda estas ĝia volumena ekspansio, kaj ju pli granda estas la kvanto de retenita aŭstenito, des malpli granda estas la volumena ekspansio. Tial, la volumena ŝanĝo povas esti kontrolita per kontrolado de la relativa enhavo de martensito kaj resta martensito dum varmotraktado. Se ĝuste kontrolita, la volumeno nek ekspansios nek ŝrumpos.
Formdeformado kaŭzita de termika streĉo Deformado kaŭzita de termika streĉo okazas en alttemperaturaj areoj, kie la streĉa forto de ŝtalaj partoj estas malalta, la plastikeco estas alta, la surfaco rapide malvarmiĝas, kaj la temperaturdiferenco inter la interno kaj ekstero de la laborpeco estas la plej granda. Tiam, la tuja termika streĉo estas surfaca streĉo kaj kerna kunprema streĉo. Ĉar la kerna temperaturo estas alta tiam, la streĉa forto estas multe pli malalta ol la surfaco, do ĝi manifestiĝas kiel deformado sub la ago de multdirekta kunprema streĉo, tio estas, la kubo estas sfera laŭ direkto. Diverseco. La rezulto estas, ke la pli granda ŝrumpas, dum la pli malgranda disetendiĝas. Ekzemple, longa cilindro mallongiĝas laŭ la longodirekto kaj disetendiĝas laŭ la diametrodirekto.
Formodeformado kaŭzita de hista streĉo Deformado kaŭzita de hista streĉo ankaŭ okazas en la frua momento kiam la hista streĉo estas maksimuma. Tiam, la temperaturdiferenco de la sekco estas granda, la kerna temperaturo estas pli alta, ĝi ankoraŭ estas en la aŭstenita stato, la plastikeco estas bona, kaj la streĉa forto estas malalta. La tuja hista streĉo estas surfaca kunprema streĉo kaj kerna streĉo. Tial, la deformado manifestiĝas kiel plilongigo de la kerno sub la ago de multdirekta streĉo. La rezulto estas, ke sub la ago de hista streĉo, la pli granda flanko de la laborpeco plilongiĝas, dum la pli malgranda flanko mallongiĝas. Ekzemple, la deformado kaŭzita de hista streĉo en longa cilindro estas plilongigo en longo kaj redukto en diametro.
Tabelo 5.3 montras la regulojn pri deformado pro malvarmigo de diversaj tipaj ŝtalpartoj.
2) Faktoroj influantaj malvarmigan deformadon
La faktoroj, kiuj influas la malvarmigan deformadon, estas ĉefe la kemia konsisto de la ŝtalo, la originala strukturo, la geometrio de la partoj kaj la varmotraktada procezo.
3) Senstingado de fendetoj
Fendetoj en partoj ĉefe okazas en la malfrua stadio de malvarmigo kaj malvarmigo, tio estas, post kiam la martensita transformo estas baze kompleta aŭ post kompleta malvarmigo, rompiĝema difekto okazas ĉar la streĉa ŝarĝo en la partoj superas la rompiĝan forton de la ŝtalo. Fendetoj kutime estas perpendikularaj al la direkto de maksimuma streĉa deformado, do malsamaj formoj de fendetoj en partoj ĉefe dependas de la streĉa distribua stato.
Oftaj tipoj de malvarmigaj fendetoj: Longitudaj (aksaj) fendetoj ĉefe generiĝas kiam la tanĝanta streĉo superas la rompiĝan forton de la materialo; transversaj fendetoj formiĝas kiam la granda aksa streĉo formita sur la interna surfaco de la parto superas la rompiĝan forton de la materialo. Fendetoj; retfendetoj formiĝas sub la ago de dudimensia streĉo sur la surfaco; senŝeliĝantaj fendetoj okazas en tre maldika hardita tavolo, kio povas okazi kiam la streĉo ŝanĝiĝas akre kaj troa streĉo agas en la radiala direkto. Speco de fendeto.
Longitudaj fendetoj ankaŭ nomiĝas aksaj fendetoj. Fendetoj okazas ĉe la maksimuma streĉo proksime al la surfaco de la parto, kaj havas certan profundon direkte al la centro. La direkto de la fendetoj estas ĝenerale paralela al la akso, sed la direkto ankaŭ povas ŝanĝiĝi kiam estas streĉkoncentriĝo en la parto aŭ kiam estas internaj strukturaj difektoj.
Post kiam la laborpeco estas tute malvarmigita, longitudaj fendetoj emas aperi. Ĉi tio rilatas al la granda tanĝanta streĉa streĉo sur la surfaco de la malvarmigita laborpeco. Kiam la karbonenhavo de la ŝtalo pliiĝas, la tendenco formi longitudajn fendetojn pliiĝas. Malaltkarbona ŝtalo havas malgrandan specifan volumenon de martensito kaj fortan termikan streĉon. Ekzistas granda resta kunprema streĉo sur la surfaco, do ĝi ne facile malvarmiĝas. Kiam la karbonenhavo pliiĝas, la surfaca kunprema streĉo malpliiĝas kaj la struktura streĉo pliiĝas. Samtempe, la pinta streĉa streĉo moviĝas al la surfaca tavolo. Tial, altkarbona ŝtalo emas al longitudaj malvarmigaj fendetoj kiam trovarmigita.
La grandeco de la partoj rekte influas la grandecon kaj distribuon de resta streĉo, kaj ĝia tendenco al fendado pro malvarmigo ankaŭ estas malsama. Longitudaj fendetoj ankaŭ facile formiĝas per malvarmigo ene de la danĝera transversa sekca grandecintervalo. Krome, la blokado de ŝtalaj krudmaterialoj ofte kaŭzas longitudajn fendetojn. Ĉar la plej multaj ŝtalpartoj estas faritaj per rulado, ne-oraj inkluzivaĵoj, karbidoj, ktp. en la ŝtalo estas distribuitaj laŭ la deforma direkto, kaŭzante anizotropecon de la ŝtalo. Ekzemple, se la ilŝtalo havas bendsimilan strukturon, ĝia transversa frakturrezisto post malvarmigo estas 30% ĝis 50% pli malgranda ol la longituda frakturrezisto. Se ekzistas faktoroj kiel ne-oraj inkluzivaĵoj en la ŝtalo, kiuj kaŭzas streĉkoncentriĝon, eĉ se la tanĝanta streĉo estas pli granda ol la aksa streĉo, longitudaj fendetoj facile formiĝas sub malaltaj streĉkondiĉoj. Tial, strikta kontrolo de la nivelo de ne-metalaj inkluzivaĵoj kaj sukero en ŝtalo estas grava faktoro por malhelpi malvarmigajn fendetojn.
La karakterizaĵoj de interna streĉa distribuo de transversaj fendetoj kaj arkfendetoj estas: la surfaco estas submetita al kunprema streĉo. Post forlaso de la surfaco je certa distanco, la kunprema streĉo ŝanĝiĝas al granda streĉa streĉo. La fendeto okazas en la areo de la streĉa streĉo, kaj poste kiam la interna streĉo disvastiĝas al la surfaco de la parto nur se ĝi estas redistribuita aŭ la rompiĝemo de la ŝtalo plue pliiĝas.
Transversaj fendetoj ofte okazas en grandaj ŝaftopartoj, kiel ekzemple rulpremiloj, turbinrotoroj aŭ aliaj ŝaftopartoj. La karakterizaĵoj de la fendetoj estas, ke ili estas perpendikularaj al la aksoodirekto kaj rompiĝas de interne al ekstere. Ili ofte formiĝas antaŭ ol ili estas harditaj kaj estas kaŭzitaj de termika streĉo. Grandaj forĝaĵoj ofte havas metalurgiajn difektojn kiel porojn, enfermaĵojn, forĝajn fendetojn kaj blankajn makulojn. Ĉi tiuj difektoj servas kiel la deirpunkto por rompo kaj rompiĝo sub la ago de aksa streĉa streĉo. Arkfendetoj estas kaŭzitaj de termika streĉo kaj kutime estas distribuitaj en arka formo ĉe la partoj kie la formo de la parto ŝanĝiĝas. Ĝi ĉefe okazas interne de la laborpeco aŭ proksime al akraj randoj, kaneloj kaj truoj, kaj estas distribuita en arka formo. Kiam altkarbonaj ŝtalpartoj kun diametro aŭ dikeco de 80 ĝis 100 mm aŭ pli ne estas malvarmigitaj, la surfaco montros kunpreman streĉon kaj la centro montros streĉan streĉon. Streĉo, la maksimuma streĉa streĉo okazas en la transira zono de la hardita tavolo al la ne-hardita tavolo, kaj arkfendetoj okazas en ĉi tiuj areoj. Krome, la malvarmiĝrapideco ĉe akraj randoj kaj anguloj estas rapida kaj ĉiuj estas malvarmigitaj. Dum transiro al mildaj partoj, tio estas, al la nehardita areo, la zono de maksimuma streĉa streĉo aperas ĉi tie, do arkaj fendetoj emas okazi. La malvarmiĝrapideco proksime al la pinglotruo, kanelo aŭ centra truo de la laborpeco estas malrapida, la koresponda hardita tavolo estas maldika, kaj la streĉa streĉo proksime al la hardita transira zono povas facile kaŭzi arkajn fendetojn.
Retoformaj fendetoj, ankaŭ konataj kiel surfacaj fendetoj, estas surfacaj fendetoj. La profundo de la fendo estas malprofunda, ĝenerale ĉirkaŭ 0,01~1,5 mm. La ĉefa karakterizaĵo de ĉi tiu speco de fendo estas, ke la arbitra direkto de la fendo tute ne rilatas al la formo de la parto. Multaj fendetoj estas konektitaj unu al la alia por formi reton kaj estas vaste distribuitaj. Kiam la profundo de la fendo estas pli granda, ekzemple pli ol 1 mm, la retaj karakterizaĵoj malaperas kaj fariĝas hazarde orientitaj aŭ laŭlonge distribuitaj fendetoj. Retaj fendetoj rilatas al la stato de dudimensia streĉa ŝarĝo sur la surfaco.
Altkarbonaj aŭ karbizitaj ŝtalaj partoj kun senkarbonigita tavolo sur la surfaco emas formi retfendojn dum malvarmigo. Tio estas ĉar la surfaca tavolo havas pli malaltan karbonan enhavon kaj pli malgrandan specifan volumenon ol la interna tavolo de martensito. Dum malvarmigo, la surfaca tavolo de la karbido estas submetita al streĉa ŝarĝo. Partoj, kies senfosforiga tavolo ne estis tute forigita dum mekanika prilaborado, ankaŭ formos retfendojn dum altfrekvenca aŭ flama surfaca malvarmigo. Por eviti tiajn fendojn, la surfaca kvalito de la partoj devas esti strikte kontrolata, kaj oksidiga veldado devas esti evitata dum varmotraktado. Krome, post kiam la forĝa ŝimo estas uzata dum certa tempodaŭro, termikaj laciĝfendoj, kiuj aperas en strioj aŭ retoj en la kavaĵo, kaj fendoj dum la muelado de malvarmigitaj partoj ĉiuj apartenas al ĉi tiu formo.
Senŝeliĝantaj fendetoj okazas en tre mallarĝa areo de la surfaca tavolo. Kunprema streĉo agas en la aksa kaj tanĝanta direktoj, kaj streĉa streĉo okazas en la radiala direkto. La fendetoj estas paralelaj al la surfaco de la parto. La senŝeliĝo de la hardita tavolo post surfaca malvarmigo kaj karbonigo de la partoj apartenas al tiaj fendetoj. Ĝia apero rilatas al la malebena strukturo en la hardita tavolo. Ekzemple, post kiam aloja karbonigita ŝtalo estas malvarmigita je certa rapideco, la strukturo en la karbonigita tavolo estas: ekstera tavolo el ekstreme fajna perlito + karbido, kaj la subtavolo estas martensito + resta aŭstenito, la interna tavolo estas fajna perlito aŭ ekstreme fajna perlita strukturo. Ĉar la specifa volumeno de la subtavola martensito estas la plej granda, la rezulto de volumena ekspansio estas, ke kunprema streĉo agas sur la surfacan tavolon en la aksa kaj tanĝanta direktoj, kaj streĉa streĉo okazas en la radiala direkto, kaj streĉa mutacio okazas internen, transirante al kunprema streĉa stato, kaj senŝeliĝantaj fendetoj okazas en ekstreme maldikaj areoj kie streĉo transiras akre. Ĝenerale, fendetoj kaŝiĝas interne paralele al la surfaco, kaj en severaj kazoj povas kaŭzi surfacan deskvamiĝon. Se la malvarmiĝrapideco de kaburizitaj partoj estas akcelita aŭ reduktita, unuforma martensita strukturo aŭ ultrafajna perlita strukturo povas esti akirita en la kaburizita tavolo, kio povas malhelpi la aperon de tiaj fendetoj. Krome, dum altfrekvenca aŭ flama surfaca malvarmigo, la surfaco ofte trovarmiĝas kaj la struktura nehomogeneco laŭlonge de la hardita tavolo povas facile formi tiajn surfacajn fendetojn.
Mikrofendetoj diferencas de la kvar supre menciitaj fendetoj per tio, ke ili estas kaŭzitaj de mikrostreĉo. Intergrajnaj fendetoj, kiuj aperas post malvarmigo, trovarmiĝo kaj muelado de altkarbona ilŝtalo aŭ karbizitaj laborpecoj, same kiel fendetoj kaŭzitaj de neĝustatempa temperado de malvarmigitaj partoj, ĉiuj rilatas al la ekzisto kaj posta disetendiĝo de mikrofendetoj en la ŝtalo.
Mikrofendetojn oni devas ekzameni per mikroskopo. Ili kutime okazas ĉe la originalaj aŭstenitaj grenlimoj aŭ ĉe la kuniĝo de martensitaj tavoloj. Kelkaj fendetoj penetras la martensitajn tavolojn. Esploroj montras, ke mikrofendetoj estas pli oftaj en floka ĝemela martensito. La kialo estas, ke la floka martensito kolizias unu kun la alia dum kreskado kun alta rapideco kaj generas altan streĉon. Tamen, la ĝemela martensito mem estas fragila kaj ne povas produkti plastan deformadon, kiu malstreĉas la streĉon, tiel facile kaŭzante mikrofendetojn. La aŭstenitaj grajnoj estas malglataj kaj la vundebleco al mikrofendetoj pliiĝas. La ĉeesto de mikrofendetoj en la ŝtalo signife reduktos la forton kaj plastikecon de la malvarmigitaj partoj, kondukante al frua difekto (rompo) de la partoj.
Por eviti mikrofendetojn en altkarbonaj ŝtalpartoj, oni povas adopti rimedojn kiel pli malaltan malvarmigan temperaturon, akiri fajnan martensitan strukturon kaj redukti la karbonan enhavon en martensito. Krome, ĝustatempa revenigo post malvarmigo estas efika metodo por redukti internan streĉon. Testoj pruvis, ke post sufiĉa revenigo super 200 °C, la karbidoj precipititaj ĉe la fendetoj havas la efikon "veldi" la fendetojn, kio povas signife redukti la danĝerojn de mikrofendetoj.
La supre menciita estas diskuto pri la kaŭzoj kaj preventaj metodoj de fendetoj bazitaj sur la distribua padrono de la fendeto. En fakta produktado, la distribuo de fendetoj varias pro faktoroj kiel ŝtalkvalito, formo de la peco, kaj varma kaj malvarma prilabora teknologio. Foje fendetoj jam ekzistas antaŭ varmotraktado kaj plue disetendiĝas dum la malvarmiga procezo; foje pluraj formoj de fendetoj povas aperi en la sama parto samtempe. En ĉi tiu kazo, surbaze de la morfologiaj karakterizaĵoj de la fendeto, makroskopa analizo de la fendsurfaco, metalografia ekzameno, kaj kiam necese, kemia analizo kaj aliaj metodoj devus esti uzataj por fari ampleksan analizon de la materialkvalito, organiza strukturo ĝis la kaŭzoj de varmotraktado por trovi la ĉefajn kaŭzojn de la fendeto kaj poste determini efikajn preventajn rimedojn.
Analizo de fendetoj estas grava metodo por analizi la kaŭzojn de fendetoj. Ĉiu fendo havas deirpunkton por fendetoj. Estingado de fendetoj kutime komenciĝas de la konverĝpunkto de radialaj fendetoj.
Se la origino de la fendo ekzistas sur la surfaco de la parto, tio signifas, ke la fendo estas kaŭzita de troa streĉo sur la surfaco. Se ne estas strukturaj difektoj kiel enfermaĵoj sur la surfaco, sed ekzistas streĉaj koncentriĝaj faktoroj kiel severaj tranĉilmarkoj, oksida skalo, akraj anguloj de ŝtalpartoj, aŭ strukturaj mutacioj de partoj, fendoj povas okazi.
Se la origino de la fendo estas interne de la parto, ĝi rilatas al materialaj difektoj aŭ troa interna resta streĉo. La fendsurfaco de normala malvarmigo estas griza kaj fajna porcelano. Se la fendsurfaco estas malhelgriza kaj malglata, ĝi estas kaŭzita de trovarmiĝo aŭ la originala histo estas dika.
Ĝenerale parolante, ne devus esti oksidiĝa koloro sur la vitra sekcio de la malvarmiga fendo, kaj ne devus esti senkarbonigo ĉirkaŭ la fendo. Se estas senkarbonigo ĉirkaŭ la fendo aŭ oksidiĝa koloro sur la fenda sekcio, tio indikas, ke la parto jam havis fendetojn antaŭ malvarmigo, kaj la originalaj fendetoj disetendiĝos sub la influo de varmotraktada streĉo. Se apartigitaj karbidoj kaj inkluzivaĵoj videblas proksime al la fendetoj de la parto, tio signifas, ke la fendetoj rilatas al severa apartigo de karbidoj en la kruda materialo aŭ la ĉeesto de inkluzivaĵoj. Se fendetoj aperas nur ĉe la akraj anguloj aŭ formoŝanĝaj partoj de la parto sen la supre menciita fenomeno, tio signifas, ke la fendeto estas kaŭzita de nepravigebla struktura dezajno de la parto aŭ nedecaj mezuroj por malhelpi fendetojn, aŭ troa varmotraktada streĉo.
Krome, fendetoj en kemia varmotraktado kaj surfacaj malvarmigaj partoj plejparte aperas proksime al la hardita tavolo. Plibonigi la strukturon de la hardita tavolo kaj redukti la varmotraktadan streson estas gravaj manieroj eviti surfacajn fendetojn.
Afiŝtempo: 22-a de majo 2024