Сканирлөөчү электрондук микроскоп чарчоо сынганын байкоо жана сынуу механизмин талдоо үчүн колдонулган; ошол эле учурда карбюризацияланган жана карбюризациясыз сыноочу болоттун чарчоо мөөнөтүн салыштыруу жана карбюризациялоонун сыноо болоттун чарчоо көрсөткүчүнө тийгизген таасирин талдоо үчүн ар кандай температурада декарбюризацияланган үлгүлөргө айлануу ийилип чарчоо сыноосу өткөрүлдү. Натыйжалар көрсөткөндөй, жылытуу процессинде бир эле учурда кычкылдануу жана декарбуризациялоонун болушуна байланыштуу экөөнүн өз ара аракеттенүүсү, натыйжада температуранын өсүшү менен толук декарбюризацияланган катмардын калыңдыгы жогорулап, андан кийин төмөндөө тенденциясын көрсөтөт. толугу менен декарбуризацияланган катмардын калыңдыгы 750 ℃ температурада 120 мкм максималдуу мааниге жетет, ал эми толугу менен карбюризацияланган катмардын калыңдыгы 850 ℃ температурада 20 мкм минималдуу мааниге жетет, ал эми сыноо болоттун чарчоо чеги болжол менен 760 МПа жана сыналуучу болоттун чарчоо жаракаларынын булагы негизинен Al2O3 металл эмес кошулмалар болуп саналат; декарбуризациялоо жүрүм-туруму сыноо болоттун чарчоо мөөнөтүн бир топ кыскартат, сыноо болоттун чарчоо көрсөткүчүнө таасир этет, декарбуризация катмары канчалык жоон болсо, чарчоо мөөнөтү ошончолук төмөн болот. Сыноочу болоттун чарчоо көрсөткүчүнө декарбуризация катмарынын таасирин азайтуу үчүн, сыноо болоттун оптималдуу жылуулук иштетүү температурасы 850 ℃ деңгээлинде коюлушу керек.
Gear унаа маанилүү компоненти болуп саналат, жогорку ылдамдыкта иштегендиктен, тиштүү бетинин торчо бөлүгү жогорку күчкө жана абразияга туруштук берүүгө ээ болушу керек, ал эми тиш тамыры материалга алып келген жаракаларды болтурбоо үчүн, туруктуу кайталанган жүктүн кесепетинен жакшы ийилип чарчоо көрсөткүчүнө ээ болушу керек. сынык. Изилдөөлөр көрсөткөндөй, декарбуризация металл материалдардын ийилген чарчоо көрсөткүчтөрүнө таасир этүүчү маанилүү фактор болуп саналат, ал эми айлануу ийилип чарчоо көрсөткүчү продуктунун сапатынын маанилүү көрсөткүчү болуп саналат, ошондуктан, сыноо материалынын декарбуризация жүрүм-турумун жана ийилген чарчоо көрсөткүчтөрүн изилдөө зарыл.
Бул макалада, 20CrMnTi тиштүү болот бетинин decarburization сыноо боюнча жылуулук дарылоо меш, өзгөрүп мыйзам сыноо болот decarburization катмар тереңдик боюнча ар кандай жылытуу температурасын талдоо; QBWP-6000J жөнөкөй нурдун чарчоону сыноочу машинаны сыноо болоттон айлануучу ийилүүчү чарчоо сынагында колдонуу, сыноо болоттун чарчоо натыйжалуулугун аныктоо жана ошол эле учурда иш жүзүндө өндүрүштү жакшыртуу үчүн сыноо болоттун чарчоо көрсөткүчүнө декарбуризациянын таасирин талдоо өндүрүш процесси, продукциянын сапатын жогорулатуу жана негиздүү маалымдама менен камсыз кылуу. Сыноо болоттун чарчоо көрсөткүчү айлануу ийилген чарчоо сыноочу машина менен аныкталат.
1. Сыноо материалдары жана методдору
1-таблицада көрсөтүлгөндөй негизги химиялык курамы 20CrMnTi тиштүү болот менен камсыз кылуу үчүн бирдик үчүн сыноо материалы. Декарбюризация сыноосу: сыноо материалы Ф8 мм × 12 мм цилиндрлик үлгүгө иштетилет, бети тактарсыз жарык болушу керек. Жылуулук менен дарылоо меши 675 ℃, 700 ℃, 725 ℃, 750 ℃, 800 ℃, 850 ℃, 900 ℃, 950 ℃, 1000 ℃ га чейин ысытылып, бөлмө температурасына чейин ысытылып, температурада кармалып турат. азот кислотасы спирт эритмеси 4% менен орнотуу, майдалоо жана жылмалоо жолу менен үлгүсүн жылуулук дарылоо кийин, ар кандай температурада decarburization катмарынын тереңдигин өлчөө, сыноо болот decarburization катмарын байкоо металлургиялык микроскопия колдонуу. Spin ийилип чарчоо сыноо: ийилип чарчоо үлгүлөрүнүн эки топтун кайра иштетүү талаптарына ылайык сыноо материалы, биринчи топ decarburization сыноо, ар кандай температурада decarburization сыноо экинчи топ жүргүзбөйт. Айлануу ийилүү чарчоо сыноочу машинаны колдонуу менен, ийилип ийилген чарчоо сыноо үчүн сыноо болоттун эки тобу, сыноо болоттун эки тобунун чарчоо чегин аныктоо, сыноо болоттун эки тобунун чарчоо мөөнөтүн салыштыруу, сканерлөө электрондук микроскоптун чарчоо сыныгына байкоо жүргүзүү, үлгүнүн сынышынын себептерин талдоо, сыналуучу болоттун чарчоо касиеттерин декарбуризациялоонун таасирин изилдөө.
1-таблица Сыналуучу болоттун химиялык курамы (массалык үлүшү) салмагы %
Декарбуризацияга ысытуу температурасынын таасири
Ар кандай жылытуу температураларында декарбуризацияны уюштуруунун морфологиясы 1-сүрөттө көрсөтүлгөн. Сүрөттөн көрүнүп тургандай, температура 675 ℃ болгондо үлгү бетинде декарбуризация катмары пайда болбойт; температура 700 ℃ чейин көтөрүлгөндө, жука феррит декарбуризация катмары үчүн үлгү бетинин декарбуризация катмары пайда боло баштады; температура 725 ℃ чейин көтөрүлүп, үлгү бетинин декарбуризация катмарынын калыңдыгы бир топ жогорулады; 750 ℃ декарбуризация катмарынын калыңдыгы максималдуу мааниге жетет, бул учурда феррит бүртүкчөлөрү ачык-айкын, орой болот; температура 800 ℃ чейин көтөрүлгөндө, декарбуризация катмарынын калыңдыгы кыйла төмөндөй баштады, анын калыңдыгы 750 ℃ жарымына чейин төмөндөдү; температура 850 ℃ чейин көтөрүлө бергенде жана декарбуризациянын калыңдыгы 1-сүрөттө көрсөтүлгөндө. 800 ℃, толук декарбуризация катмарынын калыңдыгы бир топ төмөндөй баштады, анын калыңдыгы жарымы болгондо 750 ℃ чейин төмөндөдү; температура 850 ℃ жана андан жогору көтөрүлө бергенде, сыноо болоттун толук декарбуризация катмарынын калыңдыгы төмөндөөнү улантууда, жарым декарбуризация катмарынын калыңдыгы толук декарбуризация катмарынын морфологиясы жоголуп кеткенге чейин акырындык менен көбөйө баштады, жарым декарбуризация катмарынын морфологиясы акырындык менен тазаланат. Температуранын жогорулашы менен толук декарбуризацияланган катмардын калыңдыгы алгач көбөйүп, андан кийин кыскарганын көрүүгө болот, бул көрүнүштүн себеби ысытуу процессиндеги үлгү менен, ошол эле учурда кычкылдануу жана декарбуризация жүрүм-туруму менен шартталган. декарбуризация ылдамдыгы кычкылдануу ылдамдыгынан тезирээк декарбуризация көрүнүшү пайда болот. Жылытуу башталганда, толугу менен декарбуризацияланган катмардын калыңдыгы температуранын жогорулашы менен акырындык менен толук декарбуризацияланган катмардын калыңдыгы максималдуу мааниге жеткенге чейин жогорулайт, бул учурда температураны жогорулатууну улантуу үчүн үлгүдөгү кычкылдануу ылдамдыгы ылдамыраак болот. толугу менен декарбуризацияланган катмардын көбөйүшүнө тоскоол болгон декарбуризация ылдамдыгы төмөндөө тенденциясына алып келет. Көрүнүп тургандай, 675 ~ 950 ℃ диапазонунда 750 ℃ декарбюризацияланган катмардын калыңдыгынын мааниси эң чоң, ал эми 850 ℃ декарбюризацияланган катмардын калыңдыгынын мааниси эң кичине, ошондуктан, сыноо болоттун ысытуу температурасы 850 ℃ болушу сунушталат.
Fig.1 1 саат бою ар кандай ысытуу температурасында кармалып турган сыноо болоттун декарбуризацияланган катмарынын гистоморфологиясы
Жарым декарбуризацияланган катмарга салыштырмалуу, толугу менен декарбуризацияланган катмардын калыңдыгы материалдык касиеттерге олуттуу терс таасирин тийгизет, бул материалдын механикалык касиеттерин, мисалы, күчтү, катуулукту, эскирүүгө каршылыкты жана чарчоо чегин төмөндөтөт. ж.б., ошондой эле жаракаларга сезгичтигин жогорулатат, ширетүүнүн сапатына таасир этет жана башкалар. Ошондуктан, толугу менен декарбуризацияланган катмардын калыңдыгын көзөмөлдөө продуктунун иштешин жакшыртуу үчүн чоң мааниге ээ. 2-сүрөттө толук декарбюризацияланган катмардын калыңдыгынын температура менен өзгөрүү ийри сызыгы көрсөтүлгөн, ал толугу менен декарбюризацияланган катмардын калыңдыгынын вариациясын айкыныраак көрсөтөт. Сүрөттөн көрүнүп тургандай, толугу менен декарбюризацияланган катмардын калыңдыгы 700 ℃ температурада 34μm гана түзөт; температуранын 725 ℃ чейин көтөрүлүшү менен, толугу менен декарбюризацияланган катмардын калыңдыгы 86 мкмге чейин олуттуу жогорулайт, бул 700 ℃ декарбуризацияланган катмардын калыңдыгынан эки эсе көп; температура 750 ℃ чейин көтөрүлгөндө, толугу менен декарбуризацияланган катмардын калыңдыгы Температура 750 ℃ чейин көтөрүлгөндө, толугу менен карбюризацияланган катмардын калыңдыгы 120 мкм максималдуу мааниге жетет; температура жогорулаган сайын, толугу менен декарбуризацияланган катмардын калыңдыгы кескин төмөндөй баштайт, 800 ℃ температурада 70 мкмге чейин, андан кийин 850 ℃ 20 мкм минималдуу мааниге чейин.
Fig.2 ар кандай температурада толугу менен декарбуризацияланган катмардын калыңдыгы
Спиндик ийилүүдө чарчоо көрсөткүчүнө декарбуризациянын таасири
Декарбуризациянын жазгы болоттун чарчоо касиеттерине тийгизген таасирин изилдөө үчүн эки топ ийилүү чарчоо сыноолору жүргүзүлдү, биринчи топ түз декарбуризациясыз чарчоо сыноосу, ал эми экинчи топ ошол эле стрессте декарбуризациядан кийин чарчоо сыноосу болду. деңгээл (810 МПа) жана декарбуризациялоо процесси 700-850 ℃ 1 саат бою өткөрүлдү. Үлгүлөрдүн биринчи тобу 2-таблицада көрсөтүлгөн, бул пружинанын болоттун чарчоо мөөнөтү.
Үлгүлөрдүн биринчи тобунун чарчоо мөөнөтү 2-таблицада көрсөтүлгөн. 2-таблицадан көрүнүп тургандай, декарбуризациясыз сыноо болот 810 МПа 107 циклге гана дуушар болгон жана эч кандай сынык болгон эмес; стресс деңгээли 830 МПа ашканда, кээ бир үлгүлөр сындыра баштады; стресс деңгээли 850 МПа ашканда, чарчоо үлгүлөрүнүн баары сынган.
2-таблица Ар кандай стресс деңгээлиндеги чарчоо мөөнөтү (декарбуризациясыз)
Чарчоо чегин аныктоо үчүн сыноочу болоттун чарчоо чегин аныктоо үчүн топтук ыкма колдонулат жана маалыматтарды статистикалык талдоодон кийин сыноо болоттун чарчоо чеги болжол менен 760 МПа; 3-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, ар кандай стресстер астында сыноочу болоттун чарчоо мөөнөтүн мүнөздөө үчүн SN ийри сызыгы түзүлөт. 3-сүрөттөн көрүнүп тургандай, ар кандай стресстин деңгээли чарчоо мөөнөтү 7 болгон учурда ар кандай чарчоо мөөнөтүнө туура келет. , 107 үчүн циклдердин санына туура келет, бул бул шарттарда үлгү мамлекет аркылуу экенин билдирет, тиешелүү стресс маанисин чарчоо күчү мааниси катары болжолдоого болот, башкача айтканда, 760 МПа. Бул материалдын чарчоо мөөнөтүн аныктоо үчүн S - N ийри маанилүү шилтеме мааниге ээ экенин көрүүгө болот.
Сүрөт 3 Эксперименталдык болот айлануучу ийилип чарчоо сыноо SN ийри
Үлгүлөрдүн экинчи тобунун чарчоо мөөнөтү 3-таблицада көрсөтүлгөн. 3-таблицадан көрүнүп тургандай, сыналуучу болот ар кандай температурада декарбюризациялангандан кийин, циклдердин саны ачык түрдө кыскарып, алар 107ден ашык жана бардыгы чарчоо үлгүлөрү сынган, жана чарчоо мөөнөтү абдан кыскарган. Жогорудагы карбюризацияланган катмардын калыңдыгы менен температуранын өзгөрүү ийри сызыгын көрүүгө болот, 750 ℃ декарбуризацияланган катмардын калыңдыгы эң чоң, чарчоо өмүрүнүн эң төмөнкү маанисине туура келет. 850 ℃ декарбуризацияланган катмардын калыңдыгы эң кичине, чарчоо өмүрүнүн мааниси салыштырмалуу жогору. Бул decarburization жүрүм абдан материалдын чарчоо көрсөткүчтөрүн төмөндөтөт, ал эми декарбуризацияланган катмар коюу, төмөн чарчоо мөөнөтүн көрүүгө болот.
3-таблица Ар түрдүү декарбуризация температураларында чарчоо мөөнөтү (560 МПа)
Үлгүнүн чарчоонун сынуу морфологиясы сканерлөөчү электрондук микроскоп аркылуу байкалган, 4-сүрөттө көрсөтүлгөн. 4(а)-сүрөттө жарака булагы аймагы үчүн фигура булакты табуу үчүн чарчоо жаасына ылайык, ачык чарчоо жаасын көрүүгө болот. чарчоонун, көрүүгө болот, "балык көз" металл эмес кошулмалар үчүн жарака булагы, стрессти пайда кылуучу жеңил концентрациядагы кошулмалар, натыйжада чарчоо жаракалары; 4(б)-сүрөттө жаракалардын кеңейүү аймагынын морфологиясы үчүн ачык чарчоо тилкелерин көрүүгө болот, дарыя сымал бөлүштүрүлгөн, квази-диссоциативдик сыныктарга кирет, жаракалар кеңейип, акыры сынууга алып келет. 4(б)-сүрөттө жаракалардын кеңейүү аймагынын морфологиясы көрсөтүлгөн, ачык чарчоо сызыктары квази-диссоциативдик жаракаларга таандык дарыя сымал таралуу формасында жана жаракалардын үзгүлтүксүз кеңейиши менен, акырында жаракаларга алып келет. .
Чарчоонун сыныгынын анализи
Fig.4 эксперименталдык болоттун чарчоо сынган бетинин SEM морфологиясы
4-сүрөттөгү кошулмалардын түрүн аныктоо үчүн энергия спектринин курамына анализ жүргүзүлдү жана натыйжалар 5-сүрөттө көрсөтүлдү. Бул металл эмес кошулмалар негизинен Al2O3 кошулмалары экенин көрүүгө болот, бул кошулмалар инклюзиялардын жаракасынан келип чыккан жаракалардын негизги булагы болуп саналат.
5-сүрөт Металл эмес кошулмалардын энергетикалык спектроскопиясы
Корутунду
(1) 850 ℃ жылытуу температурасын жайгаштыруу чарчоо көрсөткүчүнө таасирин азайтуу үчүн декарбуризацияланган катмардын калыңдыгын азайтат.
(2) Сыноочу болоттун ийилишинин чарчоо чеги 760 МПа.
(3) Металл эмес кошулмаларда, негизинен Al2O3 аралашмасында сынамык болот.
(4) декарбуризация сыноо болоттун чарчоо мөөнөтүн олуттуу кыскартат, декарбуризация катмары канчалык жоон болсо, чарчоо мөөнөтү ошончолук төмөн болот.
Посттун убактысы: 21-июнь-2024