Scannen elektroanenmikroskoop waard brûkt om te observearjen de wurgens fraktuer en analysearje de fraktuer meganisme; tagelyk, spin bûgen wurgens test waard útfierd op de decarburized eksimplaren by ferskillende temperatueren te fergelykjen de wurgens libben fan de test stiel mei en sûnder decarburization, en te analysearjen it effekt fan decarburization op de wurgens prestaasjes fan de test stiel. De resultaten litte sjen dat, troch it simultane bestean fan oksidaasje en decarburization yn it ferwaarming proses, de ynteraksje tusken de twa, resultearret yn 'e dikte fan' e folslein decarburized laach mei de groei fan de temperatuer toant in trend fan tanimmend en dan ôfnimme, de dikte fan de folslein decarburized laach berikt in maksimum wearde fan 120 μm by 750 ℃, en de dikte fan de folslein decarburized laach berikt in minimum wearde fan 20 μm by 850 ℃, en de wurgens limyt fan de test stiel is likernôch 760 MPa, en de boarne fan wurgens skuorren yn 'e test stiel is benammen Al2O3 non-metallyske inclusions; decarburization gedrach sterk ferminderet de wurgens libben fan de test stiel, beynfloedet de wurgens prestaasjes fan de test stiel, de dikker de decarburization laach, de legere it wurgens libben. Om de ynfloed fan de decarburization laach op de wurgens prestaasjes fan de test stiel te ferminderjen, de optimale waarmte behanneling temperatuer fan de test stiel moat wurde ynsteld op 850 ℃.
Gear is in wichtige komponint fan autoTroch de operaasje op hege snelheid moat it meshingdiel fan it gearoerflak in hege sterkte en skuorresistinsje hawwe, en de toskwoartel moat goede prestaasjes foar bûgjen fan wurgens hawwe fanwegen de konstante werhelle lading, om skuorren te foarkommen dy't liede ta materiaal fraktuer. Ûndersyk lit sjen dat decarburization is in wichtige faktor dy't beynfloedet de spin bûgen wurgens prestaasjes fan metalen materialen, en spin bûgen wurgens prestaasjes is in wichtige yndikator fan produkt kwaliteit, dus it is nedich om te bestudearjen de decarburization gedrach en spin bûgen wurgens prestaasjes fan it test materiaal.
Yn dit papier, de waarmte behanneling oven op de 20CrMnTi gear stielen oerflak decarburization test, analysearje ferskillende ferwaarming temperatueren op 'e test stielen decarburization laach djipte fan' e feroarjende wet; mei help fan QBWP-6000J ienfâldige beam wurgens testen masine op 'e test stielen rotearjende bûgen wurgens test, bepaling fan test stielen wurgens prestaasjes, en tagelyk te analysearjen de ynfloed fan decarburization op' e wurgens prestaasjes fan 'e test stiel foar de eigentlike produksje te ferbetterjen it produksjeproses, ferbetterje de kwaliteit fan produkten en soargje foar in ridlike referinsje. De test stielen wurgens prestaasjes wurdt bepaald troch de spin bûgen wurgens test masine.
1. Test materialen en metoaden
Test materiaal foar in ienheid te foarsjen 20CrMnTi gear stiel, de wichtichste gemyske gearstalling lykas werjûn yn Tabel 1. Decarburization test: de test materiaal wurdt ferwurke yn Ф8 mm × 12 mm silindryske eksimplaar, it oerflak moat wêze helder sûnder vlekken. Heat behanneling oven waarden ferwaarme ta 675 ℃, 700 ℃, 725 ℃, 750 ℃, 800 ℃, 850 ℃, 900 ℃, 950 ℃, 1.000 ℃, 1.000 ℃ specimen en hâld dan 1 h temperatuer, en lucht temperatuer, yn 'e. Nei waarmte behanneling fan it eksimplaar troch it ynstellen, slypjen en polearjen, mei 4% fan de salpetersäure alkohol oplossing eroazje, it brûken fan metallurgyske mikroskopy te observearjen de test stielen decarburization laach, mjitten de djipte fan decarburization laach by ferskillende temperatueren. Spin bûgen wurgens test: it test materiaal neffens de easken fan 'e ferwurking fan twa groepen fan spin bûgen wurgens eksimplaren, de earste groep docht gjin decarburization test, de twadde groep fan decarburization test by ferskillende temperatueren. Mei help fan de spin bûgen wurgens testen masine, de twa groepen fan test stiel foar spin bûgen wurgens testen, bepaling fan de wurgens limyt fan de twa groepen fan test stiel, fergeliking fan de wurgens libben fan de twa groepen fan test stiel, it brûken fan skennen elektroanenmikroskoop wurgens fraktuer observaasje, analysearje de redenen foar de fraktuer fan it eksimplaar, te ferkennen it effekt fan decarburization fan de wurgens eigenskippen fan de test stiel.
Tabel 1 Gemyske gearstalling (massafraksje) fan teststiel wt%
Effekt fan ferwaarming temperatuer op decarburization
De morfology fan decarburization organisaasje ûnder ferskillende ferwaarming temperatueren wurdt sjen litten yn Fig. as de temperatuer opkomt nei 700 ℃, de sample oerflak decarburization laach begûn te ferskinen, foar de tinne ferrite decarburization laach; mei de temperatuer omheech nei 725 ℃, de dikte fan it stekproef oerflak decarburization laach tanommen gâns; 750 ℃ decarburization laach dikte berikt syn maksimale wearde, op dit stuit, it ferrite nôt is dúdliker, grof; as de temperatuer opkomt nei 800 ℃, de decarburization laach dikte begûn te ferminderjen gâns, syn dikte foel nei de helte fan de 750 ℃; doe't de temperatuer bliuwt opstean nei 850 ℃ en de dikte fan decarburization wurdt werjûn yn Fig. 1. 800 ℃, de folsleine decarburization laach dikte begûn te ferminderjen gâns, syn dikte foel nei 750 ℃ doe't heal; doe't de temperatuer bliuwt te rizen oant 850 ℃ en boppe, de test stielen folsleine decarburization laach dikte bliuwt ôfnimme, heal decarburization laach dikte begûn te stadichoan tanimme oant de folsleine decarburization laach morfology allegear ferdwûn, heal decarburization laach morfology stadichoan dúdlik. It kin sjoen wurde dat de dikte fan de folslein decarburized laach mei de tanimming fan temperatuer waard earst ferhege en dan fermindere, de reden foar dit ferskynsel is te tankjen oan de stekproef yn it ferwaarming proses tagelyk de oksidaasje en decarburization gedrach, allinnich doe't de decarburization taryf is flugger as de snelheid fan oksidaasje sil ferskine decarburization fenomeen. Oan it begjin fan ferwaarming nimt de dikte fan 'e folslein decarburized laach stadichoan ta mei de tanimming fan temperatuer oant de dikte fan' e folslein decarburized laach berikt de maksimale wearde, op dit stuit om fierder te ferheegjen de temperatuer, it eksimplaar oksidaasjegetal is flugger as de decarburization taryf, dy't inhibits de ferheging fan de folslein decarburized laach, resultearret yn in delgeande trend. It kin sjoen wurde dat, binnen it berik fan 675 ~ 950 ℃, de wearde fan 'e dikte fan' e folslein decarburized laach by 750 ℃ is de grutste, en de wearde fan 'e dikte fan' e folslein decarburized laach by 850 ℃ is de lytste, dêrom wurdt de ferwaarmingstemperatuer fan it teststiel oanrikkemandearre om 850 ℃ te wêzen.
Fig.1 Histomorfology fan decarburized laach fan test stiel holden by ferskillende ferwaarming temperatueren foar 1h
Yn ferliking mei de semi-decarburized laach, de dikte fan de folslein decarburized laach hat in mear serieuze negative ynfloed op de materiaal eigenskippen, it sil gâns ferminderje de meganyske eigenskippen fan it materiaal, lykas it ferminderjen fan de sterkte, hurdens, wear ferset en wurgens limyt , ensfh., En ek fergrutsjen de gefoelichheid foar skuorren, beynfloedzje de kwaliteit fan welding ensafuorthinne. Dêrom is it kontrolearjen fan de dikte fan 'e folslein decarburisearre laach fan grutte betsjutting om produktprestaasjes te ferbetterjen. Figure 2 toant de fariaasje kromme fan de dikte fan de folslein decarburized laach mei temperatuer, dat toant de fariaasje fan de dikte fan de folslein decarburized laach dúdliker. It kin sjoen wurde út de figuer dat de dikte fan de folslein decarburized laach is mar oer 34μm by 700 ℃; mei de temperatuer oprinnend nei 725 ℃, de dikte fan de folslein decarburized laach tanimt gâns nei 86 μm, dat is mear as twa kear de dikte fan de folslein decarburized laach by 700 ℃; as de temperatuer wurdt ferhege nei 750 ℃, de dikte fan de folslein decarburized laach. as de temperatuer trochgiet te ferheegjen, begjint de dikte fan 'e folslein decarburisearre laach skerp te ferminderjen, nei 70 μm by 800 ℃, en dan nei de minimale wearde fan sawat 20 μm by 850 ℃.
Fig.2 Dikte fan folslein decarburized laach by ferskillende temperatueren
Effekt fan decarburization op wurgens prestaasjes yn spin bûgen
Om it effekt fan decarburization te studearjen op 'e wurgens eigenskippen fan spring stiel, twa groepen fan spin bûgen wurgens tests waarden útfierd, de earste groep wie wurgens testen direkt sûnder decarburization, en de twadde groep wie wurgens testen nei decarburization by deselde stress nivo (810 MPa), en de decarburization proses waard hâlden op 700-850 ℃ foar 1 h. De earste groep fan eksimplaren wurdt werjûn yn Tabel 2, dat is de wurgens libben fan de maitiid stiel.
De wurgens libben fan 'e earste groep fan eksimplaren wurdt werjûn yn Tabel 2. As kin sjoen wurde út Tabel 2, sûnder decarburization, waard de test stiel allinnich ûnderwurpen wurde oan 107 cycles at 810 MPa, en gjin fraktuer barde; doe't de stress nivo boppe 830 MPa, guon fan 'e eksimplaren begûn te brekken; doe't de stress nivo boppe 850 MPa, de wurgens eksimplaren waarden allegearre brutsen.
Tabel 2 Fatigenslibben ûnder ferskate stressnivo's (sûnder dekarburisaasje)
Om de wurgenslimyt te bepalen, wurdt de groepmetoade brûkt om de wurgenslimyt fan it teststiel te bepalen, en nei statistyske analyze fan 'e gegevens is de wurgenslimyt fan it teststiel sawat 760 MPa; om de wurgenslibben fan it teststiel ûnder ferskillende spanningen te karakterisearjen, wurdt de SN-kromme útset, lykas werjûn yn figuer 3. As kin sjoen wurde út figuer 3, ferskillende stressnivo's oerienkomme mei ferskillende wurgens libben, doe't de wurgens libben fan 7 , oerienkommende mei it oantal syklusen foar 107, wat betsjut dat it eksimplaar ûnder dizze betingsten binne troch de steat, de oerienkommende stress wearde kin approximated as de wurgens sterkte wearde, dat is, 760 MPa. It kin sjoen wurde dat de S - N kromme is wichtich foar de bepaling fan de wurgens libben fan it materiaal hat in wichtige referinsje wearde.
figuer 3 SN kromme fan eksperimintele stielen rotearjende bûgen wurgens test
De wurgens libben fan de twadde groep fan eksimplaren wurdt werjûn yn Tabel 3. Sa't kin sjoen wurde út Tabel 3, neidat de test stiel is decarburized by ferskillende temperatueren, it oantal syklussen wurdt fansels fermindere, en se binne mear as 107, en alle de wurgens eksimplaren binne brutsen, en de wurgens libben wurdt gâns fermindere. Yn kombinaasje mei de boppesteande decarburized laach dikte mei de temperatuer feroaring kromme kin sjoen wurde, 750 ℃ decarburized laach dikte is de grutste, oerienkomt mei de leechste wearde fan wurgens libben. 850 ℃ decarburized laach dikte is de lytste, oerienkomt mei de wurgens libben wearde is relatyf heech. It kin sjoen wurde dat de decarburization gedrach sterk ferminderet de wurgens prestaasjes fan it materiaal, en de dikker de decarburized laach, de legere it wurgens libben.
Tabel 3 Fatigenslibben by ferskate dekarburisaasjetemperatueren (560 MPa)
De wurgens fraktuer morfology fan it eksimplaar waard waarnommen troch skennen elektroanenmikroskoop, lykas werjûn yn Fig. fan wurgens, kin sjoen wurde, de crack boarne foar de "fish-eye" non-metallic inclusions, inclusions by de maklik te feroarsaakje stress konsintraasje, resultearret yn wurgens cracks; figuer 4 (b) foar de crack extension gebiet morfology, kin sjoen wurde fanselssprekkend wurgens stripes, wie rivier-like ferdieling, heart ta quasi-dissociative fraktuer, mei cracks útwreidzjen, úteinlik liedend ta fraktuer. Figure 4(b) toant de morfology fan crack útwreiding gebiet, fanselssprekkend wurgens streken kinne sjoen wurde, yn 'e foarm fan rivier-like ferdieling, dy't heart ta quasi-dissociative fraktuer, en mei de trochgeande útwreiding fan' e skuorren, úteinlik liedend ta fraktuer .
Fatigue fracture analyze
Fig.4 SEM morfology fan wurgens fraktuer oerflak fan eksperimintele stiel
Om it type fan ynklúzjes yn Fig. 4 te bepalen, waard enerzjyspektrum gearstalling analyze útfierd, en de resultaten wurde werjûn yn Fig. binne de wichtichste boarne fan skuorren feroarsake troch inclusions cracking.
figuer 5 Enerzjyspektroskopy fan net-metallyske ynsletten
Konkludearje
(1) It pleatsen fan de ferwaarming temperatuer op 850 ℃ sil minimalisearje de dikte fan de decarburized laach te ferminderjen it effekt op de wurgens prestaasjes.
(2) De wurgenslimyt fan 'e test stielen spin bûgen is 760 MPa.
(3) De test stiel cracking yn net-metallyske inclusions, benammen Al2O3 mingsel.
(4) decarburization serieus ferminderje it wurgens libben fan de test stiel, de dikker de decarburization laach, de legere it wurgens libben.
Post tiid: Jun-21-2024