In skennende elektronenmikroskoop waard brûkt om de wurgensbrek te observearjen en it breukmeganisme te analysearjen; tagelyk waard in spinbûging-wurgenstest útfierd op 'e ûntkoalde eksimplaren by ferskate temperatueren om de wurgenslibbensduur fan it teststiel mei en sûnder ûntkoaling te fergelykjen, en om it effekt fan ûntkoaling op 'e wurgensprestaasjes fan it teststiel te analysearjen. De resultaten litte sjen dat, troch it simultane bestean fan oksidaasje en ûntkoaling yn it ferwaarmingsproses, de ynteraksje tusken de twa, wat resulteart yn in trend fan tanimmen en dan ôfnimmen fan 'e dikte fan 'e folslein ûntkoalde laach mei de groei fan 'e temperatuer, de dikte fan 'e folslein ûntkoalde laach berikt in maksimumwearde fan 120 μm by 750 ℃, en de dikte fan 'e folslein ûntkoalde laach berikt in minimumwearde fan 20 μm by 850 ℃, en de wurgensgrins fan it teststiel is sawat 760 MPa, en de boarne fan wurgensskeuren yn it teststiel binne benammen Al2O3 net-metallyske ynklúzjes; Dekarburisaasjegedrach ferminderet de wurgenslibbensduur fan it teststiel sterk, wat ynfloed hat op de wurgensprestaasjes fan it teststiel. Hoe dikker de dekarburisaasjelaach, hoe leger de wurgenslibbensduur. Om de ynfloed fan 'e dekarburisaasjelaach op 'e wurgensprestaasjes fan it teststiel te ferminderjen, moat de optimale waarmtebehannelingtemperatuer fan it teststiel ynsteld wurde op 850 ℃.
Gear is in wichtich ûnderdiel fan in autoTroch de operaasje op hege snelheid moat it yninoar grijpende diel fan it toskoerflak in hege sterkte en slijtvastheid hawwe, en de toskwoartel moat goede bûgwurgensprestaasjes hawwe fanwegen de konstante werhelle lading, om skuorren te foarkommen dy't liede ta materiaalbreuk. Undersyk lit sjen dat ûntkoaling in wichtige faktor is dy't de spinbûgwurgensprestaasjes fan metalen materialen beynfloedet, en spinbûgwurgensprestaasjes binne in wichtige yndikator fan produktkwaliteit, dêrom is it needsaaklik om it ûntkoalingsgedrach en de spinbûgwurgensprestaasjes fan it testmateriaal te bestudearjen.
Yn dit papier, de waarmtebehannelingoven op 'e 20CrMnTi-tandwielstielen oerflakdecarburisaasjetest, analysearje ferskate ferwaarmingstemperatueren op 'e decarburisaasjelaachdjipte fan' e teststiel, de feroarjende wet te analysearjen; mei help fan 'e QBWP-6000J ienfâldige beamwurgenstestmasine op' e rotearjende bûgingswurgenstest fan teststiel, bepaling fan 'e wurgensprestaasjes fan teststiel, en tagelyk om de ynfloed fan decarburisaasje op' e wurgensprestaasjes fan it teststiel te analysearjen foar de werklike produksje om it produksjeproses te ferbetterjen, de kwaliteit fan produkten te ferbetterjen en in ridlike referinsje te leverjen. De wurgensprestaasjes fan teststiel wurde bepaald troch de spinbûgingswurgenstestmasine.
1. Testmaterialen en metoaden
Testmateriaal foar in ienheid om 20CrMnTi-tandwielstiel te leverjen, de wichtichste gemyske gearstalling lykas werjûn yn tabel 1. Dekarburisaasjetest: it testmateriaal wurdt ferwurke ta silindryske eksimplaren fan Ф8 mm × 12 mm, it oerflak moat helder wêze sûnder flekken. De waarmtebehannelingoven waard ferwaarme oant 675 ℃, 700 ℃, 725 ℃, 750 ℃, 800 ℃, 850 ℃, 900 ℃, 950 ℃, 1.000 ℃, yn it eksimplaar en 1 oere hâlden, en dan loftkuolle oant keamertemperatuer. Nei waarmtebehanneling fan it eksimplaar troch it setten, slypjen en polyskjen, mei 4% fan 'e eroazje fan salpetersoeralkoholoplossing, wurdt de dekarburisaasjelaach fan it teststiel mei metallurgyske mikroskopie waarnommen, en de djipte fan 'e dekarburisaasjelaach by ferskate temperatueren mjitten. Spinbûgingswurgenstest: it testmateriaal neffens de easken fan 'e ferwurking fan twa groepen spinbûgingswurgensmonsters, de earste groep fiert gjin dekarburisaasjetest út, de twadde groep dekarburisaasjetest by ferskillende temperatueren. Mei de spinbûgingswurgenstestmasine, de twa groepen teststiel foar spinbûgingswurgenstest, bepaling fan 'e wurgensgrins fan' e twa groepen teststiel, fergeliking fan 'e wurgenslibben fan' e twa groepen teststiel, it brûken fan scanning-elektronenmikroskoop wurgensfraktuerobservaasje, it analysearjen fan 'e oarsaken fan' e fraktuer fan it monster, om it effekt fan dekarburisaasje op 'e wurgenseigenskippen fan it teststiel te ûndersiikjen.
Tabel 1 Gemyske gearstalling (massafraksje) fan teststiel wt%
Effekt fan ferwaarmingstemperatuer op ûntkoaling
De morfology fan 'e ûntkoarringorganisaasje ûnder ferskate ferwaarmingstemperatueren wurdt werjûn yn Fig. 1. Lykas te sjen is yn 'e figuer, ferskynt der gjin ûntkoarringslaach op it stekproefoppervlak as de temperatuer 675 ℃ is; as de temperatuer oprint nei 700 ℃, begjint de ûntkoarringslaach op it stekproefoppervlak te ferskinen, foar de tinne ferryt-ûntkoarringslaach; mei de temperatuer oprint nei 725 ℃ nimt de dikte fan 'e ûntkoarringslaach fan it stekproefoppervlak signifikant ta; by 750 ℃ berikt de dikte fan 'e ûntkoarringslaach syn maksimale wearde, op dit stuit is de ferrytkorrel dúdliker en grover; as de temperatuer oprint nei 800 ℃, begjint de dikte fan 'e ûntkoarringslaach signifikant ôf te nimmen, de dikte sakke nei de helte fan 'e 750 ℃; as de temperatuer trochgiet mei oprint nei 850 ℃ en de dikte fan 'e ûntkoarring wurdt werjûn yn Fig. 1. By 800 ℃ begjint de folsleine ûntkoarringslaachdikte signifikant ôf te nimmen, de dikte sakke nei de helte fan 750 ℃; As de temperatuer bliuwt te stigen nei 850 ℃ en heger, bliuwt de dikte fan 'e folsleine ûntkoalingslaach fan it teststiel ôfnimme, de helte fan 'e dikte fan 'e ûntkoalingslaach begon stadichoan ta te nimmen oant de morfology fan 'e folsleine ûntkoalingslaach hielendal ferdwûn wie, de helte fan 'e ûntkoalingslaach waard stadichoan dúdliker. It kin sjoen wurde dat de dikte fan 'e folslein ûntkoalde laach mei de tanimming fan 'e temperatuer earst tanommen en doe ôfnaam, de reden foar dit ferskynsel is te tankjen oan it tagelyk oksidaasje- en ûntkoalingsgedrach fan it stekproef yn it ferwaarmingsproses. Allinnich as de ûntkoalingsnelheid rapper is as de oksidaasjesnelheid, sil it ûntkoalingsfenomeen ferskine. Oan it begjin fan it ferwaarmjen nimt de dikte fan 'e folslein ûntkoalde laach stadichoan ta mei de tanimming fan 'e temperatuer oant de dikte fan 'e folslein ûntkoalde laach de maksimale wearde berikt. Op dit stuit, om de temperatuer fierder te ferheegjen, is de oksidaasjesnelheid fan it stekproef rapper as de ûntkoalingsnelheid, wat de tanimming fan 'e folslein ûntkoalde laach remt, wat resulteart yn in delgeande trend. It kin sjoen wurde dat, binnen it berik fan 675 ～950 ℃, de wearde fan 'e dikte fan' e folslein ûntkoalde laach by 750 ℃ it grutst is, en de wearde fan 'e dikte fan' e folslein ûntkoalde laach by 850 ℃ it lytst is, dêrom wurdt de ferwaarmingstemperatuer fan it teststiel oanrikkemandearre om 850 ℃ te wêzen.
Fig.1 Histomorfology fan ûntkoalde laach teststiel hâlden by ferskate ferwaarmingstemperatueren foar 1 oere
Yn ferliking mei de heal-ûntkoalde laach hat de dikte fan 'e folslein ûntkoalde laach in serieuzer negative ynfloed op 'e materiaaleigenskippen, it sil de meganyske eigenskippen fan it materiaal sterk ferminderje, lykas it ferminderjen fan 'e sterkte, hurdens, slijtvastheid en wurgensgrins, ensfh., en ek de gefoelichheid foar skuorren ferheegje, wat de kwaliteit fan it lassen beynfloedet en sa fierder. Dêrom is it kontrolearjen fan 'e dikte fan' e folslein ûntkoalde laach fan grut belang om de produktprestaasjes te ferbetterjen. Figuer 2 lit de fariaasjekromme sjen fan 'e dikte fan' e folslein ûntkoalde laach mei temperatuer, dy't de fariaasje fan 'e dikte fan' e folslein ûntkoalde laach dúdliker sjen lit. Ut 'e figuer kin sjoen wurde dat de dikte fan' e folslein ûntkoalde laach mar sawat 34 μm is by 700 ℃; mei de temperatuer dy't opkomt nei 725 ℃, nimt de dikte fan 'e folslein ûntkoalde laach signifikant ta nei 86 μm, wat mear as twa kear de dikte fan' e folslein ûntkoalde laach by 700 ℃ is; as de temperatuer ferhege wurdt nei 750 ℃, dan berikt de dikte fan 'e folslein ûntkoalde laach de maksimale wearde fan 120 μm; as de temperatuer trochgiet mei tanimmen, begjint de dikte fan 'e folslein ûntkoalde laach skerp ôf te nimmen, nei 70 μm by 800 ℃, en dan nei de minimale wearde fan sawat 20μm by 850 ℃.
Fig.2 Dikte fan folslein ûntkoalde laach by ferskate temperatueren
Effekt fan ûntkoaling op wurgensprestaasjes by spinbûging
Om it effekt fan ûntkoaling op 'e wurgenseigenskippen fan springstiel te bestudearjen, waarden twa groepen spinbûgingswurgenstests útfierd, de earste groep wie in wurgenstest direkt sûnder ûntkoaling, en de twadde groep wie in wurgenstest nei ûntkoaling by itselde spanningsnivo (810 MPa), en it ûntkoalingsproses waard 1 oere by 700-850 ℃ hâlden. De earste groep eksimplaren wurdt werjûn yn tabel 2, dat is de wurgenslibbensduur fan it springstiel.
De wurgenslibbensduur fan 'e earste groep eksimplaren wurdt werjûn yn tabel 2. Lykas te sjen is yn tabel 2, waard it teststiel sûnder ûntkoaling mar ûnderwurpen oan 107 syklusen by 810 MPa, en der barde gjin breuk; doe't it spanningsnivo mear as 830 MPa gie, begûnen guon fan 'e eksimplaren te brekken; doe't it spanningsnivo mear as 850 MPa gie, wiene de wurgenseksimplaren allegear brekt.
Tabel 2 Wurgenslibben ûnder ferskillende stressnivo's (sûnder ûntkoaling)
Om de wurgensgrins te bepalen, wurdt de groepsmetoade brûkt om de wurgensgrins fan it teststiel te bepalen, en nei statistyske analyze fan 'e gegevens is de wurgensgrins fan it teststiel sawat 760 MPa; om de wurgenslibbensduur fan it teststiel ûnder ferskate spanningen te karakterisearjen, wurdt de SN-kromme plot, lykas werjûn yn figuer 3. Lykas te sjen is yn figuer 3, komme ferskillende spanningsnivo's oerien mei ferskillende wurgenslibbensduur, as de wurgenslibbensduur fan 7 is, oerienkomt mei it oantal syklussen foar 107, wat betsjut dat it eksimplaar ûnder dizze omstannichheden troch de steat is, kin de oerienkommende spanningswearde wurde benadere as de wurgenssterktewearde, dat is 760 MPa. It kin sjoen wurde dat de S-N-kromme wichtich is foar it bepalen fan 'e wurgenslibbensduur fan it materiaal en in wichtige referinsjewearde hat.
Figuer 3 SN-kromme fan eksperimintele rotearjende bûgingswurgenstest fan stiel
De wurgenslibbensduur fan 'e twadde groep eksimplaren wurdt werjûn yn tabel 3. Lykas te sjen is yn tabel 3, wurdt nei't it teststiel by ferskate temperatueren dekarbonisearre is, it oantal syklussen dúdlik fermindere, en se binne mear as 107, en alle wurgenseksimplaren binne brutsen, en de wurgenslibbensduur wurdt sterk fermindere. Yn kombinaasje mei de boppesteande dekarbonisearre laachdikte kin mei de temperatuerferoaringskromme sjoen wurde, dat in dekarbonisearre laachdikte fan 750 ℃ it grutst is, wat oerienkomt mei de leechste wearde fan 'e wurgenslibbensduur. In dekarbonisearre laachdikte fan 850 ℃ is it lytst, wat oerienkomt mei de relatyf hege wurgenslibbensduurwearde. It kin sjoen wurde dat it dekarbonisaasjegedrach de wurgensprestaasjes fan it materiaal sterk ferminderet, en hoe dikker de dekarbonisearre laach, hoe leger de wurgenslibbensduur.
Tabel 3 Wurgenslibben by ferskillende ûntkoaltemperatueren (560 MPa)
De morfology fan 'e wurgensbrek fan it eksimplaar waard waarnommen mei in skennende elektronenmikroskoop, lykas te sjen is yn Fig. 4. Figuer 4(a) foar it gebiet fan 'e barstboarne, yn 'e figuer is in dúdlike wurgensbôge te sjen, neffens de wurgensbôge om de boarne fan wurgens te finen, kin de barstboarne sjoen wurde foar de "fiskeach" net-metalen ynklúzjes, ynklúzjes dy't maklik spanningskonsintraasje feroarsaakje, wat resulteart yn wurgensbarsten; Fig. 4(b) foar de morfology fan it barstútwreidingsgebiet binne dúdlike wurgensstrepen te sjen, dy't rivier-achtige ferdieling hiene, dy't heart ta kwasi-dissosiative breuk, mei útwreidzjende barsten, wat úteinlik liedt ta breuk. Figuer 4(b) toant de morfology fan it barstútwreidingsgebiet, wêrby't dúdlike wurgensstrepen te sjen binne, yn 'e foarm fan rivier-achtige ferdieling, dy't heart ta kwasi-dissosiative breuk, en mei de trochgeande útwreiding fan 'e barsten, wat úteinlik liedt ta breuk.
Analyse fan wurgensfraktueren
Fig.4 SEM-morfology fan wurgensbrekoerflak fan eksperiminteel stiel
Om it type ynklúzjes yn Fig. 4 te bepalen, waard in enerzjyspektrum-komposysje-analyze útfierd, en de resultaten wurde werjûn yn Fig. 5. It is te sjen dat de net-metallyske ynklúzjes benammen Al2O3-ynklúzjes binne, wat oanjout dat de ynklúzjes de wichtichste boarne binne fan skuorren feroarsake troch skuorren yn ynklúzjes.
Figuer 5 Enerzjyspektroskopie fan net-metallyske ynklúzjes
Konkludearje
(1) It pleatsen fan 'e ferwaarmingstemperatuer op 850 ℃ sil de dikte fan 'e ûntkoalde laach minimalisearje om it effekt op 'e wurgensprestaasjes te ferminderjen.
(2) De wurgensgrins fan 'e spinbûging fan it teststiel is 760 MPa.
(3) De teststielbarsting yn net-metallyske ynklúzjes, benammen Al2O3-mingsel.
(4) ûntkoaling ferminderet de wurgenslibbensduur fan it teststiel serieus, hoe dikker de ûntkoalingslaach, hoe leger de wurgenslibbensduur.
Pleatsingstiid: 21 juny 2024
