Scanning mikroskop éléktron dipaké pikeun niténan narekahan kacapean jeung nganalisis mékanisme narekahan; dina waktos anu sareng, spin bending test kacapean ieu dilumangsungkeun dina spésimén decarburized dina suhu béda pikeun ngabandingkeun kahirupan kacapean tina baja test kalawan jeung tanpa decarburization, sarta pikeun nganalisis pangaruh decarburization dina kinerja kacapean tina baja test. Hasilna nunjukkeun yén, alatan ayana simultaneous oksidasi jeung decarburization dina prosés pemanasan, interaksi antara dua, hasilna ketebalan tina lapisan decarburized pinuh jeung tumuwuhna suhu nembongkeun trend ngaronjat lajeng turunna, anu ketebalan lapisan pinuh decarburized ngahontal nilai maksimum 120 μm dina 750 ℃, jeung ketebalan tina lapisan decarburized pinuh ngahontal nilai minimum 20 μm di 850 ℃, jeung wates kacapean tina baja test nyaeta ngeunaan 760 MPa, jeung sumber retakan kacapean dina baja test utamana Al2O3 inclusions non-logam; kabiasaan decarburization greatly ngurangan hirup kacapean tina baja test, mangaruhan kinerja kacapean tina baja test, nu kandel lapisan decarburization, nu handap kahirupan kacapean. Dina raraga ngurangan dampak lapisan decarburization dina kinerja kacapean tina baja test, suhu perlakuan panas optimal tina baja test kudu diatur dina 850 ℃.
Gear mangrupikeun komponén penting tina mobil, Alatan operasi di speed tinggi, bagian meshing tina beungeut gear kudu boga kakuatan tinggi na résistansi abrasion, sarta akar huntu kudu boga kinerja kacapean bending alus alatan beban terus-terusan konstan, dina urutan ulah retakan nu ngakibatkeun bahan. narekahan. Panalungtikan némbongkeun yén decarburization mangrupa faktor penting mangaruhan kinerja kacapean spin bending bahan logam, sarta spin bending kinerja kacapean mangrupa indikator penting kualitas produk, jadi perlu pikeun diajar kabiasaan decarburization na spin bending kinerja kacapean bahan uji.
Dina makalah ieu, tungku perlakuan panas dina 20CrMnTi gear baja permukaan decarburization test, nganalisis hawa pemanasan béda dina test baja decarburization jero lapisan tina hukum ngarobah; ngagunakeun QBWP-6000J basajan beam mesin nguji kacapean dina test baja Rotary bending test kacapean, tekad kinerja kacapean baja test, sarta dina waktos anu sareng analisa dampak decarburization dina kinerja kacapean tina baja test pikeun produksi sabenerna pikeun ngaronjatkeun. proses produksi, ningkatkeun kualitas produk jeung nyadiakeun rujukan lumrah. Kinerja kacapean baja tés ditangtukeun ku mesin uji kacapean spin bending.
1. Bahan jeung métode tés
Bahan uji pikeun Unit nyadiakeun 20CrMnTi baja gear, komposisi kimia utama ditémbongkeun saperti dina Table 1. test Decarburization: bahan test diolah kana Ф8 mm × 12 mm specimen cylindrical, beungeut kudu caang tanpa noda. Tungku perlakuan panas dipanaskeun nepi ka 675 ℃, 700 ℃, 725 ℃, 750 ℃, 800 ℃, 850 ℃, 900 ℃, 950 ℃, 1.000 ℃, kana specimen jeung tahan 1 h, lajeng hawa-tiis ka suhu kamar. Saatos perlakuan panas tina specimen ku netepkeun, grinding na polishing, kalawan 4% tina asam nitrat erosi solusi alkohol, pamakéan mikroskop metalurgi pikeun niténan lapisan decarburization test baja, ngukur jero lapisan decarburization dina suhu béda. Spin bending test kacapean: bahan test nurutkeun sarat tina ngolah dua grup spin bending spésimén kacapean, grup kahiji henteu ngalaksanakeun test decarburization, grup kadua test decarburization dina suhu béda. Ngagunakeun spin bending mesin nguji kacapean, dua grup tina baja test pikeun spin bending nguji kacapean, tekad tina wates kacapean tina dua grup tina baja test, ngabandingkeun tina kahirupan kacapean tina dua grup tina test steel, pamakéan scanning. mikroskop éléktron observasi narekahan kacapean, nganalisis alesan pikeun narekahan tina specimen, pikeun neuleuman efek decarburization tina sipat kacapean tina baja test.
Tabél 1 Komposisi kimia (fraksi massa) baja uji wt%
Pangaruh suhu pemanasan dina decarburization
Morfologi organisasi decarburization dina suhu pemanasan béda ditémbongkeun dina Gbr. 1. Salaku bisa ditempo ti gambar, nalika suhu 675 ℃, beungeut sampel teu muncul lapisan decarburization; nalika suhu naék ka 700 ℃, permukaan sampel lapisan decarburization mimiti muncul, pikeun lapisan decarburization ferrite ipis; jeung hawa naék ka 725 ℃, beungeut sampel ketebalan lapisan decarburization ngaronjat sacara signifikan; 750 ℃ ketebalan lapisan decarburization ngahontal nilai maksimum na, dina waktu ieu, sisikian ferrite leuwih jelas, kasar; nalika suhu naék ka 800 ℃, ketebalan lapisan decarburization mimiti turun sacara signifikan, ketebalan na murag kana satengah tina 750 ℃; lamun hawa terus naek nepi ka 850 ℃ jeung ketebalan decarburization ditémbongkeun dina Gbr. 1. 800 ℃, ketebalan lapisan decarburization pinuh mimiti ngurangan sacara signifikan, ketebalan na murag kana 750 ℃ nalika satengah; Nalika hawa terus naek ka 850 ℃ jeung luhur, tés baja ketebalan lapisan decarburization pinuh terus turun, ketebalan lapisan satengah decarburization mimiti laun ningkat nepi ka morfologi lapisan decarburization pinuh kabeh ngiles, satengah decarburization lapisan morfologi laun jelas. Ieu bisa ditempo yén ketebalan tina lapisan pinuh decarburized jeung kanaékan suhu mimiti ngaronjat lajeng ngurangan, alesan pikeun fenomena ieu alatan sampel dina prosés pemanasan dina waktos anu sareng kabiasaan oksidasi jeung decarburization, ngan lamun laju decarburization leuwih gancang ti laju oksidasi bakal muncul fenomena decarburization. Dina awal pemanasan, ketebalan tina lapisan decarburized pinuh naek laun jeung kanaékan suhu nepi ka ketebalan tina lapisan decarburized pinuh ngahontal nilai maksimum, dina waktu ieu terus naekeun suhu, laju oksidasi specimen leuwih gancang ti laju decarburization, nu ngahambat kanaékan lapisan pinuh decarburized, hasilna trend handap. Ieu bisa ditempo yén, dina rentang 675 ~ 950 ℃, nilai ketebalan tina lapisan decarburized pinuh dina 750 ℃ téh panggedena, sarta nilai ketebalan tina lapisan decarburized pinuh dina 850 ℃ nyaeta pangleutikna, kituna, suhu pemanasan tina baja test disarankeun pikeun 850 ℃.
Gbr.1 Histomorfologi lapisan decarburized tina baja uji dilaksanakeun dina suhu pemanasan béda pikeun 1h
Dibandingkeun jeung lapisan semi-decarburized, ketebalan tina lapisan decarburized pinuh boga dampak negatif leuwih serius dina sipat bahan, éta bakal greatly ngurangan sipat mékanis bahan, kayaning ngurangan kakuatan, karasa, ngagem lalawanan jeung wates kacapean. , jsb, sarta ogé ngaronjatkeun sensitipitas kana retakan, mangaruhan kualitas las jeung saterusna. Ku alatan éta, ngadalikeun ketebalan tina lapisan decarburized pinuh téh tina significance hébat pikeun ngaronjatkeun kinerja produk. angka 2 nembongkeun kurva variasi ketebalan tina lapisan pinuh decarburized kalawan suhu, nu nembongkeun variasi ketebalan tina lapisan pinuh decarburized leuwih jelas. Ieu bisa ditempo ti inohong nu ketebalan tina lapisan pinuh decarburized téh ngan ngeunaan 34μm di 700 ℃; jeung hawa rising ka 725 ℃, ketebalan lapisan decarburized pinuh naek nyata nepi ka 86 μm, nu leuwih ti dua kali ketebalan tina lapisan decarburized pinuh dina 700 ℃; nalika suhu naék ka 750 ℃, ketebalan lapisan decarburized pinuh Nalika hawa naék ka 750 ℃, ketebalan lapisan decarburized pinuh ngahontal nilai maksimum 120 μm; sakumaha hawa terus naek, ketebalan tina lapisan pinuh decarburized mimiti turun sharply, mun 70 μm di 800 ℃, lajeng ka nilai minimum ngeunaan 20μm di 850 ℃.
Gbr.2 Kandel lapisan pinuh decarburized dina suhu béda
Pangaruh decarburization dina kinerja kacapean dina spin bending
Dina raraga diajar pangaruh decarburization dina sipat kacapean baja spring, dua grup spin bending tés kacapean dilaksanakeun, grup kahiji éta kacapean nguji langsung tanpa decarburization, sarta grup kadua nguji kacapean sanggeus decarburization dina stress sarua. tingkat (810 MPa), sarta prosés decarburization dilaksanakeun dina 700-850 ℃ salila 1 h. Grup mimiti spésimén ditémbongkeun dina Table 2, nu hirup kacapean tina baja spring.
Kahirupan kacapean tina grup mimiti spésimén ditémbongkeun dina Table 2. Salaku bisa ditempo ti Table 2, tanpa decarburization, baja test ieu ngan subjected kana 107 siklus dina 810 MPa, sarta henteu narekahan lumangsung; nalika tingkat stress ngaleuwihan 830 MPa, sababaraha spésimén mimiti narekahan; nalika tingkat setrés ngaleuwihan 850 MPa, spésimén kacapean sadayana narekahan.
Tabél 2 Kahirupan kacapean dina tingkat setrés anu béda (tanpa dekarburisasi)
Dina raraga nangtukeun wates kacapean, métode group dipaké pikeun nangtukeun wates kacapean tina baja test, sarta sanggeus analisis statistik data, wates kacapean tina baja test nyaeta ngeunaan 760 MPa; Dina raraga characterize kahirupan kacapean tina baja test dina stresses béda, kurva SN ieu plotted, ditémbongkeun saperti dina Gambar 3. Salaku bisa ditempo ti Gambar 3, tingkat stress béda pakait jeung kahirupan kacapean béda, nalika hirup kacapean 7. , Saluyu jeung jumlah siklus pikeun 107, nu hartina specimen dina kaayaan ieu ngaliwatan kaayaan, nilai stress pakait bisa diperkirakeun salaku nilai kakuatan kacapean, nyaeta, 760 MPa. Ieu bisa ditempo yén kurva S - N penting pikeun nangtukeun umur kacapean bahan boga nilai rujukan penting.
Gambar 3 kurva SN tina baja eksperimen Rotary bending test kacapean
Kahirupan kacapean tina grup kadua spésimén ditémbongkeun dina Table 3. Salaku bisa ditempo ti Table 3, sanggeus baja test ieu decarburized dina suhu béda, jumlah siklus ieu écés ngurangan, sarta aranjeunna leuwih ti 107, sarta sakabeh. spésimén kacapean anu bengkah, sarta hirup kacapean ieu greatly ngurangan. Digabungkeun jeung ketebalan lapisan decarburized luhur jeung kurva robah suhu bisa ditempo, 750 ℃ ketebalan lapisan decarburized teh pangbadagna, pakait jeung nilai panghandapna tina kahirupan kacapean. 850 ℃ ketebalan lapisan decarburized teh pangleutikna, pakait jeung nilai hirup kacapean relatif luhur. Ieu bisa ditempo yén kabiasaan decarburization greatly ngurangan kinerja kacapean bahan, sarta kandel lapisan decarburized, nu handap kahirupan kacapean.
Tabél 3 Kahirupan kacapean dina suhu dekarburisasi anu béda (560 MPa)
Morfologi narekahan kacapean tina specimen ieu observasi ku scanning mikroskop éléktron, ditémbongkeun saperti dina Gbr. 4. Gambar 4(a) pikeun aréa sumber retakan, inohong bisa ditempo atra kacapean arc, nurutkeun busur kacapean pikeun manggihan sumber. tina kacapean, bisa ditempo, sumber retakan pikeun "lauk-panon" inclusions non-logam, inclusions di gampang ngabalukarkeun konsentrasi stress, hasilna retakan kacapean; Gbr. 4 (b) pikeun morfologi aréa extension retakan, bisa ditempo stripes kacapean atra, éta sebaran walungan-kawas, milik narekahan kuasi-dissociative, kalawan retakan ngembangna, pamustunganana ngarah ka narekahan. Gambar 4(b) nembongkeun morfologi wewengkon ékspansi retakan, corétan kacapean atra bisa ditempo, dina bentuk sebaran kawas walungan, nu milik narekahan kuasi-dissociative, sarta kalawan ékspansi kontinyu tina retakan, pamustunganana ngabalukarkeun narekahan. .
Analisis fraktur kacapean
Fig.4 SEM morfologi permukaan narekahan kacapean tina baja eksperimen
Dina raraga nangtukeun jenis inclusions dina Gbr. 4, analisis komposisi spéktrum énergi dilaksanakeun, sarta hasilna ditémbongkeun dina Gbr. 5. Ieu bisa ditempo yén inclusions non-logam utamana inclusions Al2O3, nunjukkeun yén inclusions. mangrupakeun sumber utama retakan disababkeun ku inclusions cracking.
Gambar 5 Énergi Spéktroskopi Inklusi Non-logam
Nyimpulkeun
(1) Positioning suhu pemanasan dina 850 ℃ bakal ngaleutikan ketebalan lapisan decarburized pikeun ngurangan pangaruh dina kinerja kacapean.
(2) Wates kacapean tina test baja spin bending nyaeta 760 MPa.
(3) The test baja cracking di inclusions non-logam, utamana campuran Al2O3.
(4) decarburization serius ngurangan hirup kacapean tina baja test, nu kandel lapisan decarburization, nu handap kahirupan kacapean.
waktos pos: Jun-21-2024
