Mikroskopi elektronik skanues u përdor për të vëzhguar thyerjen e lodhjes dhe për të analizuar mekanizmin e thyerjes; në të njëjtën kohë, testi i lodhjes nga përkulja e spinit u krye në mostrat e dekarburizuara në temperatura të ndryshme për të krahasuar jetëgjatësinë e lodhjes së çelikut të testuar me dhe pa dekarburizim, dhe për të analizuar efektin e dekarburizimit në performancën e lodhjes së çelikut të testuar. Rezultatet tregojnë se, për shkak të ekzistencës së njëkohshme të oksidimit dhe dekarburizimit në procesin e ngrohjes, bashkëveprimi midis të dyjave, duke rezultuar në trashësinë e shtresës së dekarburizuar plotësisht me rritjen e temperaturës tregon një tendencë rritjeje dhe më pas zvogëlimi, trashësia e shtresës së dekarburizuar plotësisht arrin një vlerë maksimale prej 120 μm në 750 ℃, dhe trashësia e shtresës së dekarburizuar plotësisht arrin një vlerë minimale prej 20 μm në 850 ℃, dhe kufiri i lodhjes së çelikut të testuar është rreth 760 MPa, dhe burimi i çarjeve të lodhjes në çelikun e testuar janë kryesisht përfshirjet jometalike Al2O3; Sjellja e dekarburizimit e zvogëlon shumë jetëgjatësinë e lodhjes së çelikut të provës, duke ndikuar në performancën e lodhjes së çelikut të provës. Sa më e trashë të jetë shtresa e dekarburizimit, aq më e ulët është jeta e lodhjes. Për të zvogëluar ndikimin e shtresës së dekarburizimit në performancën e lodhjes së çelikut të provës, temperatura optimale e trajtimit termik të çelikut të provës duhet të vendoset në 850℃.
Pajisjet janë një pjesë e rëndësishme e makinësPër shkak të funksionimit me shpejtësi të lartë, pjesa rrjetëzuese e sipërfaqes së ingranazhit duhet të ketë forcë të lartë dhe rezistencë ndaj gërryerjes, dhe rrënja e dhëmbit duhet të ketë performancë të mirë të lodhjes së përkuljes për shkak të ngarkesës së përsëritur konstante, në mënyrë që të shmangen çarjet që çojnë në thyerje të materialit. Hulumtimet tregojnë se dekarburizimi është një faktor i rëndësishëm që ndikon në performancën e lodhjes së përkuljes së rrotullimit të materialeve metalike, dhe performanca e lodhjes së përkuljes së rrotullimit është një tregues i rëndësishëm i cilësisë së produktit, prandaj është e nevojshme të studiohet sjellja e dekarburizimit dhe performanca e lodhjes së përkuljes së rrotullimit të materialit të testuar.
Në këtë punim, furra e trajtimit termik në testin e dekarburizimit të sipërfaqes së çelikut me ingranazhe 20CrMnTi, analizon temperaturat e ndryshme të ngrohjes në thellësinë e shtresës së dekarburizimit të çelikut të testuar të ligjit të ndryshimit; duke përdorur makinën e thjeshtë të testimit të lodhjes së rrezes QBWP-6000J në testin e lodhjes së përkuljes rrotulluese të çelikut të testuar, përcakton performancën e lodhjes së çelikut të testuar, dhe në të njëjtën kohë për të analizuar ndikimin e dekarburizimit në performancën e lodhjes së çelikut të testuar për prodhimin aktual për të përmirësuar procesin e prodhimit, për të rritur cilësinë e produkteve dhe për të ofruar një referencë të arsyeshme. Performanca e lodhjes së çelikut të testuar përcaktohet nga makina e testimit të lodhjes së përkuljes me rrotullim.
1. Materialet dhe metodat e testimit
Materiali i testimit për një njësi për të siguruar çelik ingranazhesh 20CrMnTi, përbërja kryesore kimike tregohet në Tabelën 1. Testi i dekarburizimit: Materiali i testimit përpunohet në një mostër cilindrike Ф8 mm × 12 mm, sipërfaqja duhet të jetë e ndritshme pa njolla. Furra e trajtimit termik u ngroh në 675 ℃, 700 ℃, 725 ℃, 750 ℃, 800 ℃, 850 ℃, 900 ℃, 950 ℃, 1000 ℃, në mostër dhe u mbajt për 1 orë, dhe pastaj u ftoh me ajër në temperaturën e dhomës. Pas trajtimit termik të mostrës duke e mpiksur, bluar dhe lustruar, me 4% të tretësirës së alkoolit të acidit nitrik për erozion, përdoret mikroskopia metalurgjike për të vëzhguar shtresën e dekarburizimit të çelikut të testuar, duke matur thellësinë e shtresës së dekarburizimit në temperatura të ndryshme. Testi i lodhjes nga përkulja e spirancës: Materiali i testuar përpunohet sipas kërkesave të dy grupeve të mostrave të lodhjes nga përkulja e spirancës, grupi i parë nuk kryen testin e dekarburizimit, grupi i dytë kryen testin e dekarburizimit në temperatura të ndryshme. Duke përdorur makinën e testimit të lodhjes nga përkulja e spirancës, dy grupet e çelikut të testuar për testimin e lodhjes nga përkulja e spirancës, përcaktohet kufiri i lodhjes së dy grupeve të çelikut të testuar, krahasohet jeta e lodhjes së dy grupeve të çelikut të testuar, përdoret vëzhgimi i thyerjes së lodhjes me mikroskop elektronik skanues, analizohen arsyet e thyerjes së mostrës, për të eksploruar efektin e dekarburizimit në vetitë e lodhjes së çelikut të testuar.
Tabela 1 Përbërja kimike (fraksioni masiv) i çelikut të testuar në peshë%
Efekti i temperaturës së ngrohjes në dekarburizim
Morfologjia e organizimit të dekarburizimit në temperatura të ndryshme ngrohjeje është treguar në Fig. 1. Siç mund të shihet nga figura, kur temperatura është 675 ℃, sipërfaqja e mostrës nuk shfaqet shtresë dekarburizimi; kur temperatura rritet në 700 ℃, shtresa e dekarburizimit në sipërfaqen e mostrës filloi të shfaqej, për shtresën e hollë të dekarburizimit të ferritit; me rritjen e temperaturës në 725 ℃, trashësia e shtresës së dekarburizimit në sipërfaqen e mostrës u rrit ndjeshëm; trashësia e shtresës së dekarburizimit arrin vlerën e saj maksimale në 750 ℃, në këtë kohë, kokrriza e ferritit është më e qartë, e trashë; kur temperatura rritet në 800 ℃, trashësia e shtresës së dekarburizimit filloi të ulet ndjeshëm, trashësia e saj ra në gjysmën e 750 ℃; kur temperatura vazhdon të rritet në 850 ℃ dhe trashësia e dekarburizimit është treguar në Fig. 1. Në 800 ℃, trashësia e plotë e shtresës së dekarburizimit filloi të ulet ndjeshëm, trashësia e saj ra në 750 ℃ kur u bë gjysma; Kur temperatura vazhdon të rritet në 850 ℃ e lart, trashësia e shtresës së dekarburizimit të plotë të çelikut të provës vazhdon të ulet, gjysma e trashësisë së shtresës së dekarburizimit filloi të rritet gradualisht derisa morfologjia e shtresës së dekarburizimit të plotë u zhduk plotësisht, gjysma e morfologjisë së shtresës së dekarburizimit gradualisht u pastrua. Mund të shihet se trashësia e shtresës së dekarburizuar plotësisht me rritjen e temperaturës u rrit së pari dhe pastaj u ul, arsyeja për këtë fenomen është për shkak të sjelljes së oksidimit dhe dekarburizimit të mostrës në procesin e ngrohjes në të njëjtën kohë, vetëm kur shkalla e dekarburizimit është më e shpejtë se shpejtësia e oksidimit do të shfaqet fenomeni i dekarburizimit. Në fillim të ngrohjes, trashësia e shtresës së dekarburizuar plotësisht rritet gradualisht me rritjen e temperaturës derisa trashësia e shtresës së dekarburizuar plotësisht të arrijë vlerën maksimale, në këtë kohë për të vazhduar rritjen e temperaturës, shkalla e oksidimit të mostrës është më e shpejtë se shkalla e dekarburizimit, gjë që pengon rritjen e shtresës së dekarburizuar plotësisht, duke rezultuar në një trend në rënie. Mund të shihet se, brenda intervalit 675 ~ 950 ℃, vlera e trashësisë së shtresës së dekarburizuar plotësisht në 750 ℃ është më e madhja, dhe vlera e trashësisë së shtresës së dekarburizuar plotësisht në 850 ℃ është më e vogla, prandaj, temperatura e ngrohjes së çelikut të provës rekomandohet të jetë 850 ℃.
Fig. 1 Histomorfologjia e shtresës së dekarburizuar të çelikut të provës të mbajtur në temperatura të ndryshme ngrohjeje për 1 orë
Krahasuar me shtresën gjysmë të dekarburizuar, trashësia e shtresës së dekarburizuar plotësisht ka një ndikim më serioz negativ në vetitë e materialit, duke ulur ndjeshëm vetitë mekanike të materialit, siç është ulja e forcës, fortësisë, rezistencës ndaj konsumimit dhe kufirit të lodhjes, etj., dhe gjithashtu rrit ndjeshmërinë ndaj çarjeve, duke ndikuar në cilësinë e saldimit e kështu me radhë. Prandaj, kontrollimi i trashësisë së shtresës së dekarburizuar plotësisht është me rëndësi të madhe për të përmirësuar performancën e produktit. Figura 2 tregon kurbën e ndryshimit të trashësisë së shtresës së dekarburizuar plotësisht me temperaturën, e cila tregon ndryshimin e trashësisë së shtresës së dekarburizuar plotësisht më qartë. Nga figura mund të shihet se trashësia e shtresës së dekarburizuar plotësisht është vetëm rreth 34 μm në 700℃; me rritjen e temperaturës në 725℃, trashësia e shtresës së dekarburizuar plotësisht rritet ndjeshëm në 86 μm, që është më shumë se dyfishi i trashësisë së shtresës së dekarburizuar plotësisht në 700℃; Kur temperatura rritet në 750 ℃, trashësia e shtresës së dekarburizuar plotësisht arrin vlerën maksimale prej 120 μm; ndërsa temperatura vazhdon të rritet, trashësia e shtresës së dekarburizuar plotësisht fillon të ulet ndjeshëm, në 70 μm në 800 ℃, dhe pastaj në vlerën minimale prej rreth 20 μm në 850 ℃.
Fig. 2 Trashësia e shtresës plotësisht të dekarburizuar në temperatura të ndryshme
Efekti i dekarburizimit në performancën e lodhjes në përkuljen e spinit
Për të studiuar efektin e dekarburizimit në vetitë e lodhjes së çelikut pranveror, u kryen dy grupe testesh lodhjeje të përkuljes me spin, grupi i parë ishte testimi i lodhjes direkt pa dekarburizim, dhe grupi i dytë ishte testimi i lodhjes pas dekarburizimit në të njëjtin nivel stresi (810 MPa), dhe procesi i dekarburizimit u mbajt në 700-850 ℃ për 1 orë. Grupi i parë i mostrave është treguar në Tabelën 2, e cila është jetëgjatësia e lodhjes së çelikut pranveror.
Jetëgjatësia ndaj lodhjes e grupit të parë të mostrave është treguar në Tabelën 2. Siç mund të shihet nga Tabela 2, pa dekarburizim, çeliku i testuar iu nënshtrua vetëm 107 cikleve në 810 MPa, dhe nuk ndodhi asnjë thyerje; kur niveli i stresit tejkaloi 830 MPa, disa nga mostrat filluan të thyheshin; kur niveli i stresit tejkaloi 850 MPa, të gjitha mostrat e lodhjes u thyen.
Tabela 2 Jetëgjatësia e lodhjes nën nivele të ndryshme stresi (pa dekarburizim)
Për të përcaktuar kufirin e lodhjes, metoda e grupit përdoret për të përcaktuar kufirin e lodhjes së çelikut të testuar, dhe pas analizës statistikore të të dhënave, kufiri i lodhjes së çelikut të testuar është rreth 760 MPa; për të karakterizuar jetëgjatësinë e lodhjes së çelikut të testuar nën strese të ndryshme, kurba SN është vizatuar, siç tregohet në Figurën 3. Siç mund të shihet nga Figura 3, nivele të ndryshme stresi korrespondojnë me jetëgjatësi të ndryshme lodhjeje, kur jeta e lodhjes është 7, që korrespondon me numrin e cikleve për 107, që do të thotë se mostra në këto kushte është në gjendje, vlera përkatëse e stresit mund të përafrohet si vlera e rezistencës ndaj lodhjes, domethënë 760 MPa. Mund të shihet se kurba S - N është e rëndësishme për përcaktimin e jetëgjatësisë së lodhjes së materialit, pasi ka një vlerë të rëndësishme referimi.
Figura 3 Kurba SN e testit eksperimental të lodhjes së çelikut me përkulje rrotulluese
Jeta e lodhjes së grupit të dytë të mostrave është paraqitur në Tabelën 3. Siç mund të shihet nga Tabela 3, pasi çeliku i testuar dekarburizohet në temperatura të ndryshme, numri i cikleve zvogëlohet dukshëm, dhe ato janë më shumë se 107, dhe të gjitha mostrat e lodhjes janë thyer, dhe jeta e lodhjes zvogëlohet shumë. Kombinuar me trashësinë e shtresës së dekarburizuar të mësipërme me kurbën e ndryshimit të temperaturës mund të shihet, trashësia e shtresës së dekarburizuar 750 ℃ është më e madhja, që korrespondon me vlerën më të ulët të jetëgjatësisë së lodhjes. Trashësia e shtresës së dekarburizuar 850 ℃ është më e vogla, që korrespondon me vlerën e jetëgjatësisë së lodhjes është relativisht e lartë. Mund të shihet se sjellja e dekarburizimit zvogëlon shumë performancën e lodhjes së materialit, dhe sa më e trashë të jetë shtresa e dekarburizuar, aq më e ulët është jeta e lodhjes.
Tabela 3 Jetëgjatësia e lodhjes në temperatura të ndryshme të dekarburizimit (560 MPa)
Morfologjia e thyerjes së lodhjes së mostrës u vëzhgua me anë të mikroskopit elektronik skanues, siç tregohet në Fig. 4. Në figurën 4(a) për zonën e burimit të çarjes, në figurë mund të shihet një hark i dukshëm lodhjeje, sipas harkut të lodhjes për të gjetur burimin e lodhjes, mund të shihet burimi i çarjes për përfshirjet jometalike "sy peshku", përfshirjet në përqendrimin e stresit që shkaktojnë lehtë, duke rezultuar në çarje lodhjeje; në Fig. 4(b) për morfologjinë e zonës së zgjatjes së çarjes, mund të shihen vija të dukshme lodhjeje, me shpërndarje si lumi, që i përket thyerjes kuazi-disociative, me çarje që zgjerohen, duke çuar përfundimisht në thyerje. Figura 4(b) tregon morfologjinë e zonës së zgjerimit të çarjes, mund të shihen vija të dukshme lodhjeje, në formën e shpërndarjes si lumi, që i përket thyerjes kuazi-disociative, dhe me zgjerimin e vazhdueshëm të çarjeve, duke çuar përfundimisht në thyerje.
Analiza e frakturave të lodhjes
Fig. 4 Morfologjia SEM e sipërfaqes së thyerjes së lodhjes së çelikut eksperimental
Për të përcaktuar llojin e përfshirjeve në Fig. 4, u krye analiza e përbërjes së spektrit të energjisë, dhe rezultatet tregohen në Fig. 5. Mund të shihet se përfshirjet jometalike janë kryesisht përfshirje Al2O3, duke treguar se përfshirjet janë burimi kryesor i çarjeve të shkaktuara nga çarjet e përfshirjeve.
Figura 5 Spektroskopia e Energjisë së Përfshirjeve Jometalike
Përfundo
(1) Pozicionimi i temperaturës së ngrohjes në 850 ℃ do të minimizojë trashësinë e shtresës së dekarburizuar për të zvogëluar efektin në performancën e lodhjes.
(2) Kufiri i lodhjes së përkuljes me spin të çelikut të testuar është 760 MPa.
(3) Testi i çarjes së çelikut në përfshirje jometalike, kryesisht përzierje Al2O3.
(4) dekarburizimi e zvogëlon ndjeshëm jetëgjatësinë e çelikut të provës ndaj lodhjes, sa më e trashë të jetë shtresa e dekarburizimit, aq më e ulët është jeta e lodhjes.
Koha e postimit: 21 qershor 2024
