የድካም ስብራትን ለመመልከት እና የስብራት ዘዴን ለመተንተን የስካኒንግ ኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ ጥቅም ላይ ውሏል፤ በተመሳሳይ ጊዜ፣ የፈተናውን ብረት ከዲካርበሪዜሽን ጋር እና ያለ ዲካርበሪዜሽን የድካም ህይወት ለማነፃፀር እና ዲካርበሪዜሽን በሙከራው ብረት የድካም አፈፃፀም ላይ ያለውን ተጽእኖ ለመተንተን በተለያዩ የሙቀት መጠኖች በተለዩ ካርበሪዘሮች ላይ የማሽከርከር መታጠፍ የድካም ሙከራ ተካሂዷል። ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት በማሞቂያው ሂደት ውስጥ ኦክሳይድ እና ዲካርበሪዜሽን በአንድ ጊዜ በመኖሩ፣ በሁለቱ መካከል ያለው መስተጋብር፣ ይህም የሙቀት መጠኑ እድገት ጋር ሙሉ በሙሉ ዲካርበሪዜሽን ውፍረት እንዲጨምር በማድረግ የመጨመር እና የመቀነስ አዝማሚያ ያሳያል፣ ሙሉ በሙሉ ዲካርበሪዜሽን ንብርብር ውፍረት በ750 ℃ ከፍተኛ እሴት 120 μm ይደርሳል፣ እና ሙሉ በሙሉ ዲካርበሪዜሽን ንብርብር ውፍረት በ850 ℃ ዝቅተኛ እሴት 20 μm ይደርሳል፣ እና የሙከራው ብረት የድካም ገደብ ወደ 760 MPa አካባቢ ነው፣ እና በሙከራው ብረት ውስጥ የድካም ስንጥቆች ምንጭ በዋናነት Al2O3 ያልሆኑ የብረት ማካተቻዎች ናቸው፤ የዲካርቡራይዜሽን ባህሪ የሙከራ ብረትን የድካም ዕድሜ በእጅጉ ይቀንሳል፣ ይህም የሙከራ ብረትን የድካም አፈጻጸም ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል፣ የዲካርቡራይዜሽን ንብርብር ወፍራም ሲሆን የድካም ዕድሜው ይቀንሳል። የዲካርቡራይዜሽን ንብርብር በሙከራ ብረት የድካም አፈጻጸም ላይ የሚያሳድረውን ተጽዕኖ ለመቀነስ የሙከራ ብረት ምርጥ የሙቀት ሕክምና የሙቀት መጠን በ850℃ መቀመጥ አለበት።
ማርሽ የመኪና አስፈላጊ አካል ነውበከፍተኛ ፍጥነት በሚሰራው አሠራር ምክንያት የማርሽ ወለል የሜሽንግ ክፍል ከፍተኛ ጥንካሬ እና የመቧጨር መቋቋም ሊኖረው ይገባል፣ እና የጥርስ ሥር ወደ ስብራት የሚያመሩ ስንጥቆችን ለማስወገድ በተከታታይ ተደጋጋሚ ጭነት ምክንያት ጥሩ የታጠፈ የድካም አፈፃፀም ሊኖረው ይገባል። ጥናቶች እንደሚያሳዩት ዲካርቡራይዜሽን የብረት ቁሳቁሶችን የማሽከርከር መታጠፍ የድካም አፈፃፀም ላይ ተጽዕኖ የሚያሳድር አስፈላጊ ነገር ሲሆን የማሽከርከር መታጠፍ የድካም አፈፃፀም የምርት ጥራት አስፈላጊ አመላካች ነው፣ ስለዚህ የሙከራ ቁሳቁሱን የዲካርቡራይዜሽን ባህሪ እና የማሽከርከር መታጠፍ የድካም አፈፃፀም ማጥናት አስፈላጊ ነው።
በዚህ ጽሑፍ ውስጥ፣ በ20CrMnTi ማርሽ ብረት ወለል ዲካርቡራይዜሽን ፈተና ላይ ያለው የሙቀት ሕክምና ምድጃ፣ በተለዋዋጭው ሕግ የሙከራ ብረት ዲካርቡራይዜሽን ንብርብር ጥልቀት ላይ የተለያዩ የማሞቂያ ሙቀትን ይተነትናል፤ በሙከራ ብረት ሮታሪ ማጠፊያ የድካም ሙከራ ላይ QBWP-6000J ቀላል ጨረር የድካም ሙከራ ማሽንን በመጠቀም፣ የፈተና ብረት የድካም አፈፃፀምን መወሰን፣ እና በተመሳሳይ ጊዜ ዲካርቡራይዜሽን በሙከራ ብረት የድካም አፈጻጸም ላይ ያለውን ተጽእኖ ለመተንተን የምርት ሂደቱን ለማሻሻል፣ የምርቶችን ጥራት ለማሻሻል እና ምክንያታዊ ማጣቀሻ ለማቅረብ። የሙከራ ብረት የድካም አፈጻጸም የሚወሰነው በሚሽከረከር ማጠፊያ የድካም ሙከራ ማሽን ነው።
1. የሙከራ ቁሳቁሶች እና ዘዴዎች
በሰንጠረዥ 1 ላይ እንደሚታየው 20CrMnTi ማርሽ ብረት ለማቅረብ አንድ ክፍል የፈተና ቁሳቁስ። የዲካርቡራይዜሽን ሙከራ፡ የሙከራው ቁሳቁስ ወደ Ф8 ሚሜ × 12 ሚሜ ሲሊንደራዊ ናሙና ይቀየራል፣ ወለሉ ያለ እድፍ ብሩህ መሆን አለበት። የሙቀት ማከሚያ ምድጃው እስከ 675 ℃፣ 700 ℃፣ 725 ℃፣ 750 ℃፣ 800 ℃፣ 850 ℃፣ 900 ℃፣ 950 ℃፣ 1,000 ℃ ድረስ በናሙናው ውስጥ ይሞቃል እና ለ 1 ሰዓት ይቆያል፣ ከዚያም በአየር ወደ ክፍል ሙቀት ይቀዘቅዛል። ናሙናውን በማቀናበር፣ በመፍጨት እና በማጥራት የሙቀት ሕክምና ከተደረገ በኋላ፣ 4% የናይትሪክ አሲድ አልኮሆል መፍትሄ መሸርሸርን በመጠቀም፣ የብረታ ብረት ዲካርቡራይዜሽን ንብርብርን ለመመልከት የብረታ ብረት ማይክሮስኮፒን መጠቀም፣ የዲካርቡራይዜሽን ንብርብርን ጥልቀት በተለያዩ የሙቀት መጠኖች ይለካል። የስፒን ማጠፍ የድካም ሙከራ፡- የሁለት ቡድኖች የስፒን ማጠፍ የድካም ናሙናዎችን ሂደት መስፈርቶች መሠረት በማድረግ የሙከራ ቁሳቁስ፣ የመጀመሪያው ቡድን የዲካርቡራይዜሽን ፈተናን፣ ሁለተኛውን ቡድን በተለያዩ የሙቀት መጠኖች የዲካርቡራይዜሽን ሙከራ አያካሂድም። የስፒን ማጠፍ የድካም ሙከራ ማሽንን በመጠቀም፣ የስፒን ማጠፍ የድካም ሙከራ ለማድረግ ሁለት የሙከራ ብረት ቡድኖች፣ የሁለቱ ቡድኖች የሙከራ ብረት የድካም ገደብ መወሰን፣ የሁለቱ ቡድኖች የሙከራ ብረት የድካም ሕይወት ንጽጽር፣ የኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ የድካም ስብራት ምልከታ አጠቃቀም፣ የናሙናውን ስብራት ምክንያቶች መተንተን፣ የፈተና ብረት የድካም ባህሪያት ዲካርቡራይዜሽን ውጤትን ለመዳሰስ።
ሠንጠረዥ 1 የሙከራ ብረት የኬሚካል ቅንብር (የጅምላ ክፍልፋይ) wt%
የማሞቂያ ሙቀት በካርበሪዜሽን ላይ የሚያሳድረው ተጽዕኖ
በተለያዩ የማሞቂያ የሙቀት መጠኖች ስር የዲካርቡራይዜሽን አደረጃጀት ሞርፎሎጂ በምስል 1 ላይ ይታያል። ከስዕሉ እንደሚታየው፣ የሙቀት መጠኑ 675 ℃ ሲሆን፣ የናሙናው ወለል የዲካርቡራይዜሽን ንብርብር አይታይም፤ የሙቀት መጠኑ ወደ 700 ℃ ሲጨምር፣ የናሙናው ወለል ዲካርቡራይዜሽን ንብርብር ለቀጭኑ ፌራይት ዲካርቡራይዜሽን ንብርብር መታየት ጀመረ፤ የሙቀት መጠኑ ወደ 725 ℃ ሲጨምር፣ የናሙናው ወለል ዲካርቡራይዜሽን ንብርብር ውፍረት በከፍተኛ ሁኔታ ጨምሯል፤ የ750 ℃ ዲካርቡራይዜሽን ንብርብር ውፍረት ከፍተኛውን እሴት ይደርሳል፣ በዚህ ጊዜ የፌራይት እህል የበለጠ ግልጽ፣ ሻካራ ነው፤ የሙቀት መጠኑ ወደ 800 ℃ ሲጨምር፣ የዲካርቡራይዜሽን ንብርብር ውፍረት በከፍተኛ ሁኔታ መቀነስ ጀመረ፣ ውፍረቱ ወደ 750 ℃ ግማሽ ቀንሷል፤ የሙቀት መጠኑ ወደ 850 ℃ ሲጨምር እና የዲካርቡራይዜሽን ውፍረት በምስል 1.800 ℃ ላይ ሲታይ፣ ሙሉ የዲካርቡራይዜሽን ንብርብር ውፍረት በከፍተኛ ሁኔታ መቀነስ ጀመረ፣ ውፍረቱ በግማሽ ሲቀንስ ወደ 750 ℃ ቀንሷል። የሙቀት መጠኑ ወደ 850 ℃ እና ከዚያ በላይ ሲጨምር፣ የሙከራ ብረት ሙሉ የዲካርቡራይዜሽን ንብርብር ውፍረት መቀነሱን ቀጥሏል፣ የግማሽ ዲካርቡራይዜሽን ንብርብር ውፍረት ቀስ በቀስ መጨመር ጀመረ፣ የግማሽ ዲካርቡራይዜሽን ንብርብር ሞርፎሎጂ ሁሉም እስኪጠፉ ድረስ፣ የግማሽ ዲካርቡራይዜሽን ንብርብር ሞርፎሎጂ ቀስ በቀስ ግልጽ ይሆናል። የሙቀት መጨመር ጋር ሙሉ በሙሉ ዲካርቡራይዜሽን ንብርብር ውፍረት መጀመሪያ ጨምሯል እና ከዚያም ቀንሷል፣ የዚህ ክስተት ምክንያት በማሞቂያ ሂደት ውስጥ ባለው ናሙና ምክንያት በተመሳሳይ ጊዜ የኦክሳይድ እና የዲካርቡራይዜሽን ባህሪ፣ የዲካርቡራይዜሽን መጠን ከኦክሳይድ ፍጥነት ፈጣን ሲሆን ብቻ የዲካርቡራይዜሽን ክስተት ይታያል። በማሞቂያ መጀመሪያ ላይ፣ ሙሉ በሙሉ ዲካርቡራይዜሽን ንብርብር ውፍረት የሙቀት መጠኑ እየጨመረ ሲሄድ ቀስ በቀስ ይጨምራል፣ ሙሉ በሙሉ ዲካርቡራይዜሽን ንብርብር ውፍረት ከፍተኛውን እሴት እስኪደርስ ድረስ፣ በዚህ ጊዜ የሙቀት መጠኑን ማሳደግ ለመቀጠል፣ የናሙናው የኦክሳይድ መጠን ከዲካርቡራይዜሽን መጠን ፈጣን ነው፣ ይህም ሙሉ በሙሉ ዲካርቡራይዜሽን ንብርብር መጨመርን የሚገታ ሲሆን ይህም ወደ ታች አዝማሚያ ያስከትላል። በ675 ～950 ℃ ክልል ውስጥ፣ ሙሉ በሙሉ የተነቀለው ንብርብር ውፍረት በ750 ℃ ላይ ያለው እሴት ትልቁ እንደሆነ እና ሙሉ በሙሉ የተነቀለው ንብርብር ውፍረት በ850 ℃ ላይ ያለው እሴት ትንሹ መሆኑን ማየት ይቻላል፣ ስለዚህ የሙከራ ብረት የማሞቂያ ሙቀት 850 ℃ እንዲሆን ይመከራል።
ምስል 1. በተለያየ የማሞቂያ ሙቀት ለ 1 ሰዓት የተከማቸ የተበላሸ የፈተና ብረት ንብርብር ሂስቶሞርፎሎጂ
ከፊል-ዲካርቡራይድ ንብርብር ጋር ሲነጻጸር፣ ሙሉ በሙሉ ዲካርቡራይድ የተደረገበት ንብርብር ውፍረት በቁሳዊ ባህሪያት ላይ የበለጠ ከባድ አሉታዊ ተጽዕኖ ያሳድራል፣ እንደ ጥንካሬ፣ ጥንካሬ፣ የመልበስ መቋቋም እና የድካም ገደብ መቀነስ ያሉ የቁሳቁሱን ሜካኒካል ባህሪያት በእጅጉ ይቀንሳል፣ እንዲሁም ለስንጥቆች ስሜታዊነትን ይጨምራል፣ ይህም የብየዳ ጥራትን እና የመሳሰሉትን ይነካል። ስለዚህ፣ ሙሉ በሙሉ ዲካርቡራይድ የተደረገበትን ንብርብር ውፍረት መቆጣጠር የምርት አፈጻጸምን ለማሻሻል ትልቅ ጠቀሜታ አለው። ምስል 2 ሙሉ በሙሉ ዲካርቡራይድ የተደረገበትን ንብርብር ውፍረት ከሙቀት ጋር ያለውን የልዩነት ኩርባ ያሳያል፣ ይህም ሙሉ በሙሉ ዲካርቡራይድ የተደረገበትን ንብርብር ውፍረት ልዩነት በግልጽ ያሳያል። ከስዕሉ መረዳት እንደሚቻለው ሙሉ በሙሉ ዲካርቡራይድ የተደረገበት ንብርብር ውፍረት በ700℃ 34μm ብቻ ነው፤ የሙቀት መጠኑ ወደ 725 ℃ ሲጨምር፣ ሙሉ በሙሉ ዲካርቡራይድ የተደረገበት ንብርብር ውፍረት ወደ 86 μm በከፍተኛ ሁኔታ ይጨምራል፣ ይህም በ700 ℃ ላይ ካለው ሙሉ በሙሉ ዲካርቡራይድ የተደረገበት ንብርብር ውፍረት ከሁለት እጥፍ በላይ ነው። የሙቀት መጠኑ ወደ 750 ℃ ሲጨምር፣ ሙሉ በሙሉ የተነቀለው ንብርብር ውፍረት የሙቀት መጠኑ ወደ 750 ℃ ሲጨምር፣ ሙሉ በሙሉ የተነቀለው ንብርብር ውፍረት ከፍተኛው እሴት 120 μm ይደርሳል፤ የሙቀት መጠኑ እየጨመረ ሲሄድ፣ ሙሉ በሙሉ የተነቀለው ንብርብር ውፍረት በ800 ℃ ወደ 70 μm በከፍተኛ ሁኔታ መቀነስ ይጀምራል፣ ከዚያም በ850 ℃ ወደ 20 μm ዝቅተኛ እሴት ይደርሳል።
ምስል 2 ሙሉ በሙሉ የተነቀለ ንብርብር ውፍረት በተለያዩ የሙቀት መጠኖች
የካርበሪዜሽን ውጤት በማሽከርከር መታጠፍ ላይ በድካም አፈፃፀም ላይ
የዲካርቡራይዜሽን በፀደይ ብረት ድካም ባህሪያት ላይ የሚያሳድረውን ተጽእኖ ለማጥናት፣ ሁለት የአከርካሪ ማጠፊያ የድካም ሙከራዎች ቡድኖች ተካሂደዋል፣ የመጀመሪያው ቡድን ዲካርቡራይዜሽን ሳይኖር በቀጥታ የድካም ሙከራ ነበር፣ ሁለተኛው ቡድን ደግሞ በተመሳሳይ የጭንቀት ደረጃ (810 MPa) ዲካርቡራይዜሽን ከተደረገ በኋላ የድካም ምርመራ ነበር፣ እና የዲካርቡራይዜሽን ሂደቱ በ700-850 ℃ ለ1 ሰዓት ተከናውኗል። የመጀመሪያው የናሙና ቡድን በሰንጠረዥ 2 ላይ ይታያል፣ ይህም የፀደይ ብረት የድካም ህይወት ነው።
የመጀመሪያው የናሙና ቡድን የድካም ሕይወት በሰንጠረዥ 2 ላይ ይታያል። ከሰንጠረዥ 2 እንደሚታየው፣ ዲካርቡራይዜሽን ሳይደረግበት፣ የሙከራው ብረት በ810 MPa ለ107 ዑደቶች ብቻ ተገዝቶ ነበር፣ እና ምንም ስብራት አልተከሰተም፤ የጭንቀት ደረጃው ከ830 MPa ሲበልጥ፣ አንዳንድ ናሙናዎች መሰበር ጀመሩ፤ የጭንቀት ደረጃው ከ850 MPa ሲበልጥ፣ የድካም ናሙናዎቹ በሙሉ ተሰበሩ።
ሠንጠረዥ 2 በተለያዩ የጭንቀት ደረጃዎች (ያለ ካርቡራይዜሽን) የድካም ሕይወት
የድካም ገደቡን ለመወሰን የቡድን ዘዴው የሙከራ ብረት የድካም ወሰንን ለመወሰን ጥቅም ላይ ይውላል፣ እና የውሂብ ስታትስቲካዊ ትንተና ከተደረገ በኋላ የሙከራ ብረት የድካም ወሰን 760 MPa አካባቢ ነው፤ የሙከራ ብረትን በተለያዩ ጭንቀቶች ስር የድካም ህይወትን ለመለየት፣ በስእል 3 እንደሚታየው የSN ኩርባ ተቀርጿል። ከስእል 3 እንደሚታየው፣ የተለያዩ የጭንቀት ደረጃዎች ከተለያዩ የድካም ህይወት ጋር ይዛመዳሉ፣ የ7 የድካም ህይወት፣ ከ107 የዑደቶች ብዛት ጋር የሚመጣጠን፣ ይህም ማለት በእነዚህ ሁኔታዎች ስር ያለው ናሙና በሁኔታው በኩል ነው ማለት ነው፣ ተጓዳኝ የጭንቀት እሴት እንደ የድካም ጥንካሬ እሴት ማለትም 760 MPa ሊገመት ይችላል። የS - N ኩርባ የቁሳቁሱን የድካም ህይወት ለመወሰን አስፈላጊ መሆኑን ማየት ይቻላል።
ምስል 3 የሙከራ ብረት የሚሽከረከር የድካም ሙከራ SN ኩርባ
የሁለተኛው የናሙና ቡድን የድካም ዕድሜ በሰንጠረዥ 3 ላይ ይታያል። ከሰንጠረዥ 3 እንደሚታየው፣ የሙከራው ብረት በተለያዩ የሙቀት መጠኖች ከካርበሪ ከተነቀለ በኋላ የዑደቶቹ ብዛት በግልጽ ይቀንሳል፣ እና ከ107 በላይ ናቸው፣ እና ሁሉም የድካም ናሙናዎች ተሰባብረዋል፣ እና የድካም ዕድሜው በእጅጉ ይቀንሳል። ከላይ ከተጠቀሰው የካርበሪ ንብርብር ውፍረት ጋር ከሙቀት ለውጥ ኩርባ ጋር ሲጣመር፣ 750 ℃ የተነቀለ ንብርብር ውፍረት ትልቁ ሲሆን ከድካም ሕይወት ዝቅተኛ ዋጋ ጋር ይዛመዳል። 850 ℃ የተነቀለ ንብርብር ውፍረት ትንሹ ነው፣ ከድካም የሕይወት ዋጋ ጋር የሚዛመደው በአንጻራዊነት ከፍተኛ ነው። የዲካርበሪዜሽን ባህሪ የቁሳቁሱን የድካም አፈፃፀም በእጅጉ እንደሚቀንስ እና የዲካርበሪ ንብርብር ወፍራም ከሆነ የድካም ዕድሜው ዝቅተኛ እንደሚሆን ማየት ይቻላል።
ሠንጠረዥ 3 በተለያዩ የካርበሪዜሽን የሙቀት መጠኖች (560 MPa) የድካም ሕይወት
የናሙናው የድካም ስብራት ሞርፎሎጂ በኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ በመቃኘት ታይቷል፣ በምስል 4 ላይ እንደሚታየው። ለክራክ ምንጭ አካባቢ ምስል 4(a)፣ ምስሉ ግልጽ የሆነ የድካም ቅስት ሊታይ ይችላል፣ የድካም ምንጭን ለማግኘት እንደ ድካም ቅስት፣ የ"ዓሣ-ዓይን" ያልሆኑ የብረት ማካተቻዎች ስንጥቅ ምንጭ፣ በቀላሉ በሚፈጠር የጭንቀት ክምችት ላይ መካተት፣ የድካም ስንጥቆችን ያስከትላል፤ ምስል 4(b) ለክራክ ማራዘሚያ አካባቢ ሞርፎሎጂ፣ ግልጽ የሆነ የድካም ጭረቶች ሊታይ ይችላል፣ ወንዝ መሰል ስርጭት ነበር፣ ከኳሲ-መነጣጠል ስብራት ጋር የተያያዘ፣ ስንጥቆች እየሰፉ ሲሄዱ በመጨረሻም ወደ ስብራት ይመራሉ። ምስል 4(b) የክራክ ማራዘሚያ አካባቢ ሞርፎሎጂ ያሳያል፣ ግልጽ የሆኑ የድካም ጭረቶች በወንዝ መሰል ስርጭት መልክ ሊታዩ ይችላሉ፣ ይህም ከኳሲ-መነጣጠል ስብራት ጋር የተያያዘ፣ እና ስንጥቆቹ ያለማቋረጥ መስፋፋት በመጨረሻ ወደ ስብራት ይመራሉ።
የድካም ስብራት ትንተና
ምስል 4 የሙከራ ብረት የድካም ስብራት ወለል የSEM ሞርፎሎጂ
በምስል 4 ውስጥ ያሉትን የመካተት ዓይነቶች ለመወሰን የኢነርጂ ስፔክትረም ቅንብር ትንተና ተካሂዷል፣ እና ውጤቶቹ በምስል 5 ላይ ይታያሉ። የብረት ያልሆኑ መካተት በዋናነት Al2O3 መካተት መሆኑን ማየት ይቻላል፣ ይህም መካተት በ inclusions ስንጥቅ ምክንያት የሚከሰቱ ስንጥቆች ዋና ምንጭ መሆኑን ያሳያል።
ምስል 5 የብረታ ብረት ያልሆኑ ማካተት የኃይል ስፔክትሮስኮፒ
ማጠቃለያ
(1) የማሞቂያውን የሙቀት መጠን በ850 ℃ ላይ ማስቀመጥ የካርበሪዝድ ንብርብር ውፍረትን በመቀነስ በድካም አፈፃፀም ላይ ያለውን ተጽእኖ ይቀንሳል።
(2) የሙከራው የብረት ሽክርክሪት መታጠፊያ የድካም ገደብ 760 MPa ነው።
(3) የብረት ያልሆኑ የብረት መሰባበርን የሚፈትሽ ሲሆን በዋናነት የAl2O3 ድብልቅ።
(4) ዲካርቡራይዜሽን የሙከራ ብረትን የድካም ዕድሜ በእጅጉ ይቀንሳል፣ የዲካርቡራይዜሽን ንብርብር ወፍራም ሲሆን የድካም ዕድሜው ይቀንሳል።
የፖስታ ሰዓት፡ ሰኔ-21-2024
