Söndürmənin tərifi və məqsədi
Polad kritik Ac3 (hipoeutektoid polad) və ya Ac1 (hipereutektoid polad) kritik nöqtəsindən yuxarı bir temperatura qədər qızdırılır, onu tam və ya qismən austenitləşdirmək üçün bir müddət saxlanılır və sonra kritik söndürmə sürətindən daha yüksək sürətlə soyudulur. Aşırı soyudulmuş austeniti martenzitə və ya aşağı beynite çevirən istilik müalicəsi prosesi söndürmə adlanır.
Söndürmənin məqsədi, poladın gücünü, sərtliyini və müqavimətini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırmaq üçün müxtəlif temperaturlarda istiləşmə ilə birləşdirilən martensit və ya daha aşağı beynit strukturunu əldə etmək üçün super soyudulmuş austeniti martenzitə və ya beynite çevirməkdir. Müxtəlif mexaniki hissələrin və alətlərin müxtəlif istifadə tələblərinə cavab vermək üçün aşınma qabiliyyəti, yorğunluq gücü və möhkəmlik və s. Söndürmə, ferromaqnetizm və korroziyaya davamlılıq kimi müəyyən xüsusi çeliklərin xüsusi fiziki və kimyəvi xüsusiyyətlərini qarşılamaq üçün də istifadə edilə bilər.
Polad hissələri fiziki vəziyyətindəki dəyişikliklərlə söndürmə mühitində soyuduqda, soyutma prosesi ümumiyyətlə aşağıdakı üç mərhələyə bölünür: buxar filmi mərhələsi, qaynama mərhələsi və konveksiya mərhələsi.
Poladın sərtləşməsi
Sərtləşmə və sərtləşmə poladın söndürülmə qabiliyyətini xarakterizə edən iki performans göstəricisidir. Onlar həmçinin material seçimi və istifadəsi üçün mühüm əsasdır.
1. Sərtləşmə və sərtləşmə anlayışları
Sərtləşmə qabiliyyəti poladın ideal şəraitdə söndürüldükdə və bərkidildikdə əldə edə biləcəyi ən yüksək sərtliyə nail olmaq qabiliyyətidir. Poladın sərtləşməsini təyin edən əsas amil poladın tərkibindəki karbondur. Daha dəqiq desək, söndürmə və qızdırma zamanı austenitdə həll olunan karbon tərkibidir. Karbon miqdarı nə qədər yüksəkdirsə, poladın sərtləşməsi bir o qədər yüksəkdir. . Poladdakı ərinti elementləri sərtləşmə qabiliyyətinə az təsir göstərir, lakin poladın sərtləşməsinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir.
Sərtləşmə qabiliyyəti müəyyən şərtlərdə poladın sərtləşmə dərinliyini və sərtlik paylanmasını təyin edən xüsusiyyətlərə aiddir. Yəni, polad söndürüldükdə bərkimiş təbəqənin dərinliyini əldə etmək imkanı. Bu poladın xas xüsusiyyətidir. Sərtləşmə qabiliyyəti əslində polad söndürüldükdə austenitin martenzitə çevrilmə asanlığını əks etdirir. Bu, əsasən poladın həddindən artıq soyudulmuş austenitinin sabitliyi və ya poladın kritik söndürmə soyutma sürəti ilə əlaqədardır.
Onu da qeyd etmək lazımdır ki, poladın bərkiməsi xüsusi söndürmə şəraitində polad hissələrin effektiv sərtləşmə dərinliyindən fərqləndirilməlidir. Poladın sərtləşməsi poladın özünə xas bir xüsusiyyətdir. Bu, yalnız öz daxili amillərindən asılıdır və xarici amillərlə heç bir əlaqəsi yoxdur. Poladın effektiv sərtləşmə dərinliyi təkcə poladın sərtləşmə qabiliyyətindən deyil, həm də istifadə olunan materialdan asılıdır. Bu, soyuducu mühit və iş parçasının ölçüsü kimi xarici amillərlə bağlıdır. Məsələn, eyni austenitləşdirmə şəraitində eyni poladın sərtləşmə qabiliyyəti eynidir, lakin suyun söndürülməsinin effektiv sərtləşmə dərinliyi neftin söndürülməsindən daha böyükdür və kiçik hissələr yağın söndürülməsindən daha kiçikdir. Böyük hissələrin effektiv sərtləşmə dərinliyi böyükdür. Bu, suyun söndürülməsinin neft söndürmə ilə müqayisədə daha yüksək sərtliyə malik olduğunu söyləmək olmaz. Kiçik hissələrin böyük hissələrə nisbətən daha yüksək sərtliyə malik olduğunu söyləmək olmaz. Görünür ki, poladın bərkidilmə qabiliyyətini qiymətləndirmək üçün iş parçasının forması, ölçüsü, soyuducu mühit və s. kimi xarici amillərin təsiri aradan qaldırılmalıdır.
Bundan əlavə, sərtləşmə və sərtləşmə iki fərqli anlayış olduğundan, söndürüldükdən sonra yüksək sərtliyə malik polad mütləq yüksək sərtliyə malik deyildir; və aşağı sərtliyə malik polad da yüksək sərtliyə malik ola bilər.
2. Sərtləşmə qabiliyyətinə təsir edən amillər
Poladın sərtləşməsi austenitin dayanıqlığından asılıdır. Aşırı soyudulmuş austenitin sabitliyini yaxşılaşdıra, C əyrisini sağa sürüşdürə və bununla da kritik soyutma sürətini azalda bilən hər hansı bir amil yüksək poladın sərtləşməsini yaxşılaşdıra bilər. Austenitin dayanıqlığı, əsasən, poladın kimyəvi tərkibi və istilik şəraiti ilə əlaqəli olan kimyəvi tərkibindən, taxıl ölçüsündən və tərkibinin vahidliyindən asılıdır.
3. Sərtləşmə qabiliyyətinin ölçülməsi üsulu
Poladın bərkidilmə qabiliyyətini ölçmək üçün bir çox üsul var, ən çox istifadə olunanlar kritik diametr ölçmə üsulu və son sərtləşmə test üsuludur.
(1) Kritik diametr ölçmə üsulu
Polad müəyyən bir mühitdə söndürüldükdən sonra, nüvənin bütün martensit və ya 50% martensit quruluşunu əldə etdiyi zaman maksimum diametri Dc ilə təmsil olunan kritik diametr adlanır. Kritik diametr ölçmə üsulu müxtəlif diametrli bir sıra yuvarlaq çubuqlar hazırlamaq və söndürüldükdən sonra hər bir nümunə bölməsində diametr boyunca paylanmış sərtlik U əyrisini ölçmək və mərkəzdə yarı martensit quruluşu olan çubuğu tapmaqdır. Dəyirmi çubuğun diametri kritik diametrdir. Kritik diametr nə qədər böyükdürsə, poladın sərtləşməsi bir o qədər yüksəkdir.
(2) Son söndürmə test üsulu
Son söndürmə sınaq metodu standart ölçülü son söndürülmüş nümunədən (Ф25mm×100mm) istifadə edir. Austenitləşdirmədən sonra nümunənin bir ucuna su sərinləmək üçün xüsusi avadanlıqla səpilir. Soyuduqdan sonra sərtlik ox istiqamətində - su ilə soyudulmuş ucdan ölçülür. Məsafə əlaqəsi əyrisi üçün test üsulu. Son sərtləşmə test üsulu poladın bərkimə qabiliyyətini təyin etmək üsullarından biridir. Onun üstünlükləri sadə əməliyyat və geniş tətbiq sahəsidir.
4.Söndürmə gərginliyi, deformasiya və krekinq
(1) Söndürmə zamanı iş parçasının daxili gərginliyi
İş parçası söndürmə mühitində sürətlə soyuduqda, iş parçası müəyyən ölçüyə malik olduğundan və istilik keçiricilik əmsalı da müəyyən bir dəyər olduğundan, soyutma prosesi zamanı iş parçasının daxili hissəsi boyunca müəyyən bir temperatur qradiyenti meydana gələcək. Səth temperaturu aşağı, əsas temperatur yüksək, səth və nüvə temperaturu yüksəkdir. Temperatur fərqi var. İş parçasının soyudulması zamanı iki fiziki hadisə də var: biri istilik genişlənməsidir, temperatur aşağı düşdükcə iş parçasının xətti uzunluğu daralacaq; digəri temperatur martensit çevrilmə nöqtəsinə düşəndə austenitin martenzitə çevrilməsidir. , bu da xüsusi həcmi artıracaq. Soyutma prosesi zamanı temperatur fərqinə görə iş parçasının kəsişməsi boyunca müxtəlif hissələrdə istilik genişlənməsinin miqdarı fərqli olacaq və iş parçasının müxtəlif hissələrində daxili gərginlik yaranacaq. İş parçası daxilində temperatur fərqlərinin olması səbəbindən temperaturun martensitin meydana gəldiyi nöqtədən daha tez düşdüyü hissələr də ola bilər. Transformasiya, həcm genişlənir və yüksək temperaturlu hissələr hələ də nöqtədən yüksəkdir və hələ də austenit vəziyyətindədir. Bu müxtəlif hissələr həmçinin xüsusi həcm dəyişikliklərindəki fərqlərə görə daxili gərginlik yaradacaq. Beləliklə, söndürmə və soyutma prosesində iki növ daxili gərginlik yarana bilər: biri istilik gərginliyi; digəri toxuma stressidir.
Daxili gərginliyin mövcud zaman xüsusiyyətlərinə görə, onu ani gərginliyə və qalıq gərginliyə də bölmək olar. Soyutma prosesi zamanı müəyyən bir anda iş parçasının yaratdığı daxili gərginliyə ani gərginlik deyilir; iş parçası soyuduqdan sonra iş parçasının daxilində qalan gərginliyə qalıq gərginlik deyilir.
İstilik gərginliyi iş parçasının qızdırılması (və ya soyudulması) zamanı onun müxtəlif hissələrində temperatur fərqləri səbəbindən qeyri-ardıcıl istilik genişlənməsi (və ya soyuq daralma) nəticəsində yaranan gərginliyə aiddir.
İndi soyutma prosesi zamanı daxili gərginliyin əmələ gəlməsi və dəyişmə qaydalarını göstərmək üçün misal olaraq möhkəm silindr götürün. Burada yalnız eksenel gərginlik müzakirə olunur. Soyutmanın başlanğıcında səth tez soyuduğu üçün temperatur aşağı olur və çox daralır, nüvə soyuduqda temperatur yüksək olur və büzülmə kiçik olur. Nəticədə, səth və içəri bir-birinə bağlanır, nəticədə səthdə gərginlik yaranır, nüvə isə təzyiq altındadır. stress. Soyutma davam etdikcə daxili və xarici arasında temperatur fərqi artır və daxili gərginlik də buna uyğun olaraq artır. Gərginlik bu temperaturda məhsuldarlığı aşmaq üçün artdıqda, plastik deformasiya baş verir. Ürəyin qalınlığı səthin qalınlığından daha yüksək olduğu üçün ürək həmişə eksenel olaraq ilk olaraq daralır. Plastik deformasiya nəticəsində daxili gərginlik artıq artmır. Müəyyən bir müddətə qədər soyuduqdan sonra səthin temperaturunun azalması tədricən yavaşlayacaq və onun büzülməsi də tədricən azalacaq. Bu zaman nüvə hələ də kiçilir, ona görə də səthdəki dartılma gərginliyi və nüvədə sıxılma gərginliyi onlar yox olana qədər tədricən azalacaq. Bununla belə, soyutma davam etdikcə, səthin rütubəti getdikcə azalır və büzülmə miqdarı getdikcə azalır və ya hətta kiçilməyi dayandırır. Özəkdəki temperatur hələ də yüksək olduğundan, o, daralmağa davam edəcək və nəhayət, iş parçasının səthində sıxılma gərginliyi əmələ gələcək, nüvədə isə dartılma gərginliyi olacaqdır. Bununla belə, temperatur aşağı olduğundan, plastik deformasiyanın baş verməsi asan deyil, buna görə də soyutma davam etdikcə bu gərginlik artacaq. Artmağa davam edir və nəhayət, qalıq gərginlik olaraq iş parçasının içərisində qalır.
Görünür ki, soyutma prosesində baş verən istilik gərginliyi ilkin olaraq səth qatının dartılmasına və nüvənin sıxılmasına səbəb olur, qalan qalıq gərginlik isə səth qatının sıxılması və nüvənin gərilməsidir.
Xülasə etmək üçün, söndürmə soyudulması zamanı yaranan istilik gərginliyi soyutma prosesi zamanı kəsişən temperatur fərqindən qaynaqlanır. Soyutma sürəti nə qədər çox olarsa və en kəsiyi temperatur fərqi nə qədər çox olarsa, yaranan istilik gərginliyi də bir o qədər çox olar. Eyni soyuducu mühit şəraitində, iş parçasının istilik temperaturu nə qədər yüksək olarsa, ölçüsü nə qədər böyük olarsa, poladın istilik keçiriciliyi nə qədər kiçik olarsa, iş parçası daxilində temperatur fərqi bir o qədər çox olar və istilik gərginliyi bir o qədər çox olar. İş parçası yüksək temperaturda qeyri-bərabər soyudulursa, pozulacaq və deformasiyaya uğrayacaq. İş parçasının soyudulması zamanı yaranan ani dartılma gərginliyi materialın dartılma gücündən çox olarsa, söndürmə çatları yaranır.
Faza çevrilmə stressi, istilik müalicəsi prosesi zamanı iş parçasının müxtəlif hissələrində faza çevrilməsinin fərqli vaxtının səbəb olduğu gərginliyə aiddir, həmçinin toxuma stressi kimi tanınır.
Söndürmə və sürətli soyutma zamanı səth təbəqəsi Ms nöqtəsinə qədər soyuduqda martensitik transformasiya baş verir və həcmin genişlənməsinə səbəb olur. Bununla belə, hələ transformasiyaya uğramamış nüvənin maneə törədilməsi səbəbindən səth təbəqəsi sıxılma gərginliyi yaradır, nüvə isə dartılma gərginliyinə malikdir. Stress kifayət qədər böyük olduqda, deformasiyaya səbəb olacaqdır. Nüvə Ms nöqtəsinə qədər soyuduqda, o, həmçinin martensitik transformasiyaya məruz qalacaq və həcmdə genişlənəcəkdir. Bununla belə, transformasiya edilmiş səth təbəqəsinin aşağı plastikliyi və yüksək möhkəmliyi ilə məhdudiyyətləri səbəbindən onun son qalıq gərginliyi səthi gərginlik şəklində olacaq və nüvə təzyiq altında olacaq. Görünür ki, faza çevrilmə gərginliyinin dəyişməsi və son vəziyyəti istilik gərginliyinə tam əksdir. Üstəlik, faza dəyişmə gərginliyi aşağı plastisiyaya malik aşağı temperaturda baş verdiyi üçün bu zaman deformasiya çətindir, ona görə də faza dəyişmə gərginliyinin iş parçasının çatlamasına səbəb olma ehtimalı daha yüksəkdir.
Faza çevrilmə gərginliyinin ölçüsünə təsir edən bir çox amillər var. Martensitin çevrilmə temperatur diapazonunda poladın soyutma sürəti nə qədər sürətli olarsa, polad parçasının ölçüsü nə qədər böyük olarsa, poladın istilik keçiriciliyi nə qədər pis olarsa, martensitin xüsusi həcmi nə qədər böyük olarsa, faza çevrilmə gərginliyi bir o qədər çox olar. Nə qədər böyük olarsa. Bundan əlavə, faza çevrilmə gərginliyi də poladın tərkibinə və poladın sərtləşməsinə bağlıdır. Məsələn, yüksək karbonlu yüksək alaşımlı polad, yüksək karbon tərkibinə görə martensitin xüsusi həcmini artırır, bu da poladın faza çevrilmə gərginliyini artırmalıdır. Bununla belə, karbon miqdarı artdıqca, Ms nöqtəsi azalır və söndürüldükdən sonra çox miqdarda saxlanılan austenit var. Onun həcminin genişlənməsi azalır və qalıq stress azdır.
(2) Söndürmə zamanı iş parçasının deformasiyası
Söndürmə zamanı iş parçasında deformasiyanın iki əsas növü var: biri ölçü və forma dəyişiklikləri kimi təzahür edən iş parçasının həndəsi formasının dəyişməsidir, çox vaxt söndürmə gərginliyindən yaranan əyilmə deformasiyası adlanır; digəri isə həcm deformasiyasıdır. , iş parçasının həcminin mütənasib genişlənməsi və ya daralması kimi özünü göstərir ki, bu da faza dəyişikliyi zamanı xüsusi həcmin dəyişməsi nəticəsində yaranır.
Çarpma deformasiyasına həmçinin forma deformasiyası və burulma deformasiyası daxildir. Bükülmə deformasiyası, əsasən, isitmə zamanı iş parçasının sobada düzgün yerləşdirilməməsi və ya söndürmədən əvvəl deformasiyanın korreksiyasından sonra formalaşdırma işinin aparılmaması və ya iş parçasının soyudulması zamanı iş parçasının müxtəlif hissələrinin qeyri-bərabər soyuması nəticəsində baş verir. Bu deformasiya xüsusi vəziyyətlər üçün təhlil edilə və həll edilə bilər. Aşağıda əsasən həcm deformasiyasından və forma deformasiyasından bəhs edilir.
1) Söndürmə deformasiyasının səbəbləri və onun dəyişmə qaydaları
Struktur transformasiya nəticəsində yaranan həcm deformasiyası İş parçasının söndürmədən əvvəl struktur vəziyyəti ümumiyyətlə perlitdir, yəni ferrit və sementitin qarışıq strukturudur və söndürüldükdən sonra martenzitik quruluşdur. Bu toxumaların müxtəlif xüsusi həcmləri söndürmədən əvvəl və sonra həcm dəyişikliyinə səbəb olacaq və nəticədə deformasiya yaranacaq. Bununla belə, bu deformasiya yalnız iş parçasının genişlənməsinə və mütənasib şəkildə büzülməsinə səbəb olur, buna görə də iş parçasının formasını dəyişdirmir.
Bundan əlavə, istilik müalicəsindən sonra strukturda daha çox martensit və ya martensitdə karbon miqdarı nə qədər yüksək olarsa, onun həcmi genişlənir və saxlanılan austenit nə qədər çox olarsa, həcm genişlənməsi bir o qədər az olar. Buna görə də, istilik müalicəsi zamanı martensitin və qalıq martensitin nisbi tərkibinə nəzarət etməklə həcm dəyişikliyinə nəzarət etmək olar. Düzgün idarə olunarsa, həcm nə genişlənəcək, nə də kiçilməyəcək.
İstilik gərginliyindən yaranan forma deformasiyası İstilik gərginliyindən yaranan deformasiya polad hissələrin axıcılıq müqavimətinin aşağı, plastisiyasının yüksək olduğu, səthin tez soyuduğu, iş parçasının daxili və xarici hissələri arasında temperatur fərqinin ən çox olduğu yüksək temperaturlu yerlərdə baş verir. Bu zaman ani termal gərginlik səthi dartılma stressi və nüvənin sıxılma gərginliyidir. Bu zaman əsas temperatur yüksək olduğundan, axma gücü səthdən xeyli aşağıdır, ona görə də çox istiqamətli sıxılma gərginliyinin təsiri altında deformasiya kimi özünü göstərir, yəni kub istiqamət üzrə sferikdir. Müxtəliflik. Nəticə budur ki, böyük olan kiçilir, kiçik olan isə genişlənir. Məsələn, uzun silindr uzunluq istiqamətində qısalır və diametri istiqamətində genişlənir.
Toxuma gərginliyi nəticəsində yaranan forma deformasiyası Toxuma gərginliyi nəticəsində yaranan deformasiya da toxuma gərginliyinin maksimum olduğu ilk anda baş verir. Bu zaman kəsiyinin temperatur fərqi böyükdür, əsas temperatur daha yüksəkdir, o, hələ də austenit vəziyyətindədir, plastisiya yaxşıdır, məhsuldarlıq aşağıdır. Ani toxuma stressi səthi sıxılma stressi və nüvənin dartılma stressidir. Buna görə də deformasiya çox istiqamətli dartılma gərginliyinin təsiri altında nüvənin uzanması kimi təzahür edir. Nəticə budur ki, toxuma gərginliyinin təsiri altında iş parçasının böyük tərəfi uzanır, kiçik tərəfi isə qısalır. Məsələn, uzun silindrdə toxuma gərginliyi nəticəsində yaranan deformasiya uzunluğun uzanması və diametrinin azalmasıdır.
Cədvəl 5.3 müxtəlif tipik polad hissələrin söndürmə deformasiya qaydalarını göstərir.
2) Söndürmə deformasiyasına təsir edən amillər
Söndürmə deformasiyasına təsir edən amillər əsasən poladın kimyəvi tərkibi, orijinal quruluşu, hissələrin həndəsəsi və istilik müalicəsi prosesidir.
3) Çatların söndürülməsi
Hissələrdə çatlar, əsasən, söndürmə və soyutmanın gec mərhələsində, yəni martenzit çevrilməsi əsasən başa çatdıqdan və ya tam soyuduqdan sonra hissələrdə dartılma gərginliyi poladın qırılma möhkəmliyindən artıq olduğu üçün kövrək qırılma baş verir. Çatlar adətən maksimum dartılma deformasiyasının istiqamətinə perpendikulyar olur, ona görə də hissələrdə çatların müxtəlif formaları əsasən gərginliyin paylanma vəziyyətindən asılıdır.
Söndürmə çatlarının ümumi növləri: Uzununa (eksenel) çatlar əsasən tangensial dartılma gərginliyi materialın qırılma gücündən artıq olduqda yaranır; eninə çatlar hissənin daxili səthində əmələ gələn böyük eksenel dartılma gərginliyi materialın qırılma gücündən artıq olduqda əmələ gəlir. çatlar; şəbəkə çatları səthdə iki ölçülü dartılma gərginliyinin təsiri altında əmələ gəlir; soyma çatları çox nazik bərkimiş təbəqədə baş verir ki, bu da gərginliyin kəskin şəkildə dəyişdiyi və həddindən artıq gərginlik radial istiqamətdə hərəkət etdiyi zaman baş verə bilər. Bir növ çat.
Uzunlamasına çatlara eksenel çatlar da deyilir. Parçanın səthinə yaxın maksimum dartılma gərginliyində çatlar meydana gəlir və mərkəzə doğru müəyyən dərinliyə malikdir. Çatların istiqaməti ümumiyyətlə oxa paraleldir, lakin hissədə gərginlik konsentrasiyası olduqda və ya daxili struktur qüsurları olduqda istiqamət də dəyişə bilər.
İş parçası tamamilə söndürüldükdən sonra uzununa çatlar meydana gəlməyə meyllidir. Bu, söndürülmüş iş parçasının səthində böyük tangensial dartılma gərginliyi ilə əlaqədardır. Poladda karbon miqdarı artdıqca uzununa çatlar əmələ gəlmə meyli artır. Aşağı karbonlu polad kiçik xüsusi həcmli martensit və güclü istilik stresinə malikdir. Səthdə böyük bir qalıq sıxılma gərginliyi var, buna görə də onu söndürmək asan deyil. Karbon miqdarı artdıqca səthin sıxılma gərginliyi azalır və struktur gərginliyi artır. Eyni zamanda, pik dartılma gərginliyi səth təbəqəsinə doğru hərəkət edir. Buna görə də, yüksək karbonlu polad həddindən artıq qızdırıldığında uzunlamasına söndürmə çatlarına meyllidir.
Hissələrin ölçüsü qalıq gərginliyin ölçüsünə və paylanmasına birbaşa təsir göstərir və onun söndürülmə krekinq meyli də fərqlidir. Uzununa çatlar da təhlükəli en kəsiyi ölçü diapazonunda söndürülməklə asanlıqla əmələ gəlir. Bundan əlavə, polad xammalın tıxanması tez-tez uzununa çatlara səbəb olur. Əksər polad hissələri yayma üsulu ilə hazırlandığından, poladdakı qeyri-qızıl daxilolmaları, karbidlər və s. deformasiya istiqaməti boyunca paylanaraq poladın anizotrop olmasına səbəb olur. Məsələn, alət poladının zolaq kimi bir quruluşu varsa, söndürüldükdən sonra onun eninə qırılma gücü uzununa qırılma gücündən 30% -dən 50% -ə qədər kiçikdir. Əgər poladda gərginliyin konsentrasiyasına səbəb olan qızıl olmayan daxilolmalar kimi amillər varsa, tangensial gərginlik eksenel gərginlikdən çox olsa belə, aşağı gərginlik şəraitində uzununa çatlar əmələ gəlmək asandır. Bu səbəbdən, poladda qeyri-metal daxilolmaların və şəkərin səviyyəsinə ciddi nəzarət, söndürmə çatlarının qarşısını almaq üçün vacib amildir.
Eninə çatların və qövs çatlarının daxili gərginlik paylanma xüsusiyyətləri bunlardır: səth sıxılma gərginliyinə məruz qalır. Səthdən müəyyən məsafədən ayrıldıqdan sonra sıxılma gərginliyi böyük bir dartılma gərginliyinə keçir. Çatlama gərginlik zonasında baş verir və sonra daxili gərginlik hissənin səthinə yayılır, ancaq yenidən paylandıqda və ya poladın kövrəkliyi daha da artar.
Transvers çatlar tez-tez silindrlər, turbin rotorları və ya digər mil hissələri kimi böyük şaft hissələrində baş verir. Çatların xüsusiyyətləri ox istiqamətinə perpendikulyar olması və içəridən xaricə doğru qırılmasıdır. Onlar tez-tez bərkidilməzdən əvvəl əmələ gəlir və termal stress nəticəsində yaranır. Böyük döymələrdə tez-tez məsamələr, daxilolmalar, döymə çatları və ağ ləkələr kimi metallurgiya qüsurları olur. Bu qüsurlar sınıqların başlanğıc nöqtəsi kimi xidmət edir və eksenel dartılma gərginliyinin təsiri altında qırılır. Qövs çatlaqları istilik gərginliyindən yaranır və adətən hissənin formasının dəyişdiyi hissələrdə qövs şəklində paylanır. Əsasən iş parçasının içərisində və ya iti kənarların, yivlərin və çuxurların yaxınlığında baş verir və qövs şəklində paylanır. Diametri və ya qalınlığı 80 ilə 100 mm və ya daha çox olan yüksək karbonlu polad hissələr söndürülmədikdə, səth sıxılma gərginliyini, mərkəzdə isə dartılma gərginliyini göstərəcəkdir. Gərginlik, maksimum dartılma gərginliyi bərkimiş təbəqədən bərkidilməyən təbəqəyə keçid zonasında baş verir və bu yerlərdə qövs çatları yaranır. Bundan əlavə, kəskin kənarlarda və künclərdə soyutma sürəti sürətlidir və hamısı söndürülür. Yumşaq hissələrə, yəni sərtləşməmiş sahəyə keçərkən, burada maksimum dartılma gərginliyi zonası görünür, buna görə də qövs çatlaqlarının meydana gəlməsinə meyllidir. İş parçasının sancaq çuxurunun, yivinin və ya mərkəzi çuxurunun yaxınlığında soyutma sürəti yavaşdır, müvafiq bərkimiş təbəqə nazikdir və bərkimiş keçid zonasının yaxınlığında dartılma gərginliyi asanlıqla qövs çatlamasına səbəb ola bilər.
Səth çatları kimi tanınan retikulyar çatlar səth çatlarıdır. Çatların dərinliyi dayazdır, ümumiyyətlə təxminən 0,01~1,5 mm-dir. Bu cür çatların əsas xüsusiyyəti ondan ibarətdir ki, çatın ixtiyari istiqaməti hissənin forması ilə heç bir əlaqəsi yoxdur. Bir çox çatlar bir şəbəkə yaratmaq üçün bir-birinə bağlanır və geniş yayılmışdır. Çatların dərinliyi daha böyük olduqda, məsələn, 1 mm-dən çox olduqda, şəbəkə xüsusiyyətləri yox olur və təsadüfi yönümlü və ya uzununa paylanmış çatlara çevrilir. Şəbəkə çatları səthdə iki ölçülü dartılma gərginliyinin vəziyyəti ilə əlaqədardır.
Səthində dekarbürləşdirilmiş təbəqə olan yüksək karbonlu və ya karbürləşdirilmiş polad hissələr söndürmə zamanı şəbəkə çatlarının əmələ gəlməsinə meyllidirlər. Bunun səbəbi, səth qatının daha az karbon tərkibinə və martensitin daxili təbəqəsinə nisbətən daha kiçik xüsusi həcminə malik olmasıdır. Söndürmə zamanı karbidin səth təbəqəsi dartılma gərginliyinə məruz qalır. Mexanik emal zamanı defosforizasiya təbəqəsi tam çıxarılmayan hissələr də yüksək tezlikli və ya alov səthinin söndürülməsi zamanı şəbəkə çatları əmələ gətirir. Belə çatların qarşısını almaq üçün hissələrin səthinin keyfiyyətinə ciddi nəzarət edilməli, istilik müalicəsi zamanı oksidləşmə qaynaqının qarşısını almaq lazımdır. Bundan əlavə, döymə qəlibindən müəyyən müddət istifadə edildikdən sonra boşluqda zolaqlarda və ya şəbəkələrdə yaranan istilik yorğunluğu çatları və söndürülmüş hissələrin üyüdülməsi prosesində çatlar hamısı bu formaya aiddir.
Səth təbəqəsinin çox dar sahəsində soyulma çatları meydana gəlir. Sıxıcı gərginlik eksenel və tangensial istiqamətlərdə, dartma gərginliyi isə radial istiqamətdə baş verir. Çatlaqlar hissənin səthinə paraleldir. Səthin söndürülməsi və karbürləşdirici hissələrin soyudulmasından sonra bərkimiş təbəqənin soyulması Belə çatlara aiddir. Onun meydana gəlməsi bərkimiş təbəqədə qeyri-bərabər strukturla bağlıdır. Məsələn, alaşımlı karbürləşdirilmiş polad müəyyən sürətlə soyudulduqdan sonra karbürləşdirilmiş təbəqədəki struktur belə olur: xarici təbəqə son dərəcə incə perlit + karbid, alt təbəqə isə martensit + qalıq Austenit, daxili təbəqə nazik perlit və ya son dərəcə incə perlit quruluşudur. Alt qat martensitin əmələ gəlməsinin xüsusi həcmi ən böyük olduğundan, həcmin genişlənməsinin nəticəsi odur ki, səth qatına ox və tangensial istiqamətdə sıxılma gərginliyi, radial istiqamətdə isə dartılma gərginliyi və içəriyə doğru gərginlik mutasiyası baş verir, sıxılma gərginliyi vəziyyətinə keçir və soyulma çatları Son dərəcə nazik gərginlikli keçidlərdə meydana gəlir. Ümumiyyətlə, çatlar səthə paralel olaraq içəridə gizlənir və ağır hallarda səthin soyulmasına səbəb ola bilər. Karbürləşdirilmiş hissələrin soyuma sürəti sürətləndirildikdə və ya azaldıqda, karbürləşdirilmiş təbəqədə vahid martensit strukturu və ya ultra incə perlit strukturu əldə edilə bilər ki, bu da belə çatların yaranmasının qarşısını ala bilər. Bundan əlavə, yüksək tezlikli və ya alov səthinin söndürülməsi zamanı səth tez-tez həddindən artıq qızdırılır və bərkimiş təbəqə boyunca struktur qeyri-bərabərliyi asanlıqla belə səth çatlarını yarada bilər.
Mikroçatlaqlar yuxarıda qeyd olunan dörd çatdan fərqlidir ki, onlar mikrostressdən yaranır. Yüksək karbonlu alət poladının və ya karbürləşdirilmiş iş parçalarının söndürülməsindən, həddindən artıq qızdırılmasından və üyüdülməsindən sonra yaranan dənəvərlərarası çatlar, eləcə də söndürülmüş hissələrin vaxtında tavalanmaması nəticəsində yaranan çatlar poladda mikro çatların mövcudluğu və sonradan genişlənməsi ilə əlaqədardır.
Mikro çatlar mikroskop altında araşdırılmalıdır. Onlar adətən orijinal austenit taxıl sərhədlərində və ya martensit təbəqələrinin qovşağında baş verir. Bəzi çatlar martensit təbəqələrinə nüfuz edir. Tədqiqatlar göstərir ki, mikro çatlara daha çox ləpəli əkiz martensitdə rast gəlinir. Səbəb odur ki, qabıqlı martensit yüksək sürətlə böyüdükdə bir-biri ilə toqquşur və yüksək gərginlik yaradır. Bununla belə, qoşalaşmış martensit özü kövrəkdir və istehsal edə bilməz. Ostenit dənələri qabadır və mikro çatlara qarşı həssaslıq artır. Poladda mikro çatların olması söndürülmüş hissələrin möhkəmliyini və plastikliyini əhəmiyyətli dərəcədə azaldacaq, hissələrin erkən zədələnməsinə (sınıqlarına) səbəb olacaqdır.
Yüksək karbonlu polad hissələrdə mikro çatların qarşısını almaq üçün daha aşağı söndürmə istilik temperaturu, incə martensit strukturunun əldə edilməsi və martensitdə karbon miqdarının azaldılması kimi tədbirlər görülə bilər. Bundan əlavə, söndürüldükdən sonra vaxtında istiləşmə daxili gərginliyi azaltmaq üçün təsirli bir üsuldur. Testlər sübut etdi ki, 200°C-dən yuxarı kifayət qədər istiləşmədən sonra çatlarda çökən karbidlər çatların “qaynaqlanması” effektinə malikdir ki, bu da mikro çatların təhlükəsini əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilər.
Yuxarıda çatların paylanması modelinə əsaslanan çatların səbəbləri və qarşısının alınması üsullarının müzakirəsidir. Faktiki istehsalda çatların paylanması polad keyfiyyəti, hissələrin forması, isti və soyuq emal texnologiyası kimi amillərə görə dəyişir. Bəzən istilik müalicəsindən əvvəl çatlar artıq mövcuddur və söndürmə prosesində daha da genişlənir; bəzən eyni hissədə eyni anda bir neçə çat forması görünə bilər. Bu zaman çatın morfoloji xüsusiyyətlərinə əsaslanaraq qırılma səthinin makroskopik təhlili, metalloqrafik müayinə, lazım gəldikdə isə kimyəvi analiz və digər üsullardan istifadə etməklə çatı tapmaq üçün materialın keyfiyyətindən, təşkilati strukturundan tutmuş istiliklə işləmə gərginliyinin səbəblərinə qədər hərtərəfli təhlil aparılmalıdır. əsas səbəbləri və sonra effektiv profilaktik tədbirləri müəyyən edir.
Çatların sınıq analizi çatların səbəblərini təhlil etmək üçün vacib bir üsuldur. Hər hansı bir qırıqda çatlar üçün başlanğıc nöqtəsi var. Söndürmə çatları adətən radial çatların yaxınlaşma nöqtəsindən başlayır.
Əgər çatın mənşəyi hissənin səthində mövcuddursa, bu, çatın səthdə həddindən artıq gərginlik nəticəsində yarandığını bildirir. Səthdə daxilolmalar kimi struktur qüsurları yoxdursa, lakin ağır bıçaq izləri, oksid miqyası, polad hissələrin kəskin küncləri və ya struktur mutasiya hissələri kimi stres konsentrasiyası faktorları varsa, çatlar meydana gələ bilər.
Çatlağın mənşəyi hissənin içərisindədirsə, bu, maddi qüsurlar və ya həddindən artıq daxili qalıq dartılma gərginliyi ilə əlaqədardır. Normal söndürmənin qırıq səthi boz və incə çinidir. Sınıq səthi tünd boz və kobuddursa, bu, həddindən artıq istiləşmədən qaynaqlanır və ya orijinal toxuma qalındır.
Ümumiyyətlə, söndürmə çatının şüşə hissəsində oksidləşmə rəngi olmamalıdır və çatın ətrafında heç bir dekarburizasiya olmamalıdır. Çatın ətrafında dekarburizasiya və ya çat bölməsində oksidləşmiş rəng varsa, bu, hissənin söndürülməmişdən əvvəl artıq çatlar olduğunu göstərir və orijinal çatlar istilik müalicəsinin gərginliyinin təsiri altında genişlənəcəkdir. Əgər hissənin çatlarının yaxınlığında ayrılmış karbidlər və daxilolmalar görünürsə, bu, çatların xammalda karbidlərin ciddi şəkildə ayrılması və ya daxilolmaların olması ilə əlaqədar olduğunu bildirir. Yuxarıdakı fenomen olmadan hissənin yalnız iti künclərində və ya forma mutasiya hissələrində çatlar əmələ gəlirsə, deməli, çatlama hissənin əsassız konstruktiv dizaynı və ya çatların qarşısını almaq üçün düzgün olmayan tədbirlər və ya həddindən artıq istilik müalicəsi gərginliyi nəticəsində yaranır.
Bundan əlavə, kimyəvi istilik müalicəsi və səthi söndürmə hissələrində çatlar daha çox bərkimiş təbəqənin yaxınlığında görünür. Sərtləşmiş təbəqənin strukturunu yaxşılaşdırmaq və istilik müalicəsinin gərginliyini azaltmaq səthdəki çatlaqların qarşısını almaq üçün vacib üsullardır.
Göndərmə vaxtı: 22 may 2024-cü il