Söndürmənin tərifi və məqsədi
Polad, Ac3 (hipoevtektoid polad) və ya Ac1 (hiperevtektoid polad) kritik nöqtəsindən yuxarı temperatura qədər qızdırılır, tam və ya qismən ostenitləşmək üçün bir müddət saxlanılır və sonra kritik söndürmə sürətindən daha yüksək sürətlə soyudulur. Həddindən artıq soyudulmuş austenitin martensit və ya aşağı bainitə çevrilməsini təmin edən istilik emalı prosesinə söndürmə deyilir.
Söndürmənin məqsədi, poladın möhkəmliyini, sərtliyini və müqavimətini əhəmiyyətli dərəcədə artırmaq üçün müxtəlif temperaturlarda temperləmə ilə birləşdirilərək super soyudulmuş austeniti martensit və ya bainitə çevirmək üçün super soyudulmuş austenitin martensit və ya bainitə çevrilməsidir. Müxtəlif mexaniki hissələr və alətlərin fərqli istifadə tələblərini ödəmək üçün aşınma qabiliyyəti, yorğunluq gücü və möhkəmliyi və s. istifadə olunur. Söndürmə həmçinin müəyyən xüsusi poladların ferromaqnetizm və korroziyaya davamlılıq kimi xüsusi fiziki və kimyəvi xüsusiyyətlərini ödəmək üçün də istifadə edilə bilər.
Polad hissələri fiziki vəziyyətində dəyişikliklərlə söndürmə mühitində soyudulduqda, soyutma prosesi ümumiyyətlə aşağıdakı üç mərhələyə bölünür: buxar film mərhələsi, qaynama mərhələsi və konveksiya mərhələsi.
Poladın sərtləşməsi
Sərtləşmə və sərtləşmə poladın soyuma məruz qalma qabiliyyətini xarakterizə edən iki göstəricidir. Onlar həmçinin material seçimi və istifadəsi üçün vacib əsasdır.
1. Sərtləşmə və sərtləşmə anlayışları
Sərtləşmə, poladın ideal şəraitdə söndürüldükdə və bərkidildikdə əldə edə biləcəyi ən yüksək sərtliyə çatma qabiliyyətidir. Poladın sərtləşməsini müəyyən edən əsas amil poladın karbon tərkibidir. Daha dəqiq desək, bu, söndürmə və qızdırma zamanı austenitin tərkibində həll olan karbon tərkibidir. Karbon tərkibi nə qədər yüksəkdirsə, poladın sərtləşməsi bir o qədər yüksəkdir. . Poladdakı ərinti elementləri sərtləşməyə az təsir göstərir, lakin poladın sərtləşməsinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir.
Sərtləşmə dedikdə, müəyyən şərtlər altında poladın sərtləşmə dərinliyini və sərtlik paylanmasını müəyyən edən xüsusiyyətlər nəzərdə tutulur. Yəni, polad söndürüldükdə bərkimiş təbəqənin dərinliyini əldə etmək qabiliyyəti. Bu, poladın ayrılmaz xüsusiyyətidir. Sərtləşmə əslində polad söndürüldükdə austenitin martensitə çevrilməsinin asanlığını əks etdirir. Bu, əsasən poladın super soyudulmuş austenitin sabitliyi və ya poladın kritik söndürmə soyutma sürəti ilə əlaqədardır.
Həmçinin qeyd etmək lazımdır ki, poladın sərtləşməsi polad hissələrinin spesifik söndürmə şəraitində effektiv sərtləşmə dərinliyindən fərqləndirilməlidir. Poladın sərtləşməsi poladın özünün daxili xüsusiyyətidir. Bu, yalnız öz daxili amillərindən asılıdır və xarici amillərlə heç bir əlaqəsi yoxdur. Poladın effektiv sərtləşmə dərinliyi yalnız poladın sərtləşməsindən deyil, həm də istifadə olunan materialdan asılıdır. Bu, soyutma mühiti və iş parçasının ölçüsü kimi xarici amillərlə əlaqədardır. Məsələn, eyni autenitləşdirmə şəraitində eyni poladın sərtləşməsi eynidir, lakin su ilə söndürmənin effektiv sərtləşmə dərinliyi yağla söndürməninkindən daha böyükdür və kiçik hissələr yağla söndürməninkindən daha kiçikdir. Böyük hissələrin effektiv sərtləşmə dərinliyi böyükdür. Bu, su ilə söndürmənin yağla söndürməninkindən daha yüksək sərtləşməyə malik olması demək deyil. Kiçik hissələrin böyük hissələrə nisbətən daha yüksək sərtləşməyə malik olduğunu demək olmaz. Göründüyü kimi, poladın sərtləşməsini qiymətləndirmək üçün iş parçasının forması, ölçüsü, soyutma mühiti 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 olmur; və aşağı sərtliyə malik polad da yüksək sərtliyə malik ola bilər.
2. Sərtləşməyə təsir edən amillər
Poladın sərtləşməsi austenitin sabitliyindən asılıdır. Super soyudulmuş austenitin sabitliyini artıra, C əyrisini sağa doğru dəyişə və bununla da kritik soyutma sürətini azalda bilən hər hansı bir amil yüksək poladın sərtləşməsini artıra bilər. Austenitin sabitliyi əsasən onun kimyəvi tərkibindən, dənə ölçüsündən və tərkib vahidliyindən asılıdır ki, bunlar da poladın kimyəvi tərkibi və istilik şəraiti ilə əlaqədardır.
3. Sərtləşmənin ölçülməsi metodu
Poladın sərtləşmə qabiliyyətini ölçmək üçün bir çox üsul var, ən çox istifadə edilənlər kritik diametr ölçmə metodu və son sərtləşmə test metodudur.
(1) Kritik diametr ölçmə metodu
Polad müəyyən bir mühitdə söndürüldükdən sonra, nüvənin bütün martensit və ya 50% martensit quruluşunu əldə etdiyi zaman maksimum diametr kritik diametr adlanır və Dc ilə təmsil olunur. Kritik diametr ölçmə metodu müxtəlif diametrli bir sıra dəyirmi çubuqlar hazırlamaq və söndürdükdən sonra hər nümunə hissəsində diametr boyunca paylanmış sərtlik U əyrisini ölçmək və mərkəzində yarı martensit quruluşu olan çubuğu tapmaqdır. Dəyirmi çubuğun diametri Bu, kritik diametrdir. Kritik diametr nə qədər böyükdürsə, poladın sərtləşmə qabiliyyəti bir o qədər yüksəkdir.
(2) Son söndürmə test üsulu
Son söndürmə sınaq metodu standart ölçülü son söndürmə nümunəsindən (F25mm×100mm) istifadə edir. Austenitləşdirmədən sonra nümunənin bir ucuna xüsusi avadanlıqla su püskürdülərək soyudulur. Soyuduqdan sonra sərtlik ox istiqamətində - su ilə soyudulmuş ucdan ölçülür. Məsafə əlaqəsi əyrisi üçün sınaq metodu. Son sərtləşdirmə sınaq metodu poladın sərtləşməsini təyin edən üsullardan biridir. Onun üstünlükləri sadə işləmə və geniş tətbiq diapazonudur.
4. Söndürmə gərginliyi, deformasiya və çatlama
(1) Söndürmə zamanı iş parçasının daxili gərginliyi
İş parçası söndürmə mühitində sürətlə soyuduqda, iş parçasının müəyyən ölçüsü və istilik keçiriciliyi əmsalı da müəyyən bir dəyər olduğundan, soyutma prosesi zamanı iş parçasının daxili hissəsi boyunca müəyyən bir temperatur qradiyenti yaranacaq. Səth temperaturu aşağı, nüvə temperaturu yüksək, səth və nüvə temperaturu isə yüksəkdir. Temperatur fərqi mövcuddur. İş parçasının soyutma prosesi zamanı iki fiziki fenomen də mövcuddur: biri istilik genişlənməsidir, temperatur düşdükcə iş parçasının xətt uzunluğu kiçiləcək; digəri isə temperatur martensit çevrilmə nöqtəsinə düşdükdə ostenitin martensitə çevrilməsidir ki, bu da xüsusi həcmi artıracaq. Soyutma prosesi zamanı temperatur fərqinə görə, iş parçasının en kəsiyi boyunca müxtəlif hissələrdə istilik genişlənməsinin miqdarı fərqli olacaq və iş parçasının müxtəlif hissələrində daxili gərginlik yaranacaq. İş parçasının daxilində temperatur fərqlərinin mövcudluğu səbəbindən, temperaturun martensitin baş verdiyi nöqtədən daha sürətli düşdüyü hissələr də ola bilər. Transformasiya, həcm genişlənir və yüksək temperatura malik hissələr hələ də nöqtədən yüksəkdə qalır və hələ də ostenit vəziyyətindədir. Bu fərqli hissələr də müəyyən həcm dəyişikliklərindəki fərqlərə görə daxili gərginlik yaradacaq. Buna görə də, söndürmə və soyutma prosesi zamanı iki növ daxili gərginlik yarana bilər: biri istilik gərginliyi, digəri isə toxuma gərginliyi.
Daxili gərginliyin mövcudluq zaman xüsusiyyətlərinə görə, onu ani gərginlik və qalıq gərginlik də bölmək olar. Soyutma prosesi zamanı müəyyən bir anda iş parçasının yaratdığı daxili gərginlik ani gərginlik adlanır; iş parçası soyuduqdan sonra iş parçasının içərisində qalan gərginlik qalıq gərginlik adlanır.
Termal gərginlik, iş parçasının qızdırıldığı (və ya soyudulduğu) zaman onun müxtəlif hissələrində temperatur fərqləri səbəbindən qeyri-sabit istilik genişlənməsi (və ya soyuq daralma) nəticəsində yaranan gərginliyə aiddir.
İndi soyutma prosesi zamanı daxili gərginliyin əmələ gəlməsi və dəyişmə qaydalarını göstərmək üçün bərk silindri nümunə götürək. Burada yalnız ox gərginliyi müzakirə olunur. Soyutmanın əvvəlində səth tez soyuduğu üçün temperatur aşağı olur və çox büzülür, nüvə soyuduqda isə temperatur yüksək olur və büzülmə az olur. Nəticədə, səth və daxili hissə qarşılıqlı olaraq məhdudlaşdırılır və nüvə təzyiq altında olarkən səthdə dartılma gərginliyi yaranır. Soyutma davam etdikcə, daxili və xarici arasındakı temperatur fərqi artır və daxili gərginlik də müvafiq olaraq artır. Gərginlik bu temperaturda axıcılıq möhkəmliyini aşdıqda plastik deformasiya baş verir. Ürəyin qalınlığı səthin qalınlığından yüksək olduğundan, ürək həmişə əvvəlcə ox istiqamətində büzülür. Plastik deformasiya nəticəsində daxili gərginlik artıq artmır. Müəyyən bir müddətə qədər soyuduqdan sonra səth temperaturunun azalması tədricən yavaşlayacaq və onun büzülməsi də tədricən azalacaq. Bu zaman nüvə hələ də büzülür, buna görə də səthdəki dartılma gərginliyi və nüvədəki sıxılma gərginliyi yox olana qədər tədricən azalacaq. Lakin, soyuma davam etdikcə, səth rütubəti getdikcə azalır və büzülmə miqdarı getdikcə azalır və ya hətta büzülməyi dayandırır. Nüvədəki temperatur hələ də yüksək olduğundan, o, büzülməyə davam edəcək və nəhayət, iş parçasının səthində sıxılma gərginliyi əmələ gələcək, nüvədə isə dartılma gərginliyi olacaq. Lakin, temperatur aşağı olduğundan, plastik deformasiyanın baş verməsi asan deyil, ona görə də soyuma davam etdikcə bu gərginlik artacaq. O, artmağa davam edir və nəhayət, iş parçasının içərisində qalıq gərginlik kimi qalır.
Göründüyü kimi, soyutma prosesi zamanı istilik gərginliyi əvvəlcə səth təbəqəsinin dartılmasına və nüvənin sıxılmasına səbəb olur, qalan qalıq gərginlik isə sıxılacaq səth təbəqəsi və dartılacaq nüvədir.
Xülasə, söndürmə soyutması zamanı yaranan istilik gərginliyi, soyutma prosesi zamanı en kəsiyi temperatur fərqindən qaynaqlanır. Soyutma sürəti və en kəsiyi temperatur fərqi nə qədər böyükdürsə, yaranan istilik gərginliyi bir o qədər böyükdür. Eyni soyutma mühiti şəraitində, iş parçasının qızdırma temperaturu nə qədər yüksəkdirsə, ölçüsü nə qədər böyükdürsə, poladın istilik keçiriciliyi nə qədər kiçikdirsə, iş parçası daxilində temperatur fərqi bir o qədər böyükdürsə və istilik gərginliyi bir o qədər böyükdür. İş parçası yüksək temperaturda qeyri-bərabər soyudulursa, deformasiyaya uğrayacaq və deformasiyaya uğrayacaq. İş parçasının soyutma prosesi zamanı yaranan ani dartılma gərginliyi materialın dartılma möhkəmliyindən çoxdursa, söndürmə çatları yaranacaq.
Faza transformasiya gərginliyi, istilik emalı prosesi zamanı iş parçasının müxtəlif hissələrində faza transformasiyasının fərqli vaxtlarında yaranan gərginliyə aiddir və bu, toxuma gərginliyi kimi də tanınır.
Söndürmə və sürətli soyutma zamanı səth təbəqəsi Ms nöqtəsinə qədər soyuduqda, martensit çevrilməsi baş verir və həcm genişlənməsinə səbəb olur. Lakin, hələ transformasiyaya məruz qalmamış nüvənin tıxanması səbəbindən səth təbəqəsi sıxılma gərginliyi yaradır, nüvə isə dartılma gərginliyinə malikdir. Gərginlik kifayət qədər böyük olduqda, deformasiyaya səbəb olacaq. Nüvə Ms nöqtəsinə qədər soyuduqda, o da martensit çevrilməsinə məruz qalacaq və həcm genişlənəcək. Lakin, aşağı plastiklik və yüksək möhkəmliyə malik transformasiya olunmuş səth təbəqəsinin məhdudiyyətləri səbəbindən onun son qalıq gərginliyi səth gərginliyi şəklində olacaq və nüvə təzyiq altında qalacaq. Faza transformasiya gərginliyinin dəyişməsi və son vəziyyətinin istilik gərginliyinə tam əks olduğu görülür. Üstəlik, faza dəyişmə gərginliyi aşağı plastiklik ilə aşağı temperaturda baş verdiyindən, bu zaman deformasiya çətinləşir, buna görə də faza dəyişmə gərginliyi iş parçasının çatlamasına səbəb olma ehtimalı daha yüksəkdir.
Faza çevrilmə gərginliyinin ölçüsünə təsir edən bir çox amil var. Martensit çevrilmə temperaturu diapazonunda poladın soyutma sürəti nə qədər sürətli olarsa, polad parçasının ölçüsü nə qədər böyük olarsa, poladın istilik keçiriciliyi bir o qədər pis olarsa, martensitin xüsusi həcmi nə qədər böyük olarsa, faza çevrilmə gərginliyi bir o qədər böyük olar. Nə qədər böyük olarsa, faza çevrilmə gərginliyi də bir o qədər böyük olar. Bundan əlavə, faza çevrilmə gərginliyi poladın tərkibi və poladın sərtləşmə qabiliyyəti ilə də əlaqədardır. Məsələn, yüksək karbonlu yüksək ərintili polad yüksək karbon tərkibinə görə martensitin xüsusi həcmini artırır ki, bu da poladın faza çevrilmə gərginliyini artırmalıdır. Lakin, karbon tərkibi artdıqca, Ms nöqtəsi azalır və söndürüldükdən sonra çox miqdarda saxlanılan austenit olur. Onun həcm genişlənməsi azalır və qalıq gərginlik aşağı olur.
(2) Söndürmə zamanı iş parçasının deformasiyası
Söndürmə zamanı iş parçasında iki əsas deformasiya növü mövcuddur: biri iş parçasının həndəsi formasının dəyişməsidir ki, bu da ölçü və forma dəyişiklikləri kimi özünü göstərir və tez-tez əyilmə deformasiyası adlanır və söndürmə gərginliyindən qaynaqlanır; digəri isə həcm deformasiyasıdır ki, bu da özünü iş parçasının həcminin mütənasib genişlənməsi və ya daralması kimi göstərir və bu da faza dəyişikliyi zamanı xüsusi həcmdə dəyişiklikdən qaynaqlanır.
Əyilmə deformasiyasına forma deformasiyası və burulma deformasiyası da daxildir. Burulma deformasiyası əsasən iş parçasının qızdırma zamanı sobaya düzgün yerləşdirilməməsi, söndürmədən əvvəl deformasiya korreksiyasından sonra formalaşdırma işlərinin aparılmaması və ya iş parçası soyuduqda iş parçasının müxtəlif hissələrinin qeyri-bərabər soyuması nəticəsində yaranır. Bu deformasiya müəyyən vəziyyətlər üçün təhlil edilə və həll edilə bilər. Aşağıda əsasən həcm deformasiyası və forma deformasiyası müzakirə olunur.
1) Söndürmə deformasiyasının səbəbləri və onun dəyişən qaydaları
Struktur transformasiyasının yaratdığı həcm deformasiyası İş parçasının söndürülmədən əvvəl struktur vəziyyəti ümumiyyətlə perlit, yəni ferrit və sementitin qarışıq strukturudur və söndürüldükdən sonra martensit strukturudur. Bu toxumaların fərqli xüsusi həcmləri söndürülmədən əvvəl və sonra həcm dəyişikliklərinə səbəb olacaq və nəticədə deformasiya yaranacaq. Lakin bu deformasiya yalnız iş parçasının mütənasib olaraq genişlənməsinə və büzülməsinə səbəb olur, buna görə də iş parçasının formasını dəyişdirmir.
Bundan əlavə, istilik emalından sonra strukturda nə qədər çox martensit və ya martensitdə karbon miqdarı nə qədər yüksək olarsa, onun həcm genişlənməsi bir o qədər çox olar və saxlanılan austenitin miqdarı nə qədər çox olarsa, həcm genişlənməsi bir o qədər az olar. Buna görə də, istilik emalı zamanı martensit və qalıq martensitin nisbi tərkibini idarə etməklə həcm dəyişikliyini idarə etmək olar. Düzgün idarə olunarsa, həcm nə genişlənəcək, nə də kiçiləcək.
Termal gərginliyin yaratdığı forma deformasiyası Termal gərginliyin yaratdığı deformasiya polad hissələrin əyilmə möhkəmliyinin aşağı, plastikliyin yüksək olduğu, səthin tez soyuduğu və iş parçasının içi ilə xarici arasındakı temperatur fərqinin ən böyük olduğu yüksək temperaturlu sahələrdə baş verir. Bu zaman ani istilik gərginliyi səth dartılma gərginliyi və nüvənin sıxılma gərginliyidir. Bu zaman nüvənin temperaturu yüksək olduğundan, əyilmə möhkəmliyi səthdən xeyli aşağıdır, buna görə də çoxistiqamətli sıxılma gərginliyinin təsiri altında deformasiya kimi özünü göstərir, yəni kub istiqamətcə sferikdir. Müxtəliflik. Nəticədə, daha böyük olan kiçilir, daha kiçik olan isə genişlənir. Məsələn, uzun silindr uzunluq istiqamətində qısalır və diametr istiqamətində genişlənir.
Toxuma gərginliyinin yaratdığı forma deformasiyası Toxuma gərginliyinin yaratdığı deformasiya, toxuma gərginliyinin maksimum olduğu ilk anda da baş verir. Bu zaman en kəsiyi temperatur fərqi böyük, nüvə temperaturu daha yüksək, hələ də austenit vəziyyətindədir, plastiklik yaxşıdır və axıcılıq gücü aşağıdır. Ani toxuma gərginliyi səthi sıxılma gərginliyi və nüvə dartılma gərginliyidir. Buna görə də, deformasiya çoxistiqamətli dartılma gərginliyinin təsiri altında nüvənin uzanması kimi özünü göstərir. Nəticə budur ki, toxuma gərginliyinin təsiri altında iş parçasının daha böyük tərəfi uzanır, kiçik tərəfi isə qısalır. Məsələn, uzun silindrdə toxuma gərginliyinin yaratdığı deformasiya uzunluğun uzanması və diametrin azalmasıdır.
Cədvəl 5.3 müxtəlif tipik polad hissələrinin söndürmə deformasiya qaydaları göstərir.
2) Söndürmə deformasiyasına təsir edən amillər
Söndürmə deformasiyasına təsir edən amillər əsasən poladın kimyəvi tərkibi, orijinal quruluşu, hissələrin həndəsəsi və istilik emalı prosesidir.
3) Çatların söndürülməsi
Hissələrdəki çatlar əsasən söndürmə və soyutmanın son mərhələsində, yəni martensit çevrilməsi əsasən başa çatdıqdan və ya tam soyuduqdan sonra baş verir, çünki hissələrdəki dartılma gərginliyi poladın qırılma möhkəmliyini aşır. Çatlar adətən maksimum dartılma deformasiyasının istiqamətinə perpendikulyar olur, buna görə də hissələrdəki müxtəlif çat formaları əsasən gərginliyin paylanma vəziyyətindən asılıdır.
Söndürmə çatlarının ümumi növləri: Uzunlamasına (oxlu) çatlar əsasən tangensial dartılma gərginliyi materialın qırılma möhkəmliyini aşdıqda əmələ gəlir; eninə çatlar hissənin daxili səthində əmələ gələn böyük oxlu dartılma gərginliyi materialın qırılma möhkəmliyini aşdıqda əmələ gəlir. Çatlar; şəbəkə çatları səthdə ikiölçülü dartılma gərginliyinin təsiri altında əmələ gəlir; soyulan çatlar çox nazik bərkimiş təbəqədə əmələ gəlir ki, bu da gərginlik kəskin şəkildə dəyişdikdə və həddindən artıq dartılma gərginliyi radial istiqamətdə təsir etdikdə baş verə bilər. Çat növü.
Uzununa çatlar həmçinin oxvari çatlar adlanır. Çatlar hissənin səthinə yaxın maksimum dartılma gərginliyində yaranır 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 əmələ gəlməyə meyllidir. Bu, söndürülmüş iş parçasının səthində böyük tangensial dartılma gərginliyi ilə əlaqədardır. Poladın karbon tərkibi artdıqca uzununa çatlar əmələ gəlmə meyli artır. Aşağı karbonlu poladın kiçik xüsusi həcmi martensit və güclü istilik gərginliyi var. Səthdə böyük qalıq sıxılma gərginliyi var, ona görə də söndürülməsi asan deyil. Karbon tərkibi artdıqca səth 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 qızdırıldıqda uzununa sönmə çatlarına meyllidir.
Hissələrin ölçüsü qalıq gərginliyin ölçüsünə və paylanmasına birbaşa təsir göstərir və onun söndürmə çatlama meyli də fərqlidir. Uzunlamasına çatlar da təhlükəli en kəsiyi ölçüsü diapazonunda söndürmə ilə asanlıqla əmələ gəlir. Bundan əlavə, polad xammalının tıxanması tez-tez uzunlamasına çatlara səbəb olur. Əksər polad hissələri yayma yolu ilə hazırlandığı üçün poladdakı qızıl olmayan daxilolmalar, karbidlər və s. deformasiya istiqaməti boyunca paylanır və bu da poladın anizotrop olmasına səbəb olur. Məsələn, alət poladı zolaq şəkilli bir quruluşa malikdirsə, söndürmədən sonra onun eninə sınıq möhkəmliyi uzunlamasına sınıq möhkəmliyindən 30% - 50% daha kiçikdir. Poladda qızıl olmayan daxilolmalar kimi gərginlik konsentrasiyasına səbəb olan amillər varsa, tangensial gərginlik ox gərginliyindən daha böyük olsa belə, aşağı gərginlik şəraitində uzunlamasına çatlar əmələ gəlmək asandır. Bu səbəbdən, poladdakı metal olmayan daxilolmaların və şəkərin səviyyəsinə ciddi nəzarət söndürmə çatlarının qarşısını almaqda vacib amildir.
Eninə və qövs çatlarının daxili gərginlik paylanma xüsusiyyətləri bunlardır: səth sıxılma gərginliyinə məruz qalır. Səthi müəyyən bir məsafəyə tərk etdikdən sonra sıxılma gərginliyi böyük bir dartılma gərginliyinə çevrilir. Çat dartılma gərginliyi sahəsində yaranır və sonra daxili gərginlik yalnız yenidən paylandıqda və ya poladın kövrəkliyi daha da artdıqda hissənin səthinə yayılır.
Eninə çatlar tez-tez diyircəklər, turbin rotorları və ya digər mil hissələri kimi böyük mil hissələrində yaranır. Çatların xüsusiyyətləri onların ox istiqamətinə perpendikulyar olması və içəridən xaricə qırılmasıdır. Onlar tez-tez bərkidilməzdən əvvəl əmələ gəlir və istilik gərginliyindən qaynaqlanır. Böyük döymələrdə tez-tez məsamələr, daxilolmalar, döymə çatları və ağ ləkələr kimi metallurgiya qüsurları olur. Bu qüsurlar ox dartılma gərginliyinin təsiri altında qırılma və qırılmanın başlanğıc nöqtəsi kimi xidmət edir. Qövs çatları istilik gərginliyindən qaynaqlanır və adətən hissənin formasının dəyişdiyi hissələrdə qövs şəklində paylanır. Əsasən iş parçasının içərisində və ya iti kənarların, yivlərin və dəliklərin yaxınlığında baş verir və qövs şəklində paylanır. Diametri və ya qalınlığı 80 ilə 100 mm və ya daha çox olan yüksək karbonlu polad hissələr sönmədikdə, səth sıxılma gərginliyi, mərkəz isə dartılma gərginliyi göstərəcək. Gərginlik, maksimum dartılma gərginliyi bərkimiş təbəqədən bərkiməmiş təbəqəyə keçid zonasında baş verir və bu sahələrdə qövs çatları əmələ gəlir. Bundan əlavə, iti kənarlarda və künclərdə soyutma sürəti sürətlidir və hamısı sönür. Zərif hissələrə, yəni bərkiməmiş sahəyə keçərkən, maksimum dartılma gərginliyi zonası burada görünür, buna görə də qövs çatları əmələ gəlməyə meyllidir. İş parçasının sancaq dəliyinin, yivinin və ya mərkəzi dəliyinin yaxınlığında soyutma sürəti yavaşdır, müvafiq bərkimiş təbəqə nazikdir və bərkimiş keçid zonasının yaxınlığındakı dartılma gərginliyi asanlıqla qövs çatlarına səbəb ola bilər.
Səth çatları kimi də tanınan torlu çatlar səth çatlarıdır. Çatın dərinliyi dayazdır, ümumiyyətlə 0,01~1,5 mm civarındadır. Bu cür çatın əsas xüsusiyyəti çatın ixtiyari istiqamətinin hissənin forması ilə heç bir əlaqəsi olmamasıdır. Bir çox çatlar şəbəkə yaratmaq üçün bir-birinə bağlıdır və geniş yayılmışdır. Çat dərinliyi daha böyük olduqda, məsələn, 1 mm-dən çox olduqda, şəbəkə xüsusiyyətləri yox olur və təsadüfi istiqamətli və ya uzununa paylanmış çatlara çevrilir. Şəbəkə çatları səthdəki ikiölçülü dartılma gərginliyinin vəziyyəti ilə əlaqədardır.
Səthində dekarburizasiya olunmuş təbəqə olan yüksək karbonlu və ya karbürləşdirilmiş polad hissələri söndürmə zamanı şəbəkə çatları əmələ gətirməyə meyllidir. Bunun səbəbi, səth təbəqəsinin martensit daxili təbəqəsinə nisbətən daha az karbon tərkibinə və daha kiçik xüsusi həcminə malik olmasıdır. Söndürmə zamanı karbidin səth təbəqəsi dartılma gərginliyinə məruz qalır. Mexaniki emal zamanı defosforlaşma təbəqəsi tamamilə çıxarılmayan hissələr də yüksək tezlikli və ya alov səthi söndürmə zamanı şəbəkə çatları əmələ gətirəcək. Belə çatların qarşısını almaq üçün hissələrin səth keyfiyyətinə ciddi şəkildə nəzarət edilməli və istilik emalı zamanı oksidləşmə qaynağının qarşısı alınmalıdır. Bundan əlavə, döymə qəlibi müəyyən müddət istifadə edildikdən sonra boşluqdakı zolaqlarda və ya şəbəkələrdə görünən istilik yorğunluq çatları və söndürülmüş hissələrin üyüdülmə prosesindəki çatlar bu formaya aiddir.
Soyulmuş çatlar səth təbəqəsinin çox dar bir hissəsində əmələ gəlir. Sıxılma gərginliyi ox və tangensial istiqamətlərdə, dartılma gərginliyi isə radial istiqamətdə baş verir. Çatların səthinə paralel olması. Səth söndürüldükdən və hissələrin karbürləşdirilməsindən sonra bərkimiş təbəqənin soyulması belə çatlara aiddir. Bunun baş verməsi bərkimiş təbəqədəki qeyri-bərabər quruluşla əlaqədardır. Məsələn, ərintili karbürləşdirilmiş polad müəyyən bir sürətlə soyuduqdan sonra, karbürləşdirilmiş təbəqədəki quruluş: xarici təbəqə son dərəcə incə perlit + karbid, alt təbəqə martensit + qalıq austenit, daxili təbəqə isə incə perlit və ya son dərəcə incə perlit quruluşudur. Alt təbəqə martensitinin əmələ gəlməsinin xüsusi həcmi ən böyük olduğundan, həcm genişlənməsinin nəticəsi sıxılma gərginliyinin səth təbəqəsinə ox və tangensial istiqamətlərdə təsir etməsi və dartılma gərginliyinin radial istiqamətdə baş verməsi və gərginlik mutasiyası baş verərək içəriyə doğru sıxılma gərginlik vəziyyətinə keçməsi və soyulmuş çatların gərginliyin kəskin şəkildə keçdiyi son dərəcə nazik sahələrdə baş verməsidir. Ümumiyyətlə, çatlar səthə paralel olaraq içəridə gizlənir və ağır hallarda səthin soyulmasına səbəb ola bilər. Karbürləşdirilmiş hissələrin soyuma sürəti sürətləndirilərsə və ya azaldılarsa, 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 qızır və bərkimiş təbəqə boyunca struktur qeyri-bərabərliyi asanlıqla belə səth çatları əmələ gətirə bilər.
Mikro çatlar yuxarıda qeyd olunan dörd çatdan mikrogərginlikdən qaynaqlanması ilə fərqlənir. Yüksək karbonlu alət poladının və ya karbürləşdirilmiş iş parçalarının söndürülməsindən, həddindən artıq qızmasından və üyüdülməsindən sonra yaranan dənəvərlərarası çatlar, eləcə də söndürülmüş hissələrin vaxtında temperlənməməsi nəticəsində yaranan çatlar poladda mikro çatların mövcudluğu və sonrakı genişlənməsi ilə əlaqədardır.
Mikro çatlar mikroskop altında müayinə olunmalıdır. Onlar adətən orijinal austenitin dənə sərhədlərində və ya martensit təbəqələrinin birləşməsində əmələ gəlir. Bəzi çatlar martensit təbəqələrinə nüfuz edir. Tədqiqatlar göstərir ki, mikro çatlar daha çox qabıqlı əkiz martensitdə olur. Səbəb, qabıqlı martensit yüksək sürətlə böyüdükdə bir-biri ilə toqquşması və yüksək gərginlik yaratmasıdır. Lakin, əkiz martensit özü kövrəkdir və istehsal edə bilmir. Plastik deformasiya gərginliyi azaldır və beləliklə, asanlıqla mikro çatlara səbəb olur. Austenitin dənələri qabadır və mikro çatlara qarşı həssaslıq artır. Poladda mikro çatların olması söndürülmüş hissələrin möhkəmliyini və plastikliyini əhəmiyyətli dərəcədə azaldacaq və bu da hissələrin erkən zədələnməsinə (sınmasına) səbəb olacaq.
Yüksək karbonlu polad hissələrdə mikro çatların qarşısını almaq üçün söndürmə qızdırma temperaturunu aşağı salmaq, incə martensit strukturu əldə etmək və martensitdəki karbon tərkibini azaltmaq kimi tədbirlər görülə bilər. Bundan əlavə, söndürmədən sonra vaxtında temperləmə daxili gərginliyi azaltmaq üçün təsirli bir üsuldur. Testlər sübut etmişdir ki, 200°C-dən yuxarı kifayət qədər temperləmədən sonra çatlarda çökən karbidlər çatları "qaynaq" təsirinə malikdir və bu da mikro çatların təhlükəsini əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilər.
Yuxarıda çatların paylanma modelinə əsaslanan çatların səbəbləri və qarşısının alınması üsulları müzakirə olunur. Faktiki istehsalda çatların paylanması poladın keyfiyyəti, hissənin forması və isti və soyuq emal texnologiyası kimi amillərə görə dəyişir. Bəzən çatlar istilik emalından əvvəl mövcuddur və söndürmə prosesi zamanı daha da genişlənir; bəzən eyni hissədə eyni anda bir neçə çat forması görünə bilər. Bu halda, çatın morfoloji xüsusiyyətlərinə əsasən, çatın səthinin makroskopik təhlili, metalloqrafik müayinə və zəruri hallarda, çatı tapmaq üçün materialın keyfiyyətindən, təşkilati strukturundan istilik emalı stressinin səbəblərinə qədər hərtərəfli təhlil aparmaq üçün kimyəvi analiz və digər metodlardan istifadə edilməlidir. Əsas səbəblər müəyyən edilməli və sonra effektiv profilaktik tədbirlər müəyyən edilməlidir.
Çatların sınıq analizi çatların səbəblərini təhlil etmək üçün vacib bir metoddur. Hər hansı bir sınığın çatlar üçün başlanğıc nöqtəsi var. Söndürmə çatları adətən radial çatların yaxınlaşma nöqtəsindən başlayır.
Əgər çatın mənşəyi hissənin səthindədirsə, bu, çatın səthdə həddindən artıq dartılma gərginliyindən qaynaqlandığı deməkdir. Səthdə daxilolmalar kimi struktur qüsurları yoxdursa, lakin ağır bıçaq izləri, oksid miqyası, polad hissələrin iti küncləri və ya struktur mutasiya hissələri kimi gərginlik konsentrasiyası amilləri varsa, çatlar yarana bilər.
Əgər çatın mənşəyi hissənin içərisindədirsə, bu, material qüsurları və ya həddindən artıq daxili qalıq dartılma gərginliyi ilə əlaqədardır. Normal söndürmə zamanı sınıq səthi boz və incə çini rəngindədir. Sınıq səthi tünd boz və kobuddursa, bu, həddindən artıq istiləşmə və ya orijinal toxumanın qalın olması səbəbindən baş verir.
Ümumiyyətlə, söndürmə çatının şüşə hissəsində oksidləşmə rəngi olmamalı və çatın ətrafında dekarburizasiya olmamalıdır. Çatın ətrafında dekarburizasiya və ya çat hissəsində oksidləşmiş rəng varsa, bu, hissənin söndürülmədən əvvəl çatlar olduğunu və orijinal çatların istilik emalı gərginliyinin təsiri altında genişlənəcəyini göstərir. Əgər hissənin çatlarının yaxınlığında ayrılmış karbidlər və daxilolmalar görünürsə, bu, çatların xammaldakı karbidlərin ciddi şəkildə ayrılması və ya daxilolmaların olması ilə əlaqəli olduğunu göstərir. Əgər çatlar yalnız iti künclərdə və ya yuxarıdakı fenomen olmadan hissənin forma mutasiya hissələrində görünürsə, bu, çatın hissənin əsassız struktur dizaynı və ya çatların qarşısını almaq üçün düzgün olmayan tədbirlər və ya həddindən artıq istilik emalı gərginliyi səbəbindən yarandığını göstərir.
Bundan əlavə, kimyəvi istilik emalı və səthi söndürmə hissələrində çatlar əsasən bərkimiş təbəqənin yaxınlığında əmələ gəlir. Bərkimiş təbəqənin strukturunu yaxşılaşdırmaq və istilik emalı stressini azaltmaq səth çatlarının qarşısını almağın vacib yollarıdır.
Yayımlanma vaxtı: 22 may 2024