Id-definizzjoni u l-iskop tat-tkessiħ rapidu
L-azzar jissaħħan għal temperatura 'l fuq mill-punt kritiku Ac3 (azzar ipoeuttetojde) jew Ac1 (azzar ipereuttetojde), jinżamm għal perjodu ta' żmien biex isir awstenitizzat kompletament jew parzjalment, u mbagħad jitkessaħ b'veloċità akbar mill-veloċità kritika tat-tkessiħ. Il-proċess ta' trattament bis-sħana li jittrasforma l-awstenita supermkessħa f'martensite jew bainite aktar baxxa jissejjaħ tkessiħ.
L-iskop tat-tkessiħ huwa li l-awstenita super-mkessħa tiġi trasformata f'martensite jew bainite biex tinkiseb struttura ta' martensite jew bainite aktar baxxa, li mbagħad tiġi kkombinata ma' ttemprar f'temperaturi differenti biex ittejjeb ħafna s-saħħa, l-ebusija u r-reżistenza tal-azzar. Il-kapaċità li jintlibes, is-saħħa tal-għeja u t-toughness, eċċ., biex tissodisfa r-rekwiżiti differenti tal-użu ta' diversi partijiet mekkaniċi u għodda. It-tkessiħ jista' jintuża wkoll biex jissodisfa l-proprjetajiet fiżiċi u kimiċi speċjali ta' ċerti azzar speċjali bħall-ferromagnetiżmu u r-reżistenza għall-korrużjoni.
Meta l-partijiet tal-azzar jitkessħu f'mezz ta' tifrix b'bidliet fl-istat fiżiku, il-proċess tat-tkessiħ ġeneralment jinqasam fit-tliet stadji li ġejjin: stadju tal-film tal-fwar, stadju tat-togħlija, u stadju tal-konvezzjoni.
Ebusija tal-azzar
L-ebusija u l-ebusija huma żewġ indikaturi tal-prestazzjoni li jikkaratterizzaw il-kapaċità tal-azzar li jgħaddi minn tkessiħ rapidu. Huma wkoll bażi importanti għall-għażla u l-użu tal-materjal.
1. Il-kunċetti ta' ebusija u ebusija
L-ebusija hija l-abbiltà tal-azzar li jikseb l-ogħla ebusija li jista' jikseb meta jkun imkessaħ u mwebbes taħt kundizzjonijiet ideali. Il-fattur ewlieni li jiddetermina l-ebusija tal-azzar huwa l-kontenut tal-karbonju tal-azzar. Biex inkunu aktar preċiżi, huwa l-kontenut tal-karbonju maħlul fl-awstenita waqt it-tkessiħ u t-tisħin. Iktar ma jkun għoli l-kontenut tal-karbonju, iktar tkun għolja l-ebusija tal-azzar. L-elementi tal-liga fl-azzar għandhom ftit impatt fuq l-ebusija, iżda għandhom impatt sinifikanti fuq l-ebusija tal-azzar.
L-ebusija tirreferi għall-karatteristiċi li jiddeterminaw il-fond tat-twebbis u d-distribuzzjoni tal-ebusija tal-azzar taħt kundizzjonijiet speċifikati. Jiġifieri, il-ħila li tinkiseb il-fond tas-saff imwebbes meta l-azzar jiġi mkessaħ. Hija proprjetà inerenti tal-azzar. L-ebusija fil-fatt tirrifletti l-faċilità li biha l-awstenita tittrasforma f'martensita meta l-azzar jiġi mkessaħ. Hija prinċipalment relatata mal-istabbiltà tal-awstenita supermkessħa tal-azzar, jew mar-rata kritika tat-tkessiħ tat-tkessiħ tal-azzar.
Ta' min jinnota wkoll li l-ebusija tal-azzar trid tiġi distinta mill-fond effettiv tat-twebbis tal-partijiet tal-azzar taħt kundizzjonijiet speċifiċi ta' tifi. L-ebusija tal-azzar hija proprjetà inerenti tal-azzar innifsu. Tiddependi biss fuq il-fatturi interni tagħha stess u m'għandha x'taqsam xejn ma' fatturi esterni. Il-fond effettiv tat-twebbis tal-azzar mhux biss jiddependi fuq it-twebbis tal-azzar, iżda jiddependi wkoll fuq il-materjal użat. Huwa relatat ma' fatturi esterni bħall-mezz tat-tkessiħ u d-daqs tal-biċċa tax-xogħol. Pereżempju, taħt l-istess kundizzjonijiet ta' awstenitizzazzjoni, l-ebusija tal-istess azzar hija l-istess, iżda l-fond effettiv tat-twebbis tat-tifi bl-ilma huwa akbar minn dak tat-tifi biż-żejt, u l-partijiet żgħar huma iżgħar mit-tifi biż-żejt. Il-fond effettiv tat-twebbis tal-partijiet kbar huwa kbir. Dan ma jistax jingħad li t-tifi bl-ilma għandu ebusija ogħla mit-tifi biż-żejt. Ma jistax jingħad li l-partijiet żgħar għandhom ebusija ogħla mill-partijiet kbar. Jista' jidher li biex tiġi evalwata t-twebbis tal-azzar, l-influwenza ta' fatturi esterni bħall-forma tal-biċċa tax-xogħol, id-daqs, il-mezz tat-tkessiħ, eċċ. trid tiġi eliminata.
Barra minn hekk, peress li l-ebusija u l-ebusija huma żewġ kunċetti differenti, l-azzar b'ebusija għolja wara t-tkessiħ mhux neċessarjament ikollu ebusija għolja; u l-azzar b'ebusija baxxa jista' jkollu wkoll ebusija għolja.
2. Fatturi li jaffettwaw l-ebusija
L-ebusija tal-azzar tiddependi fuq l-istabbiltà tal-awstenita. Kwalunkwe fattur li jista' jtejjeb l-istabbiltà tal-awstenita super-mkessħa, iċċaqlaq il-kurva C lejn il-lemin, u b'hekk inaqqas ir-rata kritika tat-tkessiħ jista' jtejjeb l-ebusija tal-azzar b'livell għoli ta' reżistenza. L-istabbiltà tal-awstenita tiddependi prinċipalment fuq il-kompożizzjoni kimika tagħha, id-daqs tal-qamħ u l-uniformità tal-kompożizzjoni, li huma relatati mal-kompożizzjoni kimika tal-azzar u l-kundizzjonijiet tat-tisħin.
3. Metodu ta' kejl tal-ebusija
Hemm ħafna metodi biex titkejjel l-ebusija tal-azzar, l-aktar metodi użati komunement huma l-metodu tal-kejl tad-dijametru kritiku u l-metodu tat-test tal-ebusija tat-tarf.
(1) Metodu ta' kejl tad-dijametru kritiku
Wara li l-azzar ikun imkessaħ f'ċertu mezz, id-dijametru massimu meta l-qalba tikseb struttura ta' martensite kollha jew 50% martensite jissejjaħ id-dijametru kritiku, rappreżentat minn Dc. Il-metodu tal-kejl tad-dijametru kritiku huwa li tagħmel serje ta' vireg tondi b'dijametri differenti, u wara t-tkessiħ, titkejjel il-kurva tal-ebusija U mqassma tul id-dijametru fuq kull sezzjoni tal-kampjun, u ssib il-virga bl-istruttura semi-martensite fiċ-ċentru. Id-dijametru tal-virga tonda Dak huwa d-dijametru kritiku. Iktar ma jkun kbir id-dijametru kritiku, iktar tkun għolja l-ebusija tal-azzar.
(2) Metodu tat-test tat-tkessiħ finali
Il-metodu tat-test tat-tkessiħ tat-tarf juża kampjun ta' daqs standard ittemprat bit-tarf (Ф25mm × 100mm). Wara l-awstenitizzazzjoni, l-ilma jiġi sprejjat fuq tarf wieħed tal-kampjun fuq tagħmir speċjali biex jitkessaħ. Wara t-tkessiħ, l-ebusija titkejjel tul id-direzzjoni tal-assi – mit-tarf imkessaħ bl-ilma. Metodu tat-test għall-kurva tar-relazzjoni tad-distanza. Il-metodu tat-test tat-tisħiħ tat-tarf huwa wieħed mill-metodi biex tiġi ddeterminata l-ebusija tal-azzar. Il-vantaġġi tiegħu huma tħaddim sempliċi u firxa wiesgħa ta' applikazzjoni.
4. It-tnaqqis tal-istress, id-deformazzjoni u l-qsim
(1) Stress intern tal-biċċa tax-xogħol waqt it-tkessiħ rapidu
Meta l-biċċa tax-xogħol titkessaħ malajr fil-mezz ta' tkessiħ, peress li l-biċċa tax-xogħol għandha ċertu daqs u l-koeffiċjent tal-konduttività termali huwa wkoll ċertu valur, ċertu gradjent tat-temperatura jseħħ tul is-sezzjoni ta' ġewwa tal-biċċa tax-xogħol matul il-proċess tat-tkessiħ. It-temperatura tal-wiċċ hija baxxa, it-temperatura tal-qalba hija għolja, u t-temperaturi tal-wiċċ u tal-qalba huma għoljin. Hemm differenza fit-temperatura. Matul il-proċess tat-tkessiħ tal-biċċa tax-xogħol, hemm ukoll żewġ fenomeni fiżiċi: wieħed huwa l-espansjoni termali, hekk kif it-temperatura tinżel, it-tul tal-linja tal-biċċa tax-xogħol se jiċkien; l-ieħor huwa t-trasformazzjoni tal-awstenita għal martensita meta t-temperatura tinżel sal-punt tat-trasformazzjoni tal-martensita, li se żżid il-volum speċifiku. Minħabba d-differenza fit-temperatura matul il-proċess tat-tkessiħ, l-ammont ta' espansjoni termali se jkun differenti f'partijiet differenti tul is-sezzjoni trasversali tal-biċċa tax-xogħol, u l-istress intern se jiġi ġġenerat f'partijiet differenti tal-biċċa tax-xogħol. Minħabba l-eżistenza ta' differenzi fit-temperatura fil-biċċa tax-xogħol, jista' jkun hemm ukoll partijiet fejn it-temperatura tinżel aktar malajr mill-punt fejn isseħħ il-martensita. It-trasformazzjoni, il-volum jespandi, u l-partijiet b'temperatura għolja għadhom ogħla mill-punt u għadhom fl-istat awstenit. Dawn il-partijiet differenti jiġġeneraw ukoll stress intern minħabba d-differenzi fil-bidliet fil-volum speċifiku. Għalhekk, żewġ tipi ta' stress intern jistgħu jiġu ġġenerati matul il-proċess ta' tifi u tkessiħ: wieħed huwa stress termali; l-ieħor huwa stress tat-tessut.
Skont il-karatteristiċi tal-ħin tal-eżistenza tal-istress intern, dan jista' wkoll jinqasam fi stress istantanju u stress residwu. L-istress intern iġġenerat mill-biċċa tax-xogħol f'ċertu mument matul il-proċess tat-tkessiħ jissejjaħ stress istantanju; wara li l-biċċa tax-xogħol tkun tkessiħet, l-istress li jifdal ġewwa l-biċċa tax-xogħol jissejjaħ stress residwu.
L-istress termali jirreferi għall-istress ikkawżat minn espansjoni termali inkonsistenti (jew kontrazzjoni kiesħa) minħabba differenzi fit-temperatura f'partijiet differenti tal-biċċa tax-xogħol meta tkun imsaħħna (jew imkessħa).
Issa ħu ċilindru solidu bħala eżempju biex turi l-formazzjoni u r-regoli tal-bidla tal-istress intern matul il-proċess tat-tkessiħ tiegħu. Hawnhekk qed niddiskutu biss l-istress assjali. Fil-bidu tat-tkessiħ, minħabba li l-wiċċ jiksaħ malajr, it-temperatura hija baxxa, u jiċkien ħafna, filwaqt li l-qalba titkessaħ, it-temperatura hija għolja, u t-tinxtorob huwa żgħir. Bħala riżultat, il-wiċċ u l-intern huma mrażżna b'mod reċiproku, li jirriżulta fi stress tensili fuq il-wiċċ, filwaqt li l-qalba tkun taħt pressjoni. Hekk kif it-tkessiħ jipproċedi, id-differenza fit-temperatura bejn il-intern u l-estern tiżdied, u l-istress intern jiżdied ukoll kif xieraq. Meta l-istress jiżdied biex jaqbeż is-saħħa tar-rendiment f'din it-temperatura, isseħħ deformazzjoni tal-plastik. Peress li l-ħxuna tal-qalba hija ogħla minn dik tal-wiċċ, il-qalba dejjem tikkontraxxi assjalment l-ewwel. Bħala riżultat tad-deformazzjoni tal-plastik, l-istress intern ma jibqax jiżdied. Wara t-tkessiħ għal ċertu perjodu ta' żmien, it-tnaqqis fit-temperatura tal-wiċċ jonqos gradwalment, u t-tinxtorob tagħha jonqos ukoll gradwalment. F'dan il-ħin, il-qalba għadha qed tiċkien, għalhekk l-istress tensili fuq il-wiċċ u l-istress kompressiv fuq il-qalba jonqsu gradwalment sakemm jisparixxu. Madankollu, hekk kif it-tkessiħ ikompli, l-umdità tal-wiċċ issir dejjem aktar baxxa, u l-ammont ta' jinxtorob isir dejjem inqas, jew saħansitra jieqaf jinxtorob. Peress li t-temperatura fil-qalba għadha għolja, din tkompli tiċkien, u fl-aħħar mill-aħħar se tifforma stress kompressiv fuq il-wiċċ tal-biċċa tax-xogħol, filwaqt li l-qalba se jkollha stress tensili. Madankollu, peress li t-temperatura hija baxxa, id-deformazzjoni tal-plastik mhix faċli li sseħħ, għalhekk dan l-istress se jiżdied hekk kif jipproċedi t-tkessiħ. Dan ikompli jiżdied u fl-aħħar jibqa' ġewwa l-biċċa tax-xogħol bħala stress residwu.
Jista' jidher li l-istress termali matul il-proċess tat-tkessiħ inizjalment jikkawża li s-saff tal-wiċċ jiġi mġebbed u l-qalba tiġi kkompressata, u l-istress residwu li jifdal huwa s-saff tal-wiċċ li għandu jiġi kkompressat u l-qalba li għandha tiġi mġebbeda.
Fil-qosor, l-istress termali ġġenerat waqt it-tkessiħ bit-tifi tan-nar huwa kkawżat mid-differenza fit-temperatura trasversali matul il-proċess tat-tkessiħ. Iktar ma tkun kbira r-rata tat-tkessiħ u iktar ma tkun kbira d-differenza fit-temperatura trasversali, iktar ikun kbir l-istress termali ġġenerat. Taħt l-istess kundizzjonijiet tal-mezz tat-tkessiħ, iktar ma tkun għolja t-temperatura tat-tisħin tal-biċċa tax-xogħol, iktar ikun kbir id-daqs, iktar tkun żgħira l-konduttività termali tal-azzar, iktar tkun kbira d-differenza fit-temperatura fil-biċċa tax-xogħol, u iktar ikun kbir l-istress termali. Jekk il-biċċa tax-xogħol titkessaħ b'mod irregolari f'temperatura għolja, din tiġi distorta u deformata. Jekk l-istress tensili istantanju ġġenerat waqt il-proċess tat-tkessiħ tal-biċċa tax-xogħol ikun akbar mis-saħħa tensili tal-materjal, iseħħu xquq tat-tifi tan-nar.
L-istress tat-trasformazzjoni tal-fażi jirreferi għall-istress ikkawżat miż-żmien differenti tat-trasformazzjoni tal-fażi f'diversi partijiet tal-biċċa tax-xogħol matul il-proċess tat-trattament bis-sħana, magħruf ukoll bħala stress tat-tessut.
Waqt it-tkessiħ rapidu u t-tkessiħ rapidu, meta s-saff tal-wiċċ jitkessaħ sal-punt Ms, isseħħ trasformazzjoni martensitika u tikkawża espansjoni tal-volum. Madankollu, minħabba l-ostruzzjoni tal-qalba li għadha ma għaddietx minn trasformazzjoni, is-saff tal-wiċċ jiġġenera stress kompressiv, filwaqt li l-qalba jkollha stress tensili. Meta l-istress ikun kbir biżżejjed, dan jikkawża deformazzjoni. Meta l-qalba titkessaħ sal-punt Ms, tgħaddi wkoll minn trasformazzjoni martensitika u tespandi fil-volum. Madankollu, minħabba r-restrizzjonijiet tas-saff tal-wiċċ trasformat b'plastiċità baxxa u saħħa għolja, l-istress residwu finali tiegħu jkun fil-forma ta' tensjoni tal-wiċċ, u l-qalba tkun taħt pressjoni. Jista' jidher li l-bidla u l-istat finali tal-istress tat-trasformazzjoni tal-fażi huma eżattament opposti għall-istress termali. Barra minn hekk, peress li l-istress tal-bidla fil-fażi jseħħ f'temperaturi baxxi b'plastiċità baxxa, id-deformazzjoni hija diffiċli f'dan il-ħin, għalhekk l-istress tal-bidla fil-fażi x'aktarx jikkawża qsim tal-biċċa tax-xogħol.
Hemm ħafna fatturi li jaffettwaw id-daqs tal-istress tat-trasformazzjoni tal-fażi. Iktar ma tkun mgħaġġla r-rata tat-tkessiħ tal-azzar fil-medda tat-temperatura tat-trasformazzjoni tal-martensite, iktar ma jkun kbir id-daqs tal-biċċa tal-azzar, iktar tkun agħar il-konduttività termali tal-azzar, iktar ma jkun kbir il-volum speċifiku tal-martensite, iktar ikun kbir l-istress tat-trasformazzjoni tal-fażi. Iktar ma jikber. Barra minn hekk, l-istress tat-trasformazzjoni tal-fażi huwa wkoll relatat mal-kompożizzjoni tal-azzar u l-ebusija tal-azzar. Pereżempju, l-azzar b'livell għoli ta' karbonju b'liga għolja jżid il-volum speċifiku tal-martensite minħabba l-kontenut għoli ta' karbonju tiegħu, li għandu jżid l-istress tat-trasformazzjoni tal-fażi tal-azzar. Madankollu, hekk kif jiżdied il-kontenut tal-karbonju, il-punt Ms jonqos, u jkun hemm ammont kbir ta' awstenita miżmuma wara t-tkessiħ. L-espansjoni tal-volum tagħha tonqos u l-istress residwu huwa baxx.
(2) Deformazzjoni tal-biċċa tax-xogħol waqt it-tkessiħ rapidu
Waqt it-tkessiħ rapidu, hemm żewġ tipi ewlenin ta' deformazzjoni fil-biċċa tax-xogħol: waħda hija l-bidla fil-forma ġeometrika tal-biċċa tax-xogħol, li timmanifesta ruħha bħala bidliet fid-daqs u l-forma, ħafna drabi msejħa deformazzjoni tat-tgħawwiġ, li hija kkawżata mill-istress tat-tkessiħ rapidu; l-oħra hija d-deformazzjoni tal-volum, li timmanifesta ruħha bħala espansjoni jew kontrazzjoni proporzjonali tal-volum tal-biċċa tax-xogħol, li hija kkawżata mill-bidla fil-volum speċifiku waqt il-bidla tal-fażi.
Id-deformazzjoni tat-tgħawwiġ tinkludi wkoll deformazzjoni tal-forma u deformazzjoni tat-tidwir. Id-deformazzjoni tat-tidwir hija kkawżata prinċipalment minn tqegħid mhux xieraq tal-biċċa tax-xogħol fil-forn waqt it-tisħin, jew nuqqas ta' trattament tal-iffurmar wara l-korrezzjoni tad-deformazzjoni qabel it-tkessiħ rapidu, jew tkessiħ irregolari ta' diversi partijiet tal-biċċa tax-xogħol meta l-biċċa tax-xogħol tkun imkessħa. Din id-deformazzjoni tista' tiġi analizzata u solvuta għal sitwazzjonijiet speċifiċi. Dan li ġej jiddiskuti prinċipalment id-deformazzjoni tal-volum u d-deformazzjoni tal-forma.
1) Kawżi tad-deformazzjoni tat-tkessiħ u r-regoli li jinbidlu tagħha
Deformazzjoni tal-volum ikkawżata minn trasformazzjoni strutturali L-istat strutturali tal-biċċa tax-xogħol qabel it-tkessiħ ġeneralment ikun perlite, jiġifieri, struttura mħallta ta' ferrite u cementite, u wara t-tkessiħ ikun struttura martensitika. Il-volumi speċifiċi differenti ta' dawn it-tessuti se jikkawżaw bidliet fil-volum qabel u wara t-tkessiħ, li jirriżultaw f'deformazzjoni. Madankollu, din id-deformazzjoni tikkawża biss li l-biċċa tax-xogħol tespandi u tikkuntratta proporzjonalment, għalhekk ma tbiddilx il-forma tal-biċċa tax-xogħol.
Barra minn hekk, iktar ma jkun hemm martensite fl-istruttura wara t-trattament bis-sħana, jew iktar ma jkun għoli l-kontenut ta' karbonju fil-martensite, iktar ikun kbir l-espansjoni tal-volum tagħha, u iktar ma jkun kbir l-ammont ta' awstenite miżmuma, inqas ikun hemm espansjoni tal-volum. Għalhekk, il-bidla fil-volum tista' tiġi kkontrollata billi jiġi kkontrollat il-kontenut relattiv ta' martensite u martensite residwa waqt it-trattament bis-sħana. Jekk jiġi kkontrollat sew, il-volum la se jespandi u lanqas se jiċkien.
Deformazzjoni tal-forma kkawżata minn stress termali Id-deformazzjoni kkawżata minn stress termali sseħħ f'żoni ta' temperatura għolja fejn is-saħħa tar-rendiment tal-partijiet tal-azzar hija baxxa, il-plastiċità hija għolja, il-wiċċ jiksaħ malajr, u d-differenza fit-temperatura bejn in-naħa ta' ġewwa u ta' barra tal-biċċa tax-xogħol hija l-akbar. F'dan il-ħin, l-istress termali istantanju huwa l-istress tat-tensjoni tal-wiċċ u l-istress kompressiv tal-qalba. Peress li t-temperatura tal-qalba hija għolja f'dan il-ħin, is-saħħa tar-rendiment hija ħafna aktar baxxa mill-wiċċ, għalhekk timmanifesta ruħha bħala deformazzjoni taħt l-azzjoni ta' stress kompressiv multidirezzjonali, jiġifieri, il-kubu huwa sferiku fid-direzzjoni. Varjetà. Ir-riżultat huwa li l-akbar wieħed jiċkien, filwaqt li l-iżgħar wieħed jespandi. Pereżempju, ċilindru twil jiqsar fid-direzzjoni tat-tul u jespandi fid-direzzjoni tad-dijametru.
Deformazzjoni tal-forma kkawżata mill-istress tat-tessut Id-deformazzjoni kkawżata mill-istress tat-tessut isseħħ ukoll fil-mument bikri meta l-istress tat-tessut ikun massimu. F'dan il-ħin, id-differenza fit-temperatura tas-sezzjoni trasversali hija kbira, it-temperatura tal-qalba hija ogħla, għadha fl-istat awstenit, il-plastiċità hija tajba, u s-saħħa tar-rendiment hija baxxa. L-istress istantanju tat-tessut huwa l-istress kompressiv tal-wiċċ u l-istress tensili tal-qalba. Għalhekk, id-deformazzjoni timmanifesta ruħha bħala t-titwil tal-qalba taħt l-azzjoni ta' stress tensili multidirezzjonali. Ir-riżultat huwa li taħt l-azzjoni tal-istress tat-tessut, in-naħa l-kbira tal-biċċa tax-xogħol tittawwal, filwaqt li n-naħa ż-żgħira tiqsar. Pereżempju, id-deformazzjoni kkawżata mill-istress tat-tessut f'ċilindru twil hija t-titwil fit-tul u t-tnaqqis fid-dijametru.
It-Tabella 5.3 turi r-regoli tad-deformazzjoni tat-tkessiħ ta' diversi partijiet tipiċi tal-azzar.
2) Fatturi li jaffettwaw id-deformazzjoni tat-tkessiħ rapidu
Il-fatturi li jaffettwaw id-deformazzjoni tat-tkessiħ huma prinċipalment il-kompożizzjoni kimika tal-azzar, l-istruttura oriġinali, il-ġeometrija tal-partijiet u l-proċess tat-trattament bis-sħana.
3) It-tifi tax-xquq
Ix-xquq fil-partijiet iseħħu prinċipalment fl-istadju tard tat-tkessiħ u t-tkessiħ, jiġifieri, wara li t-trasformazzjoni martensitika tkun bażikament kompluta jew wara tkessiħ sħiħ, isseħħ ħsara fraġli minħabba li l-istress tensili fil-partijiet jaqbeż is-saħħa tal-ksur tal-azzar. Ix-xquq ġeneralment ikunu perpendikolari għad-direzzjoni tad-deformazzjoni massima tat-tensjoni, għalhekk forom differenti ta' xquq fil-partijiet jiddependu prinċipalment fuq l-istat tad-distribuzzjoni tal-istress.
Tipi komuni ta' xquq tat-tkessiħ: Xquq lonġitudinali (assjali) jiġu ġġenerati prinċipalment meta l-istress tensili tanġenzjali jaqbeż is-saħħa tal-ksur tal-materjal; xquq trasversali jiġu ffurmati meta l-istress tensili assjali kbir iffurmat fuq il-wiċċ ta' ġewwa tal-parti jaqbeż is-saħħa tal-ksur tal-materjal. Xquq; xquq tan-netwerk jiġu ffurmati taħt l-azzjoni ta' stress tensili bidimensjonali fuq il-wiċċ; xquq tat-tqaxxir iseħħu f'saff imwebbes irqiq ħafna, li jista' jseħħ meta l-istress jinbidel sew u stress tensili eċċessiv jaġixxi fid-direzzjoni radjali. Tip ta' xquq.
Xquq lonġitudinali jissejħu wkoll xquq assjali. Ix-xquq iseħħu fl-ogħla stress tensili ħdejn il-wiċċ tal-parti, u għandhom ċertu fond lejn iċ-ċentru. Id-direzzjoni tax-xquq ġeneralment hija parallela mal-assi, iżda d-direzzjoni tista' tinbidel ukoll meta jkun hemm konċentrazzjoni ta' stress fil-parti jew meta jkun hemm difetti strutturali interni.
Wara li l-biċċa tax-xogħol tkun kompletament imkessħa, xquq lonġitudinali huma suxxettibbli li jseħħu. Dan huwa relatat mal-istress tensili tanġenzjali kbir fuq il-wiċċ tal-biċċa tax-xogħol imkessħa. Hekk kif il-kontenut tal-karbonju tal-azzar jiżdied, it-tendenza li jiffurmaw xquq lonġitudinali tiżdied. L-azzar b'livell baxx ta' karbonju għandu volum speċifiku żgħir ta' martensite u stress termali qawwi. Hemm stress kompressiv residwu kbir fuq il-wiċċ, għalhekk mhux faċli li jiġi mkessaħ. Hekk kif il-kontenut tal-karbonju jiżdied, l-istress kompressiv tal-wiċċ jonqos u l-istress strutturali jiżdied. Fl-istess ħin, l-ogħla stress tensili jiċċaqlaq lejn is-saff tal-wiċċ. Għalhekk, l-azzar b'livell għoli ta' karbonju huwa suxxettibbli għal xquq lonġitudinali meta jisħon iżżejjed.
Id-daqs tal-partijiet jaffettwa direttament id-daqs u d-distribuzzjoni tal-istress residwu, u t-tendenza tal-qsim tat-tifi tan-nar hija wkoll differenti. Xquq lonġitudinali huma wkoll iffurmati faċilment bit-tifi tan-nar fil-medda ta' daqs perikoluża tas-sezzjoni trasversali. Barra minn hekk, l-imblukkar tal-materja prima tal-azzar spiss jikkawża xquq lonġitudinali. Peress li l-biċċa l-kbira tal-partijiet tal-azzar huma magħmula permezz ta' rrumblar, inklużjonijiet mhux tad-deheb, karburi, eċċ. fl-azzar huma mqassma tul id-direzzjoni tad-deformazzjoni, u jikkawżaw li l-azzar ikun anisotropiku. Pereżempju, jekk l-azzar tal-għodda għandu struttura bħal strixxa, is-saħħa tal-ksur trasversali tiegħu wara t-tifi tan-nar hija 30% sa 50% iżgħar mis-saħħa tal-ksur lonġitudinali. Jekk hemm fatturi bħal inklużjonijiet mhux tad-deheb fl-azzar li jikkawżaw konċentrazzjoni tal-istress, anke jekk l-istress tanġenzjali huwa akbar mill-istress assjali, Xquq lonġitudinali huma faċli biex jiffurmaw taħt kundizzjonijiet ta' stress baxx. Għal din ir-raġuni, kontroll strett tal-livell ta' inklużjonijiet mhux metalliċi u zokkor fl-azzar huwa fattur importanti fil-prevenzjoni tax-xquq tat-tifi tan-nar.
Il-karatteristiċi tad-distribuzzjoni tal-istress intern tax-xquq trasversali u xquq tal-ark huma: il-wiċċ huwa soġġett għal stress kompressiv. Wara li titlaq il-wiċċ għal ċerta distanza, l-istress kompressiv jinbidel għal stress tensili kbir. Ix-xquq iseħħ fiż-żona tal-istress tensili, u mbagħad meta l-istress intern jinfirex għall-wiċċ tal-parti biss jekk jiġi mqassam mill-ġdid jew il-fraġilità tal-azzar tiżdied aktar.
Xquq trasversali spiss iseħħu f'partijiet kbar tax-xaft, bħal rombli, rotors tat-turbini jew partijiet oħra tax-xaft. Il-karatteristiċi tax-xquq huma li huma perpendikolari għad-direzzjoni tal-assi u jinkisru minn ġewwa għal barra. Ħafna drabi jiġu ffurmati qabel ma jiġu mwebbsa u huma kkawżati minn stress termali. Forġar kbar spiss ikollhom difetti metallurġiċi bħal pori, inklużjonijiet, xquq tal-forġa u tikek bojod. Dawn id-difetti jservu bħala l-punt tat-tluq tal-ksur u l-ksur taħt l-azzjoni tal-istress tensili assjali. Ix-xquq tal-ark huma kkawżati minn stress termali u ġeneralment ikunu mqassma f'forma ta' ark fil-partijiet fejn il-forma tal-parti tinbidel. Dan iseħħ prinċipalment ġewwa l-biċċa tax-xogħol jew ħdejn truf li jaqtgħu, skanalaturi u toqob, u huwa mqassam f'forma ta' ark. Meta partijiet tal-azzar b'livell għoli ta' karbonju b'dijametru jew ħxuna ta' 80 sa 100 mm jew aktar ma jiġux imkessħa, il-wiċċ juri stress kompressiv u ċ-ċentru juri stress tensili. Stress, l-istress tensili massimu jseħħ fiż-żona ta' transizzjoni mis-saff imwebbes għas-saff mhux imwebbes, u x-xquq tal-ark iseħħu f'dawn iż-żoni. Barra minn hekk, ir-rata tat-tkessiħ fit-truf u l-kantunieri li jaqtgħu hija mgħaġġla u kollha huma mkessħa. Meta tgħaddi għal partijiet ġentili, jiġifieri, għaż-żona mhux imwebbsa, iż-żona tal-istress tensili massima tidher hawn, għalhekk ix-xquq tal-ark huma suxxettibbli li jseħħu. Ir-rata tat-tkessiħ ħdejn it-toqba tal-brilli, il-kanal jew it-toqba taċ-ċentru tal-biċċa tax-xogħol hija bil-mod, is-saff imwebbes korrispondenti huwa rqiq, u l-istress tensili ħdejn iż-żona ta' transizzjoni mwebbsa jista' faċilment jikkawża xquq tal-ark.
Xquq retikulari, magħrufa wkoll bħala xquq tal-wiċċ, huma xquq tal-wiċċ. Il-fond tax-xquq huwa baxx, ġeneralment madwar 0.01~1.5mm. Il-karatteristika ewlenija ta' dan it-tip ta' xquq hija li d-direzzjoni arbitrarja tax-xquq m'għandha x'taqsam xejn mal-forma tal-parti. Ħafna xquq huma konnessi ma' xulxin biex jiffurmaw netwerk u huma mqassma b'mod wiesa'. Meta l-fond tax-xquq ikun akbar, bħal aktar minn 1 mm, il-karatteristiċi tan-netwerk jisparixxu u jsiru xquq orjentati b'mod każwali jew imqassma lonġitudinalment. Ix-xquq tan-netwerk huma relatati mal-istat ta' stress tensili bidimensjonali fuq il-wiċċ.
Partijiet tal-azzar b'livell għoli ta' karbonju jew karburizzat b'saff dekarburizzat fuq il-wiċċ huma suxxettibbli li jiffurmaw xquq fin-netwerk waqt it-tkessiħ. Dan għaliex is-saff tal-wiċċ għandu kontenut ta' karbonju aktar baxx u volum speċifiku iżgħar mis-saff ta' ġewwa tal-martensite. Waqt it-tkessiħ, is-saff tal-wiċċ tal-karbur ikun soġġett għal stress tensili. Partijiet li s-saff ta' defosforizzazzjoni tagħhom ma jkunx tneħħa kompletament waqt l-ipproċessar mekkaniku jiffurmaw ukoll xquq fin-netwerk waqt it-tkessiħ tal-wiċċ bi frekwenza għolja jew fjamma. Biex jiġu evitati xquq bħal dawn, il-kwalità tal-wiċċ tal-partijiet għandha tkun ikkontrollata b'mod strett, u l-iwweldjar bl-ossidazzjoni għandu jiġi evitat waqt it-trattament bis-sħana. Barra minn hekk, wara li l-die tal-forġa tintuża għal ċertu perjodu ta' żmien, ix-xquq tal-għeja termali li jidhru fi strixxi jew netwerks fil-kavità u x-xquq fil-proċess tat-tħin tal-partijiet imkessħa kollha jappartjenu għal din il-forma.
Xquq tat-tqaxxir iseħħu f'żona dejqa ħafna tas-saff tal-wiċċ. L-istress kompressiv jaġixxi fid-direzzjonijiet assjali u tanġenzjali, u l-istress tensili jseħħ fid-direzzjoni radjali. Ix-xquq huma paralleli mal-wiċċ tal-parti. It-tqaxxir tas-saff imwebbes wara t-tkessiħ tal-wiċċ u l-partijiet karburizzati jappartjeni għal xquq bħal dawn. L-okkorrenza tiegħu hija relatata mal-istruttura irregolari fis-saff imwebbes. Pereżempju, wara li l-azzar karburizzat bil-liga jitkessaħ b'ċerta veloċità, l-istruttura fis-saff karburizzat hija: saff ta' barra ta' perlite + karbur fin ħafna, u s-sottosaff huwa martensite + Austenite residwa, is-saff ta' ġewwa huwa perlite fina jew struttura ta' perlite fina ħafna. Peress li l-volum speċifiku tal-formazzjoni tas-sottosaff martensite huwa l-akbar, ir-riżultat tal-espansjoni tal-volum huwa li l-istress kompressiv jaġixxi fuq is-saff tal-wiċċ fid-direzzjonijiet assjali u tanġenzjali, u l-istress tensili jseħħ fid-direzzjoni radjali, u mutazzjoni tal-istress isseħħ lejn ġewwa, tranżizzjoni għal stat ta' stress kompressiv, u xquq tat-tqaxxir iseħħ f'żoni rqaq ħafna fejn l-istress jittranżizzjona b'mod qawwi. Ġeneralment, ix-xquq jinsabu ġewwa b'mod parallel mal-wiċċ, u f'każijiet severi jistgħu jikkawżaw tqaxxir tal-wiċċ. Jekk ir-rata tat-tkessiħ tal-partijiet karburizzati tiġi aċċellerata jew imnaqqsa, tista' tinkiseb struttura uniformi tal-martensite jew struttura tal-perlite ultra-fina fis-saff karburizzat, li tista' tipprevjeni l-okkorrenza ta' xquq bħal dawn. Barra minn hekk, waqt it-tkessiħ tal-wiċċ bi frekwenza għolja jew bil-fjamma, il-wiċċ spiss jisħon iżżejjed u l-inomoġenità strutturali tul is-saff imwebbes tista' faċilment tifforma xquq bħal dawn fil-wiċċ.
Il-mikroxquq huma differenti mill-erba' xquq imsemmija hawn fuq għax huma kkawżati minn mikrostress. Xquq intergranulari li jidhru wara t-tkessiħ rapidu, it-tisħin żejjed u t-tħin ta' azzar tal-għodda b'livell għoli ta' karbonju jew biċċiet tax-xogħol karburizzati, kif ukoll xquq ikkawżati minn ittemprar mhux f'waqtu ta' partijiet imkessħin, huma kollha relatati mal-eżistenza u l-espansjoni sussegwenti ta' mikroxquq fl-azzar.
Il-mikroxquq iridu jiġu eżaminati taħt mikroskopju. Normalment iseħħu fil-konfini oriġinali tal-qamħ awstenit jew fil-ġonta tal-folji tal-martensite. Xi xquq jippenetraw il-folji tal-martensite. Ir-riċerka turi li l-mikroxquq huma aktar komuni fil-martensite mġemmgħa b'biċċiet irqaq. Ir-raġuni hija li l-martensite mġemmgħa taħbat ma' xulxin meta tikber b'veloċità għolja u tiġġenera stress għoli. Madankollu, il-martensite mġemmgħa nnifisha hija fraġli u ma tistax tipproduċi deformazzjoni tal-plastik li tirrilassa l-istress, u b'hekk faċilment tikkawża mikroxquq. Il-qamħ awstenit huwa oħxon u s-suxxettibilità għall-mikroxquq tiżdied. Il-preżenza ta' mikroxquq fl-azzar tnaqqas b'mod sinifikanti s-saħħa u l-plastiċità tal-partijiet imkessħin, u twassal għal ħsara bikrija (frattura) tal-partijiet.
Biex jiġu evitati mikroxquq f'partijiet tal-azzar b'livell għoli ta' karbonju, jistgħu jiġu adottati miżuri bħal temperatura ta' tisħin aktar baxxa għat-tkessiħ rapidu, li tinkiseb struttura fina tal-martensite, u li jitnaqqas il-kontenut tal-karbonju fil-martensite. Barra minn hekk, it-temprar f'waqtu wara t-tkessiħ rapidu huwa metodu effettiv biex jitnaqqas l-istress intern. It-testijiet urew li wara temprar suffiċjenti 'l fuq minn 200°C, il-karburi preċipitati fix-xquq għandhom l-effett li "jwweldjaw" ix-xquq, li jista' jnaqqas b'mod sinifikanti l-perikli tal-mikroxquq.
Ta' hawn fuq hija diskussjoni dwar il-kawżi u l-metodi ta' prevenzjoni tax-xquq ibbażati fuq il-mudell tad-distribuzzjoni tax-xquq. Fil-produzzjoni attwali, id-distribuzzjoni tax-xquq tvarja minħabba fatturi bħall-kwalità tal-azzar, il-forma tal-parti, u t-teknoloġija tal-ipproċessar bis-sħana u bil-kesħa. Kultant ix-xquq diġà jeżistu qabel it-trattament bis-sħana u jespandu aktar matul il-proċess ta' tifi; kultant diversi forom ta' xquq jistgħu jidhru fl-istess parti fl-istess ħin. F'dan il-każ, abbażi tal-karatteristiċi morfoloġiċi tax-xquq, għandha tintuża analiżi makroskopika tal-wiċċ tal-ksur, eżami metallografiku, u meta meħtieġ, analiżi kimika u metodi oħra biex titwettaq analiżi komprensiva mill-kwalità tal-materjal, l-istruttura organizzattiva sal-kawżi tal-istress tat-trattament bis-sħana biex jinstabu l-kawżi ewlenin tax-xquq u mbagħad jiġu determinati miżuri preventivi effettivi.
L-analiżi tal-frattura tax-xquq hija metodu importanti biex jiġu analizzati l-kawżi tax-xquq. Kull frattura għandha punt tat-tluq għax-xquq. Ix-xquq tat-tifi ġeneralment jibdew mill-punt ta' konverġenza tax-xquq radjali.
Jekk l-oriġini tax-xquq teżisti fuq il-wiċċ tal-parti, dan ifisser li x-xquq huwa kkawżat minn stress tensili eċċessiv fuq il-wiċċ. Jekk ma jkunx hemm difetti strutturali bħal inklużjonijiet fuq il-wiċċ, iżda jkun hemm fatturi ta' konċentrazzjoni ta' stress bħal marki severi ta' sikkina, skala ta' ossidu, kantunieri li jaqtgħu ta' partijiet tal-azzar, jew partijiet ta' mutazzjoni strutturali, jistgħu jseħħu xquq.
Jekk l-oriġini tax-xquq tinsab ġewwa l-parti, dan ikun relatat ma' difetti fil-materjal jew stress tensili residwu intern eċċessiv. Il-wiċċ tal-ksur tat-tkessiħ normali huwa griż u porċellana fina. Jekk il-wiċċ tal-ksur huwa griż skur u mhux maħdum, dan ikun ikkawżat minn sħana żejda jew ħxuna tat-tessut oriġinali.
Ġeneralment, m'għandu jkun hemm l-ebda kulur ta' ossidazzjoni fuq is-sezzjoni tal-ħġieġ tax-xquq tat-tkessiħ, u m'għandu jkun hemm l-ebda dekarburizzazzjoni madwar ix-xquq. Jekk ikun hemm dekarburizzazzjoni madwar ix-xquq jew kulur ossidizzat fuq is-sezzjoni tax-xquq, dan jindika li l-parti diġà kellha xquq qabel it-tkessiħ, u x-xquq oriġinali se jespandu taħt l-influwenza tal-istress tat-trattament bis-sħana. Jekk jidhru karburi u inklużjonijiet segregati ħdejn ix-xquq tal-parti, dan ifisser li x-xquq huma relatati mas-segregazzjoni severa tal-karburi fil-materja prima jew il-preżenza ta' inklużjonijiet. Jekk ix-xquq jidhru biss fil-kantunieri li jaqtgħu jew fil-partijiet tal-mutazzjoni tal-forma tal-parti mingħajr il-fenomenu ta' hawn fuq, dan ifisser li x-xquq huwa kkawżat minn disinn strutturali mhux raġonevoli tal-parti jew miżuri mhux xierqa biex jipprevjenu xquq, jew stress eċċessiv tat-trattament bis-sħana.
Barra minn hekk, ix-xquq fit-trattament kimiku bis-sħana u l-partijiet tat-tkessiħ tal-wiċċ l-aktar jidhru ħdejn is-saff imwebbes. It-titjib tal-istruttura tas-saff imwebbes u t-tnaqqis tal-istress tat-trattament bis-sħana huma modi importanti biex jiġu evitati xquq fil-wiċċ.
Ħin tal-posta: 22 ta' Mejju 2024