Η πυρόλυση των μετάλλων είναι μια πολύπλοκη διαδικασία που περιλαμβάνει πολλούς παράγοντες. Οι παρακάτω είναι μερικοί από τους κύριους λόγους:
- Παράγοντες του ίδιου του υλικού: η χημική σύνθεση και η μεταλλογραφική οργάνωση επηρεάζουν άμεσα την αντοχή στην κρούση του μετάλλου, όπως ο άνθρακας, ο φώσφορος, το θείο και άλλα στοιχεία αυξάνουν θα μειώσουν την αντοχή στην κρούση.
- Διαδικασία θερμικής επεξεργασίας: ακατάλληλη διαδικασία θερμικής επεξεργασίας, όπως σβήσιμο, σκλήρυνση κ.λπ., μπορεί να οδηγήσει σε αλλαγές στη μικροδομή και τις ιδιότητες του υλικού, επηρεάζοντας έτσι την σκληρότητά του.
- Εσωτερικά ελαττώματα: εγκλείσματα, διαχωρισμός, φυσαλίδες, εσωτερικές ρωγμές και άλλα ελαττώματα μέσα στο υλικό θα μειώσουν σημαντικά την αντοχή του στην κρούση και θα γίνουν σημείο συγκέντρωσης τάσεων.
- Προετοιμασία δειγμάτων και συνθήκες δοκιμής: η κατεύθυνση δειγματοληψίας του δείγματος, η γεωμετρία των εγκοπών και η ποιότητα επεξεργασίας, η θερμοκρασία δοκιμής κ.λπ. θα έχουν αντίκτυπο στην αντοχή στην κρούση.
Η ρηγμάτωση μετάλλων είναι μια από τις κύριες αιτίες αστοχίας σε πολλές κατασκευές, ειδικά σε εξαρτήματα που υπόκεινται σε υψηλές καταπονήσεις ή υψηλά φορτία. Μέσω της ανάλυσης ρωγμών, τα πιθανά προβλήματα ρωγμών μπορούν να εντοπιστούν εγκαίρως, αποφεύγοντας έτσι ατυχήματα ασφαλείας που προκαλούνται από δομική αστοχία, όπως θραύση, διαρροή, κατάρρευση κ.λπ.
Η ανάλυση ρωγμών βοηθά στην κατανόηση της αιτίας, του ρυθμού διαστολής και της υπολειπόμενης διάρκειας ζωής των ρωγμών. Λαμβάνοντας κατάλληλα μέτρα επισκευής ή συντήρησης, μπορεί να επιβραδυνθεί η διαστολή των ρωγμών, παρατείνοντας έτσι τη διάρκεια ζωής των μεταλλικών εξαρτημάτων και μειώνοντας το κόστος αντικατάστασης και επισκευής.
Ταξινόμηση και διαφορά μεταλλικών ρωγμών
Ρωγμές θερμικής επεξεργασίας
Χαρακτηριστικά:
Μορφολογία: ρωγμές θερμικής επεξεργασίας παράγονται συχνά στη ζώνη μετασχηματισμού μαρτενσιτικού, επομένως οι ρωγμές τους μπορεί να ραγίσουν κατά μήκος του κρυστάλλου ή να ραγίσουν μέσα από τον κρύσταλλο. Οι ρωγμές μπορεί να είναι ακτινικές, χωριστές γραμμή ή δίχτυ.
Θέση: Οι ρωγμές γενικά τείνουν να δημιουργούνται σε αιχμηρές γωνίες του τεμαχίου εργασίας, σε ξαφνικές αλλαγές στη διατομή.
Τομή: Το τμήμα μιας ρωγμής σβέσης συνήθως δεν οξειδώνεται και μπορεί να είναι λευκό, θαμπό λευκό ή ανοιχτό κόκκινο (σκουριά του νερού που προκαλείται από το σβήσιμο).
Αιτίες:
Η ρωγμή συμβαίνει όταν οι μεγάλες τάσεις που δημιουργούνται κατά τη διάρκεια της σβέσης είναι μεγαλύτερες από την αντοχή του ίδιου του υλικού και υπερβαίνουν το όριο πλαστικής παραμόρφωσης.
Μπορεί να σχετίζεται με παράγοντες όπως η πολύ υψηλή θερμοκρασία θέρμανσης απόσβεσης και η πολύ γρήγορη ψύξη.
Αιτίες για ρωγμές θερμικής επεξεργασίας
ένα. Μεταλλουργική ποιότητα υλικού:
Μεταλλουργικά προβλήματα όπως συρρίκνωση και σοβαρά ελαττώματα κύλισης μπορεί να προκαλέσουν ανομοιογένειες υλικών που αυξάνουν τον κίνδυνο ρωγμών απόσβεσης.
σι. Περιεκτικότητα σε άνθρακα σε υλικό και στοιχεία κράματος: η αύξηση της περιεκτικότητας σε άνθρακα μειώνει την αντοχή σε θραύση του μαρτενσίτη, αυξάνοντας έτσι την τάση για σβήσιμο ρωγμών.
ντο. Συνθήκες διαδικασίας σβέσης:
Η μέθοδος θέρμανσης απόσβεσης και ο ακατάλληλος έλεγχος της ταχύτητας θέρμανσης, η ανομοιόμορφη θέρμανση, η πολύ υψηλή θερμοκρασία σβέσης μπορεί να οδηγήσει σε ρωγμές απόσβεσης.
ρε. Μέγεθος και σχήμα τεμαχίου εργασίας:
Οι ρωγμές απόσβεσης σχηματίζονται εύκολα στις αιχμηρές γωνίες του τεμαχίου εργασίας και ξαφνικές αλλαγές στη διατομή, επειδή αυτές οι θέσεις είναι επιρρεπείς στη συγκέντρωση τάσεων. Μεγάλα εξαρτήματα άξονα στο Quenching, εάν δεν έχουν σβήσει, είναι επιρρεπή σε ρωγμές που προκαλούνται από θερμική καταπόνηση.
μι. Εσωτερικά ελαττώματα:
Τα ελαττώματα που υπάρχουν μέσα στο υλικό, όπως φυσαλίδες ατμού, εγκλείσματα, γραμμή μαλλιών, λευκές κηλίδες κ.λπ., μπορεί να γίνουν πηγή ρωγμών υπό την επίδραση της πίεσης θερμικής επεξεργασίας και σταδιακά να επεκταθούν.
φά. Εγγενής ευθραυστότητα μαρτενσίτη:
Η εγγενής ευθραυστότητα του μαρτενσίτη είναι η εσωτερική αιτία των ρωγμών απόσβεσης και η κρυσταλλική δομή, η χημική του σύνθεση, τα μεταλλουργικά ελαττώματα κ.λπ. θα έχουν επίδραση σε αυτό.
Σφυρηλάτηση ρωγμών
Χαρακτηριστικά:
Μορφολογία: οι ρωγμές σφυρηλάτησης σχηματίζονται σε υψηλές θερμοκρασίες, οι ρωγμές είναι σχετικά παχιές και γενικά υπάρχουν σε μορφή πολλαπλών λωρίδων, χωρίς λεπτό άκρο, χωρίς λεπτή κατεύθυνση. Μερικές φορές γύρω από τη ρωγμή δεν είναι πλήρως απανθρακωμένη αλλά ημι-απανθρακωμένη.
Τοποθεσία: Συχνά παράγεται σε αδρή οργάνωση, συγκέντρωση τάσεων ή κραματικά στοιχεία στον διαχωρισμό.
Τμήμα: το τμήμα ρωγμής μπορεί να είναι σκούρο καφέ, και ακόμη και να εμφανίζεται δέρμα οξυγόνου, αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η ρωγμή στη σφυρηλάτηση παραμορφώνεται διαστολή και επαφή με τον αέρα.
Αιτίες: α, ελαττώματα πρώτης ύλης: υπολειπόμενη συρρίκνωση: η πρώτη ύλη παρουσία ατελούς κλεισίματος των πόρων ή των οπών, μπορεί να οδηγήσει στη διαδικασία σφυρηλάτησης για μείωση της αντοχής του υλικού, εύκολο να παραχθούν ρωγμές.
β, εγκλείσματα χάλυβα: μη μεταλλικά εγκλείσματα στην πρώτη ύλη, διαχωρισμός καρβιδίου, ετερογενή εγκλείσματα μετάλλων κ.λπ., μπορεί να αποδυναμώσουν τη συνέχεια του υλικού, προάγοντας το σχηματισμό ρωγμών.
Ακατάλληλη διαδικασία σφυρηλάτησης:
γ, ακατάλληλη θέρμανση: η θερμοκρασία θέρμανσης είναι πολύ υψηλή ή πολύ χαμηλή, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε ανομοιόμορφη κατανομή της τάσης μέσα στο υλικό, το οποίο με τη σειρά του δημιουργεί ρωγμές κατά τη σφυρηλάτηση.
δ, ακατάλληλη παραμόρφωση: ο ρυθμός παραμόρφωσης είναι πολύ μεγάλος, η πλαστικότητα του χάλυβα δεν είναι αρκετή για να αντέξει το σχήμα της πίεσης, είναι εύκολο να προκαλέσει ρήξη. Αυτή η ρωγμή εμφανίζεται συχνά στην αρχή του σταδίου σφυρηλάτησης και ταχείας διαστολής.
ε, ακατάλληλη ψύξη μετά τη σφυρηλάτηση: ο ρυθμός ψύξης είναι πολύ γρήγορος ή πολύ αργός, μπορεί να οδηγήσει σε συγκέντρωση εσωτερικής τάσης στο υλικό, προκαλώντας ρωγμές.
στ, όχι έγκαιρη θερμική επεξεργασία: μετά τη σφυρηλάτηση δεν είναι έγκαιρη και κατάλληλη θερμική επεξεργασία, μπορεί να οδηγήσει στο να μην απελευθερωθεί αποτελεσματικά η εσωτερική πίεση του υλικού, αυξάνοντας έτσι τον κίνδυνο ρωγμών.
ζ, ακατάλληλος έλεγχος θερμοκρασίας:
Στη διαδικασία θέρμανσης και ψύξης, εάν η θερμοκρασία δεν ελέγχεται σωστά, μπορεί να οδηγήσει σε υπερβολική εσωτερική καταπόνηση στο υλικό, προκαλώντας έτσι ρωγμές. Για παράδειγμα, στη διαδικασία Quenching, εάν η ψύξη είναι πολύ γρήγορη, μπορεί να εμφανιστούν ρωγμές απόσβεσης.
η. Συγκέντρωση στρες υλικού:
Εάν υπάρχει περιοχή συγκέντρωσης τάσεων στη σφυρηλάτηση, όπως αιχμηρές γωνίες και μεταλλάξεις διατομής, όταν η τάση υπερβαίνει την ικανότητα αντοχής του υλικού, μπορεί να οδηγήσει σε ρωγμές.