Ядаргааны хугарлыг ажиглах, хугарлын механизмд дүн шинжилгээ хийхэд сканнердах электрон микроскоп ашигласан; Үүний зэрэгцээ нүүрсгүйжүүлсэн сорьцууд дээр өөр өөр температурт ээрэх гулзайлтын ядаргааны туршилтыг хийж, туршилтын гангийн ядрах хугацааг нүүрсгүйжүүлэлттэй болон нүүрсгүйжүүлэлтгүй харьцуулж, туршилтын гангийн ядаргааны гүйцэтгэлд нүүрсгүйжүүлэлтийн нөлөөллийг шинжлэх болно. Судалгааны үр дүнгээс харахад халаалтын процесст исэлдүүлэх, нүүрстөрөгчгүйжүүлэх үйл явц нэгэн зэрэг явагддаг тул энэ хоёрын харилцан үйлчлэлийн үр дүнд бүрэн нүүрсгүйжүүлсэн давхаргын зузаан нь температурын өсөлтөөр нэмэгдэж, дараа нь буурах хандлагатай байгааг харуулж байна. бүрэн нүүрсгүйжүүлсэн давхаргын зузаан нь 750 ℃ температурт хамгийн ихдээ 120 μм, 850 ℃ температурт бүрэн нүүрсгүйжүүлсэн давхаргын зузаан хамгийн багадаа 20 μм, туршилтын гангийн ядрах хязгаар 760 МПа орчим байдаг ба туршилтын ган дахь ядаргааны хагарлын эх үүсвэр нь голчлон Al2O3 металл бус хольц юм; Нүүрстөрөгчгүйжүүлэх үйл ажиллагаа нь туршилтын гангийн ядрах хугацааг эрс багасгаж, туршилтын гангийн ядаргааны гүйцэтгэлд нөлөөлж, нүүрсгүйжүүлэх давхарга зузаан байх тусам ядрах хугацаа багасдаг. Туршилтын гангийн ядаргааны гүйцэтгэлд нүүрсгүйжүүлэх давхаргын нөлөөллийг багасгахын тулд туршилтын гангийн дулааны боловсруулалтын оновчтой температурыг 850 ℃ байх ёстой.
Араа бол автомашины чухал бүрэлдэхүүн хэсэг юм,өндөр хурдтай ажилладаг тул арааны гадаргуугийн торон хэсэг нь өндөр бат бэх, элэгдэлд тэсвэртэй байх ёстой бөгөөд шүдний үндэс нь тогтмол давтагдах ачааллын улмаас нугалахад сайн ядрах чадвартай байх ёстой бөгөөд ингэснээр материалд хүргэдэг ан цав үүсэхээс сэргийлнэ. хугарал. Судалгаанаас харахад нүүрстөрөгчгүйжүүлэлт нь металл материалын эргэлтийн нугаралтын ядаргааны гүйцэтгэлд нөлөөлдөг чухал хүчин зүйл бөгөөд эргэлтийн нугаралтын ядаргааны гүйцэтгэл нь бүтээгдэхүүний чанарын чухал үзүүлэлт байдаг тул туршилтын материалын нүүрстөрөгчгүйжүүлэлтийн байдал, ээрэх гулзайлтын ядаргааны гүйцэтгэлийг судлах шаардлагатай байна.
Энэ баримт бичигт, 20CrMnTi араа ган гадаргуу decarburization туршилтын дээр дулааны эмчилгээний зуух, өөрчлөгдөж хуулийн туршилтын ган decarburization давхаргын гүнд өөр өөр халаалтын температурт дүн шинжилгээ хийх; Туршилтын ган дээр QBWP-6000J энгийн цацрагийн ядаргаа шалгах машин ашиглан эргэдэг гулзайлтын ядаргааны туршилт, туршилтын гангийн ядаргааны гүйцэтгэлийг тодорхойлох, үүнтэй зэрэгцэн бодит үйлдвэрлэлийг сайжруулахын тулд туршилтын гангийн ядаргааны гүйцэтгэлд нүүрсгүйжүүлэлтийн нөлөөллийг шинжлэх. үйлдвэрлэлийн үйл явц, бүтээгдэхүүний чанарыг сайжруулах, боломжийн лавлагаа өгөх. Туршилтын гангийн ядаргааны гүйцэтгэлийг эргэх гулзайлтын ядаргааны туршилтын машинаар тодорхойлно.
1. Туршилтын материал, арга
20CrMnTi арааны гангаар хангах нэгжийн туршилтын материал, 1-р хүснэгтэд үзүүлсэн химийн үндсэн найрлага. Нүүрстөрөгчгүйжүүлэх туршилт: туршилтын материалыг Ф8 мм × 12 мм цилиндр сорьц болгон боловсруулж, гадаргуу нь толбогүй гэрэлтэй байх ёстой. Дулааны боловсруулалтын зуухыг 675 ℃, 700 ℃, 725 ℃, 750 ℃, 800 ℃, 850 ℃, 900 ℃, 950 ℃, 1000 ℃ хэмд халааж, өрөөний температурт 1 цаг халааж, хөргөнө. Сорьцыг тохируулах, нунтаглах, өнгөлөх замаар дулааны боловсруулалт хийсний дараа азотын хүчлийн спиртийн уусмалын 4% элэгдэлд оруулсны дараа металлургийн микроскопоор туршилтын гангийн нүүрстөрөгчийг ялгаруулах давхаргыг ажиглаж, янз бүрийн температурт нүүрстөрөгчийн ялгаруулалтын давхаргын гүнийг хэмжинэ. Ээрэх гулзайлтын ядаргааны туршилт: туршилтын материал нь хоёр бүлгийн ээрэх гулзайлтын ядаргааны сорьцын боловсруулалтын шаардлагын дагуу, эхний бүлэг нь нүүрстөрөгчгүйжүүлэх туршилтыг хийдэггүй, хоёр дахь бүлэг нь өөр өөр температурт нүүрстөрөгчгүйжүүлэх туршилт хийдэг. Ээрэх гулзайлтын ядаргаа шалгах машин ашиглан хоёр бүлгийн туршилтын ганг нугалахад ядрах туршилт хийх, хоёр бүлгийн туршилтын гангийн ядрах хязгаарыг тодорхойлох, хоёр бүлгийн туршилтын гангийн ядрах хугацааг харьцуулах, сканнердах аргыг ашиглах. электрон микроскопоор ядаргааны хугарлын ажиглалт, сорьцын хугарлын шалтгааныг шинжлэх, туршилтын гангийн ядрах шинж чанарыг нүүрсгүйжүүлэх нөлөөг судлах.
Хүснэгт 1 Туршилтын гангийн химийн найрлага (массын хувь) жин%
Халаалтын температурын нүүрсгүйжүүлэлтэд үзүүлэх нөлөө
Өөр өөр халаалтын температурт нүүрсгүйжүүлэх зохион байгуулалтын морфологийг 1-р зурагт үзүүлэв. Зурагнаас харахад температур 675 ℃ байх үед дээжийн гадаргуу дээр нүүрстөрөгчгүйжүүлэх давхарга харагдахгүй; Температур 700 ℃ хүртэл өсөхөд нимгэн ферритийн нүүрстөрөгчгүйжүүлэх давхаргын дээжийн гадаргуугийн нүүрстөрөгчгүйжүүлэх давхарга гарч эхэлсэн; температур 725 ℃ хүртэл өсөхөд дээжийн гадаргууг нүүрсгүйжүүлэх давхаргын зузаан мэдэгдэхүйц нэмэгдсэн; 750 ℃ декарбюризацийн давхаргын зузаан нь хамгийн дээд хэмжээндээ хүрдэг бөгөөд энэ үед ферритийн ширхэг нь илүү тод, бүдүүн байдаг; температур 800 ℃ хүртэл өсөхөд нүүрсгүйжүүлэх давхаргын зузаан мэдэгдэхүйц буурч, зузаан нь 750 ℃-ийн хагас хүртэл буурсан; температур 850 ℃ хүртэл өссөөр байх ба нүүрсгүйжүүлэлтийн зузааныг Зураг 1-д үзүүлэв. 800 ℃, бүрэн нүүрсгүйжүүлэх давхаргын зузаан мэдэгдэхүйц буурч эхэлсэн бөгөөд хагас болоход түүний зузаан нь 750 ℃ болж буурсан; Температур 850 ℃ ба түүнээс дээш хүртэл өсөхөд туршилтын гангийн бүрэн нүүрсгүйжүүлэлтийн давхаргын зузаан буурч, хагас нүүрсгүйжүүлэх давхаргын зузаан аажмаар нэмэгдэж, бүрэн нүүрсгүйжүүлэх давхаргын морфологи алга болж, хагас нүүрсгүйжүүлэх давхаргын морфологи аажмаар тодорхой болно. Температурын өсөлтөөр бүрэн нүүрсгүйжүүлсэн давхаргын зузаан нь эхлээд нэмэгдэж, дараа нь багассан болохыг харж болно, энэ үзэгдлийн шалтгаан нь халаах процесс дахь дээжийн исэлдэлт, нүүрстөрөгчгүйжүүлэх үйл явцтай холбоотой юм. нүүрсгүйжүүлэх хурд нь исэлдэлтийн хурдаас хурдан бол нүүрсгүйжүүлэх үзэгдэл гарч ирнэ. Халаалтын эхэн үед бүрэн нүүрсгүйжүүлсэн давхаргын зузаан нь температурын өсөлтөөр аажмаар нэмэгдэж, бүрэн нүүрсгүйжүүлсэн давхаргын зузаан нь хамгийн их утгад хүрэх хүртэл нэмэгддэг бөгөөд энэ үед температурыг үргэлжлүүлэн нэмэгдүүлэхийн тулд дээжийн исэлдэлтийн хурд нь илүү хурдан байдаг. нүүрсгүйжүүлэлтийн хувь хэмжээ, энэ нь бүрэн нүүрсгүйжүүлсэн давхаргын өсөлтийг саатуулж, улмаар буурах хандлагатай байна. Эндээс харахад 675 ~ 950 ℃-ийн хүрээнд 750 ℃-т бүрэн нүүрсгүйжүүлсэн давхаргын зузаанын утга хамгийн их, харин 850 ℃-д бүрэн нүүрсгүйжүүлсэн давхаргын зузаан нь хамгийн бага байна. Тиймээс туршилтын гангийн халаалтын температурыг 850 ℃ байлгахыг зөвлөж байна.
Зураг 1 1 цагийн турш янз бүрийн халаалтын температурт хадгалсан туршилтын гангийн нүүрстөрөгчгүйжүүлсэн давхаргын гистоморфологи
Хагас нүүрсгүйжүүлсэн давхаргатай харьцуулахад бүрэн нүүрсгүйжүүлсэн давхаргын зузаан нь материалын шинж чанарт илүү ноцтой сөрөг нөлөө үзүүлдэг бөгөөд энэ нь материалын хүч чадал, хатуулаг, элэгдэлд тэсвэртэй байдал, ядаргааны хязгаарыг бууруулах зэрэг материалын механик шинж чанарыг ихээхэн бууруулдаг. гэх мэт, мөн хагарлын мэдрэмжийг нэмэгдүүлж, гагнуурын чанарт нөлөөлөх гэх мэт. Тиймээс бүрэн нүүрсгүйжүүлсэн давхаргын зузааныг хянах нь бүтээгдэхүүний гүйцэтгэлийг сайжруулахад чухал ач холбогдолтой юм. Зураг 2-т бүрэн нүүрсгүйжүүлсэн давхаргын зузаанын температурын өөрчлөлтийн муруйг харуулсан бөгөөд энэ нь бүрэн нүүрсгүйжүүлсэн давхаргын зузаанын өөрчлөлтийг илүү тодорхой харуулж байна. Бүрэн нүүрсгүйжүүлсэн давхаргын зузаан нь 700 ℃ температурт ердөө 34 μм болохыг зурагнаас харж болно; Температур 725 ℃ хүртэл өсөхөд бүрэн нүүрсгүйжүүлсэн давхаргын зузаан нь 86 μм хүртэл мэдэгдэхүйц нэмэгдэж, энэ нь 700 ℃-ийн бүрэн нүүрсгүйжүүлсэн давхаргын зузаанаас хоёр дахин их байна; Температурыг 750 ℃ хүртэл өсгөхөд бүрэн нүүрсгүйжүүлсэн давхаргын зузаан Температур 750 ℃ хүртэл нэмэгдэхэд бүрэн нүүрсгүйжүүлсэн давхаргын зузаан 120 μм-ийн хамгийн их утгад хүрнэ; Температур өсөхийн хэрээр нүүрсгүйжүүлсэн давхаргын зузаан огцом буурч 800℃ температурт 70 μм, дараа нь 850 ℃ температурт хамгийн багадаа 20 μм болж эхэлдэг.
Зураг 2 Янз бүрийн температурт бүрэн нүүрсгүйжүүлсэн давхаргын зузаан
Ээрэх гулзайлтын ядаргааны гүйцэтгэлд нүүрсгүйжүүлэлтийн нөлөө
Пүршний гангийн ядаргааны шинж чанарт нүүрсгүйжүүлэлтийн нөлөөг судлахын тулд хоёр бүлгийн эргэлтийн гулзайлтын ядаргааны туршилтыг хийсэн бөгөөд эхний бүлэгт нүүрстөрөгчгүйжүүлэхгүйгээр шууд ядаргааны туршилт, хоёрдугаар бүлэгт ижил стресст нүүрсгүйжүүлсний дараа ядрах туршилтыг хийсэн. түвшин (810 МПа), нүүрсгүйжүүлэх процесс 700-850 ℃ температурт 1 цагийн турш явагдсан. Эхний бүлгийн сорьцыг 2-р хүснэгтэд үзүүлэв, энэ нь пүршний гангийн ядрах хугацаа юм.
Эхний бүлгийн сорьцын ядрах хугацааг Хүснэгт 2-т үзүүлэв. Хүснэгт 2-оос харахад нүүрстөрөгчгүйжүүлэлтгүйгээр туршилтын ган нь зөвхөн 810 МПа-д 107 мөчлөгт хамрагдсан бөгөөд ямар ч хугарал гараагүй; стрессийн түвшин 830 МПа-аас хэтэрсэн үед зарим сорьцууд хугарч эхлэв; стрессийн түвшин 850 МПа-аас хэтэрсэн үед ядаргааны сорьцууд бүгд хугарсан.
Хүснэгт 2 Стрессийн янз бүрийн түвшний ядрах хугацаа (нүүрстөрөгчгүйжүүлэхгүйгээр)
Ядаргааны хязгаарыг тодорхойлохын тулд туршилтын гангийн ядрах хязгаарыг тодорхойлохын тулд бүлгийн аргыг ашигладаг бөгөөд өгөгдөлд статистик дүн шинжилгээ хийсний дараа туршилтын гангийн ядрах хязгаар нь ойролцоогоор 760 МПа; Туршилтын гангийн янз бүрийн стрессийн үед ядрах хугацааг тодорхойлохын тулд SN-ийн муруйг Зураг 3-т үзүүлсний дагуу зурна. Зураг 3-аас харахад янз бүрийн стрессийн түвшин нь ядаргааны хугацаа 7 байх үед өөр өөр ядаргааны хугацаатай тохирч байна. , 107-ийн мөчлөгийн тоотой харгалзах бөгөөд энэ нь эдгээр нөхцөлд сорьц нь төлөвт байгаа гэсэн үг бөгөөд харгалзах стрессийн утгыг ядаргааны бат бэхийн утга, өөрөөр хэлбэл 760 МПа гэж ойролцоолж болно. S - N муруй нь материалын ядрах хугацааг тодорхойлоход чухал ач холбогдолтой жишиг утгыг агуулж байгааг харж болно.
Зураг 3 Туршилтын ган эргэлтэт гулзайлтын ядаргааны туршилтын SN муруй
Хоёрдахь бүлгийн сорьцын ядрах хугацааг 3-р хүснэгтэд үзүүлэв.Хүснэгт 3-аас харахад туршилтын ганг өөр өөр температурт нүүрсгүйжүүлсний дараа циклийн тоо илт багасч, 107-аас дээш, бүх ядрах сорьцууд нь хугарч, ядрах хугацаа ихээхэн багасдаг. Дээрх нүүрстөрөгчгүйжүүлсэн давхаргын зузаантай температурын өөрчлөлтийн муруйг харвал нүүрстөрөгчгүйжүүлсэн давхаргын зузаан нь 750 ℃ хамгийн том нь бөгөөд энэ нь ядрах амьдралын хамгийн бага утгатай тохирч байна. 850 ℃ нүүрстөрөгчгүйжүүлсэн давхаргын зузаан нь хамгийн бага бөгөөд ядаргааны ашиглалтын утга харьцангуй өндөр байна. Эндээс харахад нүүрстөрөгчгүйжүүлэх үйл ажиллагаа нь материалын ядаргааны гүйцэтгэлийг ихээхэн бууруулдаг бөгөөд нүүрстөрөгчгүйжүүлсэн давхарга зузаан байх тусам ядрах хугацаа багасдаг.
Хүснэгт 3 Нүүрстөрөгчгүйжүүлэх янз бүрийн температурт ядрах хугацаа (560 МПа)
Сорьцын ядаргааны хугарлын морфологийг электрон микроскопоор сканнердах замаар ажиглав. Зураг 4. Зураг 4(а)-д хагарлын эх үүсвэрийн талбайн хувьд эх үүсвэрийг олохын тулд ядаргааны нумын дагуу илэрхий ядаргааны нумыг харж болно. ядрах, харагдахуйц, хагарлын эх үүсвэр нь "загасны нүд" металл бус орц, оруулгад амархан стресст төвлөрч, ядаргааны хагарал үүсгэдэг; Хагарлын өргөтгөлийн талбайн морфологийн зураг 4(б)-д ядаргааны судлууд илт харагдаж байна, голын адил тархалттай, бараг диссоциатив хугаралд хамаарах, хагарал өргөжиж, улмаар хугарал үүсэхэд хүргэдэг. Зураг 4(б)-д хагарлын тэлэлтийн талбайн морфологийг харуулсан бөгөөд хагарал тасралтгүй тэлэхийн хамт эцэст нь ан цав үүсэхэд хүргэдэг хагас диссоциатив хугаралд хамаарах голын адил тархалт хэлбэрээр илт ядаргааны зураас харагдаж байна. .
Ядаргааны хугарлын шинжилгээ
Зураг.4 Туршилтын гангийн ядаргааны хугарлын гадаргуугийн SEM морфологи
4-р зурагт орцын төрлийг тодорхойлохын тулд эрчим хүчний спектрийн найрлагын шинжилгээг хийсэн ба үр дүнг Зураг 5-д үзүүлэв. Металл бус орцууд нь голчлон Al2O3 орцууд байгаа нь орцууд байгааг харуулж байна. оруулга хагарснаас үүссэн хагарлын гол эх үүсвэр юм.
Зураг 5 Металл бус орцуудын энергийн спектроскопи
Дүгнэж байна
(1) Халаалтын температурыг 850 ℃-д байрлуулснаар нүүрстөрөгчгүйжүүлсэн давхаргын зузааныг багасгаж, ядаргааны гүйцэтгэлд үзүүлэх нөлөөг бууруулна.
(2) Туршилтын ган ээрэх гулзайлтын ядрах хязгаар нь 760 МПа байна.
(3) Төмөрлөг бус хольц, голчлон Al2O3 хольц дахь гангийн хагарлын туршилт.
(4) нүүрсгүйжүүлэлт нь туршилтын гангийн ядрах хугацааг эрс багасгадаг, нүүрстөрөгчгүйжүүлэх давхарга зузаан байх тусам ядрах хугацаа багасдаг.
Шуудангийн цаг: 2024 оны 6-р сарын 21-ний хооронд