Scannen Elektronenmikroskop gouf benotzt fir d'Müdegkeet Fraktur ze beobachten an de Frakturmechanismus ze analyséieren; Zur selwechter Zäit gouf Spin-Biege-Müdegkeetstest op den decarburized Exemplare bei verschiddenen Temperaturen duerchgefouert fir d'Müdegkeetsdauer vum Teststahl mat an ouni Decarburization ze vergläichen an den Effekt vun der Decarburization op d'Müdegkeet Performance vum Teststahl ze analyséieren. D'Resultater weisen datt, wéinst der simultaner Existenz vun der Oxidatioun an der Entkolung am Heizungsprozess, d'Interaktioun tëscht deenen zwee, déi zu der Dicke vun der voller decarburiséierter Schicht mam Wuesstum vun der Temperatur en Trend vun der Erhéijung an dann erofgoen, de D'Dicke vun der voller decarburiséierter Schicht erreecht e Maximumwäert vun 120 μm bei 750 ℃, an d'Dicke vun der voller decarburiséierter Schicht erreecht e Minimumwäert vun 20 μm bei 850 ℃, an d'Müdegkeetsgrenz vum Teststahl ass ongeféier 760 MPa, an d'Quell vun Middegkeet Rëss am Test Stol ass haaptsächlech Al2O3 Net-metallesch inclusions; Decarburization Verhalen reduzéiert immens d'Müdegkeet Liewen vun der Test Stol, Afloss op d'Müdegkeet Leeschtung vun der Test Stol, déi décke der Decarburization Schicht, déi méi niddereg d'Müdegkeet Liewen. Fir den Impakt vun der Decarburiséierungsschicht op d'Müdegkeet vun der Teststahl ze reduzéieren, sollt déi optimal Hëtztbehandlungstemperatur vum Teststahl op 850 ℃ gesat ginn.
Gear ass e wichtege Bestanddeel vum AutoWéinst der Operatioun mat héijer Geschwindegkeet muss de meshende Deel vun der Gangfläch héich Stäerkt a Abrasiounsbeständegkeet hunn, an d'Zännwurzel muss gutt Béie Middegkeet Leeschtung hunn wéinst der konstanter widderholl Belaaschtung, fir Rëss ze vermeiden déi zu Material féieren Fraktur. D'Fuerschung weist datt d'Entkolung e wichtege Faktor ass, deen d'Spin-Biege-Müdegkeet Leeschtung vu Metallmaterialien beaflosst, an d'Spin-Biege-Müdegkeet Leeschtung ass e wichtege Indikator fir d'Produktqualitéit, sou datt et néideg ass d'Entkolungsverhalen an d'Spinbéie-Müdegkeet Leeschtung vum Testmaterial ze studéieren.
An dësem Pabeier, der Hëtzt Behandlung Schmelzhäre op der 20CrMnTi Gang Stol Uewerfläch decarburization Test, analyséieren verschidden Heizung Temperaturen op der Test Stol decarburization Layer Déift vun der änneren Gesetz; benotzt QBWP-6000J einfache Beam Middegkeet Testen Maschinn op der Test Stol Rotary Béie Middegkeet Test, Determinatioun vun Test Stol Middegkeet Leeschtung, a gläichzäiteg den Impakt vun decarburization op d'Müdegkeet Leeschtung vun der Test Stol fir déi aktuell Produktioun ze verbesseren analyséieren de Produktiounsprozess, d'Qualitéit vun de Produkter verbesseren an eng raisonnabel Referenz ubidden. D'Teststahl Middegkeet Leeschtung gëtt vun der Spin Béie Middegkeet Test Maschinn bestëmmt.
1. Test Material a Methoden
Testmaterial fir eng Eenheet fir 20CrMnTi Gangstahl ze bidden, d'Haaptchemesch Zesummesetzung wéi an der Tabell 1. Decarburization Test: d'Testmaterial gëtt an Ф8 mm × 12 mm zylindresch Exemplar veraarbecht, d'Uewerfläch soll hell sinn ouni Flecken. Wärmebehandlungsofen goufen op 675 ℃, 700 ℃, 725 ℃, 750 ℃, 800 ℃, 850 ℃, 900 ℃, 950 ℃, 1.000 ℃, 1.000 ℃, 1.000 ℃, Loft an dann an d'Temperatur an d'Loft gehaalen. No Hëtzt Behandlung vun der specimen vun Kader, poléieren a poléieren, mat 4% vun der Salpetersäure Alkohol Léisung Erosioun, d'Benotzung vun metallurgical microscopy der Test Stol decarburization Layer ze observéieren, d'Tiefe vun decarburization Layer bei verschiddenen Temperaturen Miessunge. Spin Béie Middegkeet Test: d'Testmaterial no den Ufuerderunge vun der Veraarbechtung vun zwou Gruppe vu Spin Béie Middegkeet Exemplare, déi éischt Grupp mécht keen Decarburization Test, déi zweet Grupp vun Decarburization Test bei verschiddenen Temperaturen. Mat Hëllef vun der Spin Béie Middegkeet Testmaschinn, déi zwou Gruppe vun Teststahl fir Spin Béie Middegkeet Testen, Bestëmmung vun der Middegkeet Limit vun den zwou Gruppen Teststahl, Verglach vun der Middegkeet Liewen vun den zwou Gruppen Teststahl, d'Benotzung vum Scannen Elektronenmikroskop Middegkeet Fraktur Observatioun, analyséiert d'Grënn fir d'Fraktur vum Exemplar, fir den Effekt vun der Decarburiséierung vun de Middegkeetseigenschaften vum Teststahl z'entdecken.
Table 1 Chemesch Zesummesetzung (Massfraktioun) vum Teststahl gew.%
Effet vun Heizung Temperatur op decarburization
D'Morphologie vun der Decarburiséierungsorganisatioun ënner verschiddenen Heiztemperaturen gëtt an der Fig. 1. Wéi kann aus der Figur gesi ginn, wann d'Temperatur 675 ℃ ass, erschéngt d'Probe Uewerfläch net decarburization Schicht; wann d'Temperatur op 700 ℃ eropgeet, huet d'Probefläche-Decarburiséierungsschicht ugefaang, fir d'dënn Ferrit-Decarburiséierungsschicht; mat der Temperatur erop op 725 ℃, d'Probe Uewerfläch decarburization Schicht deck bedeitend eropgaang; 750 ℃ decarburization Schicht Dicke erreecht säi maximale Wäert, zu dëser Zäit ass de Ferritkorn méi kloer, grober; wann d'Temperatur op 800 ℃ eropgeet, huet d'Decarburiséierungsschichtdicke däitlech erofgaang, seng Déck ass op d'Halschent vun de 750 ℃ gefall; wann d'Temperatur weider op 850 ℃ eropgeet an d'Dicke vun der Decarburatioun an der Fig. wann d'Temperatur weider bis 850 ℃ eropgoen a méi héich, den Test Stol voll decarburization Layer Dicke weider erofgoen, Halschent decarburization Layer deck ugefaang graduell Erhéijung bis déi voll decarburization Layer Morphologie all verschwonnen, Halschent decarburization Layer Morphologie graduell kloer. Et kann gesi ginn datt d'Dicke vun der voller decarburiséierter Schicht mat der Temperaturerhéijung fir d'éischt erhéicht gouf an duerno reduzéiert gouf, de Grond fir dëst Phänomen ass wéinst der Probe am Heizungsprozess gläichzäiteg d'Oxidatioun an d'Entkolungsverhalen, nëmmen wann der decarburization Taux ass méi séier wéi d'Vitesse vun Oxidatioun wäert decarburization Phänomen schéngen. Am Ufank vun der Heizung hëlt d'Dicke vun der voller decarburiséierter Schicht graduell mat der Temperaturerhéijung erop bis d'Dicke vun der voller decarburiséierter Schicht de maximale Wäert erreecht, zu dësem Zäitpunkt fir d'Temperatur weider ze erhéijen, ass d'Proufoxidatiounsquote méi séier wéi der decarburization Taux, déi d'Erhéijung vun der voll decarburized Layer bremst, doraus zu engem Downward Trend. Et kann gesi ginn datt am Beräich vun 675 ~ 950 ℃ de Wäert vun der Dicke vun der voller decarburiséierter Schicht bei 750 ℃ dee gréissten ass, an de Wäert vun der Dicke vun der voller decarburiséierter Schicht bei 850 ℃ ass de klengste, Dofir ass d'Heiztemperatur vum Teststahl recommandéiert fir 850 ℃ ze sinn.
Fig.1 Histomorphologie vun decarburized Layer vun Test Stol gehale bei verschiddenen Heiztemperaturen fir 1h
Am Verglach mat der semi-decarburiséierter Schicht huet d'Dicke vun der voller decarburiséierter Schicht e méi eeschten negativen Impakt op d'Materialeigenschaften, et wäert d'mechanesch Eegeschafte vum Material staark reduzéieren, sou wéi d'Kraaft, d'Härheet, d'Verschleißbeständegkeet an d'Müdegkeetslimit ze reduzéieren. , etc., an och d'Sensibilitéit fir Rëss erhéijen, d'Qualitéit vum Schweess beaflossen a sou weider. Dofir ass d'Kontroll vun der Dicke vun der voller decarburiséierter Schicht vu grousser Bedeitung fir d'Produktleistung ze verbesseren. Figur 2 weist d'Variatiounskurve vun der Dicke vun der voller decarburiséierter Schicht mat der Temperatur, déi d'Variatioun vun der Dicke vun der voller decarburiséierter Schicht méi kloer weist. Et kann aus der Figur gesi ginn datt d'Dicke vun der voller decarburiséierter Schicht nëmmen ongeféier 34μm bei 700 ℃ ass; mat der Temperatur erop op 725 ℃, erhéicht d'Dicke vun der voller decarburiséierter Schicht wesentlech op 86 μm, wat méi wéi zweemol vun der Dicke vun der voller decarburiséierter Schicht bei 700 ℃ ass; wann d'Temperatur op 750 ℃ eropgeet, d'Dicke vun der voller decarburiséierter Schicht Wann d'Temperatur op 750 ℃ eropgeet, erreecht d'Dicke vun der voller decarburiséierter Schicht de maximalen Wäert vun 120 μm; wéi d'Temperatur weider eropgeet, fänkt d'Dicke vun der voller decarburiséierter Schicht staark erof, op 70 μm bei 800 ℃, an dann op de Minimum Wäert vun ongeféier 20 μm bei 850 ℃.
Fig.2 Thickness vun voll decarburized Layer bei verschiddenen Temperaturen
Effekt vun der Entkolung op Middegkeet Leeschtung am Spin Béie
Fir den Effet vun der Entkolung op d'Müdegkeetseigenschaften vum Fréijoersstahl ze studéieren, goufen zwou Gruppe vu Spin-Biege-Müdegkeetstester duerchgefouert, déi éischt Grupp war Middegkeetstest direkt ouni Entkolung, an déi zweet Grupp war Middegkeetsprüfung no der Entkolung beim selwechte Stress Niveau (810 MPa), an den Decarburiséierungsprozess gouf bei 700-850 ℃ fir 1 h gehal. Déi éischt Grupp vun Exemplare gëtt an der Tabell 2 gewisen, wat d'Müdegkeetsdauer vum Fréijoersstahl ass.
D'Müdegkeetsliewen vun der éischter Grupp vun Exemplare gëtt an der Tabell 2. Wéi aus der Tabell 2 gesi kann, ouni Decarburiséierung, gouf d'Teststahl nëmmen 107 Zyklen bei 810 MPa ënnerworf, a keng Fraktur ass geschitt; wann de Stress Niveau iwwerschratt 830 MPa, e puer vun de Exemplare ugefaang ze briechen; wann de Stress Niveau iwwerschratt 850 MPa, goufen d'Müdegkeet Exemplare all gebrach.
Table 2 Middegkeet Liewen ënner verschiddene Stressniveauen (ouni Decarburiséierung)
Fir d'Müdegkeetsgrenz ze bestëmmen, gëtt d'Gruppmethod benotzt fir d'Müdegkeetsgrenz vum Teststahl ze bestëmmen, an no statistescher Analyse vun den Donnéeën ass d'Müdegkeetslimit vum Teststahl ongeféier 760 MPa; fir d'Müdegkeetsdauer vum Teststahl ënner verschiddene Spannungen ze charakteriséieren, gëtt d'SN-Kurve geplot, wéi an der Figur 3. Wéi kann aus der Figur 3 gesi ginn, entspriechen ënnerschiddlech Stressniveauen ënnerschiddleche Middegkeetsliewen, wann d'Müdegkeetsdauer vu 7 , entspriechend der Unzuel vun Zyklen fir 107, dat heescht datt d'Exemplar ënner dëse Konditiounen duerch de Staat sinn, kann de entspriechende Stresswäert als d'Müdegkeetsstäerktwäert, dat heescht 760 MPa, ongeféier. Et kann gesi ginn datt d'S - N-Kurve wichteg ass fir d'Bestëmmung vum Middegkeetsliewen vum Material e wichtege Referenzwäert huet.
Figur 3 SN Kurve vun experimentell Stol Rotary Béie Middegkeet Test
D'Müdegkeetsliewen vun der zweeter Grupp vun Exemplare gëtt an der Tabell 3. Wéi kann aus der Tabell 3 gesi ginn, nodeems d'Teststahl bei verschiddenen Temperaturen decarburized ass, gëtt d'Zuel vun den Zyklen selbstverständlech reduzéiert, a si sinn méi wéi 107, an all d'Müdegkeetsprouwen sinn gebrach, an d'Müdegkeetsliewen ass staark reduzéiert. Kombinéiert mat der uewe genannter decarburiséierter Schichtdicke mat der Temperaturännerungskurve ka gesi ginn, 750 ℃ decarburized Schichtdicke ass déi gréisste, entsprécht dem niddregsten Wäert vum Middegkeetsliewen. 850 ℃ decarburized Layer deck ass déi klengst, entspriechend der Middegkeet Liewen Wäert ass relativ héich. Et kann gesi ginn datt d'Entkolungsverhalen d'Müdegkeetsleeschtung vum Material staark reduzéiert, an wat méi déck d'decarburiséierter Schicht ass, dest méi niddereg ass d'Müdegkeetsdauer.
Table 3 Middegkeet Liewen bei verschiddenen Decarburization Temperaturen (560 MPa)
D'Müdegkeet Fraktur Morphologie vun der specimen war vun Scannen Elektronen microscope observéiert, wéi am Lalumi gewisen. vun Middegkeet, kann gesi ginn, der knacken Quell fir de "Fësch-Aen" Net-metallic inclusions, inclusions op der einfach Stress Konzentratioun ze verursaachen, doraus an Middegkeet Rëss; Lalumi 4 (b) fir d'knacken Ausdehnung Beräich Morphologie, kann selbstverständlech Middegkeet Sträifen gesi ginn, war Floss-wëll Verdeelung, gehéiert zu quasi-dissociative Fraktur, mat Splécken erweidert, schlussendlech zu Fraktur Féierung. Figur 4(b) weist d'Morphologie vun Rëss Expansioun Beräich, offensichtlech Müdegkeet Sträifen kann gesi ginn, an der Form vun Floss-wëll Verdeelung, déi zu quasi-dissoziative Fraktur gehéiert, a mat der kontinuéierlech Expansioun vun de Rëss, schlussendlech zu Fraktur Féierung .
Middegkeet Fraktur Analyse
Fig.4 SEM Morphologie vun Middegkeet Fraktur Uewerfläch vun experimentell Stol
Fir d'Zort vun Inklusiounen an der Fig. sinn d'Haaptquell vu Rëss, déi duerch Inklusiounen knacken.
Figur 5 Energie Spectroscopy vun Net-metallic Inklusiounen
Ofschléissen
(1) Positionéierung vun der Heiztemperatur bei 850 ℃ wäert d'Dicke vun der decarburiséierter Schicht miniméieren fir den Effekt op d'Müdegkeet Leeschtung ze reduzéieren.
(2) D'Müdegkeet Limit vun der Test Stol Spin Béie ass 760 MPa.
(3) D'Test Stol Rëss an Net-metallic inclusions, haaptsächlech Al2O3 Mëschung.
(4) decarburization eescht reduzéieren d'Müdegkeet Liewen vun der Test Stol, déi décke der decarburization Layer, déi méi niddereg d'Müdegkeet Liewen.
Post Zäit: Jun-21-2024