כמה משתפרת עמידות העייפות של ברגים בעלי חוזק גבוה לאחר טיפול בחום?

חוזק העייפות שלברגים בעלי חוזק גבוהתמיד היה נושא חשוב. נתונים מראים שרוב הכשל של ברגים בעלי חוזק גבוה נגרם כתוצאה מנזקי עייפות, וכמעט ואין סימנים לנזק של עייפות ברגים, כך שסביר להניח שתאונות גדולות יתרחשו כאשר נוצר נזק לעייפות.

אז האם טיפול בחום יכול לשפר את הביצועים של חומרי אטבים? עד כמה זה יכול להגביר את חוזק העייפות שלו? לאור דרישות השימוש הגוברות של ברגים בעלי חוזק גבוה, חשוב עוד יותר לשפר את חוזק העייפות של חומרי הברגים באמצעות טיפול בחום.

תְמוּנָה

1. סדקי עייפות חומרים בעלי חוזק גבוהברגים:

המקום בו מתחילים לראשונה סדקי עייפות נקרא מקור העייפות. מקור העייפות רגיש מאוד למיקרו-מבנה של ברגים, ויכול ליזום סדקי עייפות בקנה מידה קטן מאוד. בדרך כלל בתוך 3 עד 5 גדלי גרגרים, איכות פני הבורג היא המקור העיקרי לעייפות, ורוב העייפות מתחילה מהמשטח או מתחת לפני השטח של הבריח. מספר רב של נקעים וכמה אלמנטים מסגסוגים או זיהומים בגביש חומר הבריח, והבדלים בחוזק גבול התבואה, גורמים אלה עלולים להוביל להתחלת סדק עייפות. מחקרים הראו שסדקי עייפות נוטים להתרחש בגבולות התבואה, תכלילים של פני השטח או חלקיקי שלב שני וחללים, כולם קשורים למבנה המיקרו המורכב והמשתנה של חומרים. אם ניתן לשפר את המיקרו-מבנה לאחר טיפול בחום, ניתן לשפר את חוזק העייפות של חומר הבריח במידה מסוימת.

2. השפעת טיפול בחום על חוזק העייפות

כאשר מנתחים את חוזק העייפות של ברגים, נמצא כי ניתן להשיג שיפור כושר נשיאת העומס הסטטי של ברגים על ידי הגדלת הקשיות, אך לא ניתן להשיג את שיפור חוזק העייפות על ידי הגדלת הקשיות. מכיוון שמתח החריץ של הבורג יגרום לריכוז מתח גדול, הגדלת קשיות המדגם ללא ריכוז מתח יכולה לשפר את חוזק העייפות שלו. קשיות היא מדד למדידת הרכות והקשיות של חומרי מתכת, והיא יכולתם של חומרים לעמוד בפני חדירת חפצים קשים ממנה. רמת הקשיות משקפת גם את החוזק והפלסטיות של חומרי מתכת. ריכוז המתח על פני הבורג יפחית את חוזק פני השטח שלו. כאשר הוא נתון לעומסים דינמיים מתחלפים, תהליך המיקרו-דפורמציה והתאוששות ימשיך להתרחש בחלק ריכוז הלחץ של החריץ, והלחץ שהוא מקבל גדול בהרבה מזה של החלק ללא ריכוז הלחץ, כך שקל לבצע להוביל להיווצרות סדקי עייפות.

3. השפעת decarburization על חוזק עייפות

שחרור של משטח הבורג יפחית את קשיות פני השטח ואת עמידות הבלאי של הבורג לאחר כיבוי, ויפחית משמעותית את חוזק העייפות של הבורג. בתקן GB/T3098.1, יש בדיקת שחרור לביצועי בריח, ועומק הפחמן המרבי מצוין. מספר רב של ספרות מראה כי עקב טיפול בחום לא תקין, משטח הבורג מפורק ואיכות פני השטח מופחתת, ובכך מפחית את חוזק העייפות שלו. בעת ניתוח הגורם לכשל שבר של ברגים בעלי חוזק גבוה בטורבינות רוח 42CrMoA, נמצא כי קיימת שכבת שחרור קרבוריזציה במפגש הראש והמוט. Fe3C יכול להגיב עם O2, H2O ו-H2 בטמפרטורה גבוהה, וכתוצאה מכך הפחתת Fe3C בתוך חומר הבורג, ובכך להגדיל את שלב הפריט של חומר הבורג, להפחית את חוזק חומר הבורג, ולגרום בקלות למיקרו-סדקים. שליטה בטמפרטורת החימום בתהליך הטיפול בחום ושימוש באווירה מבוקרת להגנה על החימום יכולים לפתור בעיה זו היטב.

מחברים משפרים את מבנה המיקרו באמצעות טיפול בחום וחיסול, ובעלי תכונות מכניות מקיפות מצוינות, שיכולות לשפר את חוזק העייפות של חומרי הברגים, לשלוט באופן סביר בגודל הגרגר כדי להבטיח אנרגיית השפעה בטמפרטורה נמוכה, ויכולים גם להשיג קשיחות השפעה גבוהה. טיפול בחום סביר מעדן את הגרגירים ומקצר את מרחק גבול התבואה כדי למנוע את התרחשותם של סדקי עייפות. אם יש כמות מסוימת של שפם או חלקיקים שניים בתוך החומר, השלבים הנוספים הללו יכולים למנוע את החלקה של התושב במידה מסוימת. החלקה של החגורה מונעת את ההתחלה וההתפשטות של מיקרו-סדקים.

לטיפול בחום יש השפעה רבה על חוזק העייפות של חומרי בריח. במהלך תהליך הטיפול בחום, יש לקבוע את תהליך הטיפול בחום בהתאם לביצועי הבורג. יצירת סדקי עייפות ראשוניים נגרמת מריכוז המתח הנגרם מהליקויים במבנה המיקרו של חומר הבריח. טיפול בחום הוא שיטה לייעול מבנה מחברים, שיכולה לשפר את ביצועי העייפות של חומרי הברגים במידה מסוימת ולשפר את חיי המוצרים. בטווח הארוך, זה יכול לחסוך משאבים ולהתאים לאסטרטגיה של פיתוח בר קיימא.