Tác động của các khuyết tật xử lý nhiệt đến hiệu suất mỏi và chế độ gãy xương của kẹp lò xo
Câu hỏi 1: Nhiệt độ làm nguội không đúng có ảnh hưởng cơ bản gì đến cấu trúc và tính chất của kẹp?
A1: Nhiệt độ tôi quá cao khiến hạt austenite trở nên thô hơn, làm giảm độ dẻo dai và tăng độ giòn, dẫn đến gãy giòn đột ngột. Việc làm thô hạt cũng làm giảm độ bền mỏi, làm cho các vết nứt dễ hình thành và lan truyền dọc theo ranh giới hạt. Nếu nhiệt độ quá thấp, quá trình austenit hóa không đủ với các cacbua không hòa tan, dẫn đến hàm lượng martensite thấp, độ cứng và độ bền thấp, biến dạng dẻo và suy giảm lực kẹp nhanh trong quá trình sử dụng.
Câu hỏi 2: Hậu quả hư hỏng do ủ không đủ hoặc quá mức là gì?
A2: Quá trình ủ không đủ sẽ không giải phóng được ứng suất dập tắt, để lại ứng suất kéo dư lớn bên trong vật liệu, gây ra vết nứt sớm với vết nứt giữa các hạt giòn. Quá trình ủ quá mức dẫn đến sự phân hủy martensite quá mức và kết tủa cacbua thô, gây ra sự suy giảm đáng kể về độ cứng, độ bền và độ đàn hồi. Các kẹp bị biến dạng dẻo nhanh chóng dưới tải trọng xen kẽ với tuổi thọ mỏi giảm đi đáng kể, chủ yếu là hỏng do biến dạng và mòn do mỏi.
Câu hỏi 3: Tại sao tính không đồng nhất về cấu trúc là nguyên nhân chính gây ra đứt gãy do mỏi kẹp?
A3: Xử lý nhiệt không đồng đều gây ra độ cứng và sự khác biệt về cấu trúc, chẳng hạn như có quá nhiều ngọc trai, ferit hoặc các điểm mềm cục bộ. Các khu vực yếu thường hình thành các vết nứt vi mô-khi rung và độ dốc độ cứng gây ra sự tập trung ứng suất, đẩy nhanh quá trình lan truyền vết nứt. Nó còn dẫn đến ứng suất không đối xứng, gây quá tải cục bộ và gãy xương do mỏi sớm với hình thái đứt gãy không đều ngay cả khi chịu ứng suất bình thường.
Câu hỏi 4: Quá trình khử cacbon bề mặt làm giảm tuổi thọ mỏi do lỗi xử lý nhiệt thông thường như thế nào?
A4: Quá trình khử cacbon bề mặt trong quá trình gia nhiệt làm giảm hàm lượng cacbon trên bề mặt, tạo thành lớp ferit mềm với độ bền và độ cứng giảm. Biến dạng dẻo và dải trượt dễ dàng xảy ra dưới tác dụng của ứng suất xen kẽ, trở thành nguồn nứt mỏi. Trong khi đó, lớp được khử cacbon không thể đạt được ứng suất nén dư hiệu quả, làm suy yếu độ mỏi và khả năng chống mài mòn, dẫn đến hình thành vết nứt bề mặt nhanh chóng và lan truyền đến vết nứt trong thời gian sử dụng ngắn.
Câu 5: Làm thế nào để ngăn chặn các khuyết tật xử lý nhiệt xâm nhập vào cơ sở thông qua kiểm soát quy trình và kiểm tra nhà máy?
A5: Trong kiểm soát quy trình, sử dụng dây chuyền sản xuất liên tục được kiểm soát nhiệt độ chính xác-, kiểm soát chặt chẽ tốc độ gia nhiệt, thời gian giữ, nhiệt độ làm nguội và khuấy để đảm bảo cấu trúc đồng nhất; tối ưu hóa quá trình ủ để cân bằng độ bền và độ dẻo dai; thêm lớp bảo vệ bề mặt để ngăn chặn quá trình khử cacbon và oxy hóa. Khi kiểm tra nhà máy, tiến hành kiểm tra độ cứng hàng loạt, kiểm tra ứng suất kim loại và ứng suất dư; thực hiện các bài kiểm tra độ mỏi cho các lô quan trọng; loại bỏ các sản phẩm bị oxy hóa, khử cacbon hoặc biến dạng để loại bỏ các sản phẩm không đủ tiêu chuẩn.