Miksi happipitoisuuden vähentäminen ei voi parantaa laakeriteräksen väsymisikää? Analyysin jälkeen uskotaan, että syynä on se, että oksidisulkeutumien määrän vähentämisen jälkeen ylimääräisestä sulfidista tulee epäsuotuisa tekijä, joka vaikuttaa teräksen väsymisikään. Vain vähentämällä oksidien ja sulfidien pitoisuutta samanaikaisesti voidaan materiaalipotentiaali hyödyntää täysin ja laakeriteräksen väsymisikää voidaan parantaa huomattavasti.
Mitkä tekijät vaikuttavat laakeriteräksen väsymisikään? Yllä olevia ongelmia analysoidaan seuraavasti:
1. Nitridien vaikutus väsymisikään
Jotkut tutkijat ovat huomauttaneet, että kun teräkseen lisätään typpeä, nitridien tilavuusosuus pienenee. Tämä johtuu teräksessä olevien sulkeumien keskimääräisen koon pienenemisestä. Teknologian rajoittamana on edelleen huomattava määrä alle 0,2 tuuman inkluusiohiukkasia. Juuri näiden pienten nitridihiukkasten olemassaololla on suora vaikutus laakeriteräksen väsymisikään. Ti on yksi vahvimmista nitridejä muodostavista alkuaineista. Sillä on pieni ominaispaino ja se on helppo kellua. Osa Ti:stä jää teräkseen muodostaen monikulmaisia sulkeumia. Tällaiset sulkeumat aiheuttavat todennäköisesti paikallisia jännityskeskittymiä ja väsymishalkeamia, joten on välttämätöntä valvoa tällaisten sulkeumien esiintymistä.
Testitulokset osoittavat, että teräksen happipitoisuus laskee alle 20 ppm:n, typpipitoisuus kasvaa, ei-metallisten sulkeumien koko, tyyppi ja jakautuminen paranevat ja stabiilit sulkeumat vähenevät merkittävästi. Vaikka nitridihiukkasten määrä teräksessä lisääntyy, hiukkaset ovat hyvin pieniä ja jakautuvat hajallaan raerajalle tai rakeen sisälle, mikä on suotuisa tekijä, jolloin laakeriteräksen lujuus ja sitkeys sopivat hyvin yhteen. ja teräksen kovuus ja lujuus lisääntyvät huomattavasti. , erityisesti kontaktiväsymyselämän parantava vaikutus on objektiivinen.
2. Oksidien vaikutus väsymisikään
Teräksen happipitoisuus on tärkeä materiaaliin vaikuttava tekijä. Mitä pienempi happipitoisuus, sitä korkeampi puhtaus ja sitä pidempi vastaava nimellisikä. Teräksen happipitoisuuden ja oksidien välillä on läheinen yhteys. Sulan teräksen jähmettymisprosessin aikana alumiinin, kalsiumin, piin ja muiden alkuaineiden liuennut happi muodostaa oksideja. Oksidin inkluusiopitoisuus on hapen funktio. Kun happipitoisuus pienenee, oksidisulkeumat vähenevät; typpipitoisuus on sama kuin happipitoisuus, ja sillä on myös toiminnallinen suhde nitridin kanssa, mutta koska oksidi on enemmän hajallaan teräksessä, sillä on sama rooli kuin karbidin tukipiste. , joten sillä ei ole tuhoisaa vaikutusta teräksen väsymisikään.
Oksidien olemassaolon vuoksi teräs tuhoaa metallimatriisin jatkuvuuden ja koska oksidien laajenemiskerroin on pienempi kuin laakerin teräsmatriisin laajenemiskerroin, on vaihtuvalle jännitykselle altistettuna helppo synnyttää jännityskeskittymiä ja muodostua metallin väsymisen alkuperä. Suurin osa jännityspitoisuudesta tapahtuu oksidien, pistesulkeutumien ja matriisin välillä. Kun jännitys saavuttaa riittävän suuren arvon, syntyy halkeamia, jotka laajenevat ja tuhoutuvat nopeasti. Mitä pienempi sulkeumien plastisuus ja mitä terävämpi muoto, sitä suurempi jännityspitoisuus.
3. Sulfidin vaikutus väsymisikään
Melkein kaikki teräksen rikkipitoisuus on sulfidien muodossa. Mitä korkeampi rikkipitoisuus teräksessä on, sitä korkeampi sulfidipitoisuus teräksessä. Koska sulfidi voi kuitenkin olla hyvin oksidin ympäröimä, oksidin vaikutus väsymisikään vähenee, joten inkluusioiden lukumäärän vaikutus väsymisikään ei liity ehdottomasti oksidien luonteeseen, kokoon ja jakautumiseen. sulkeumia. Mitä enemmän varmoja sulkeumia on, sitä pienempi on väsymisiän oltava ja muut vaikuttavat tekijät tulee huomioida kokonaisvaltaisesti. Laakeriteräksessä sulfidit dispergoituvat ja jakautuvat hienossa muodossa ja sekoittuvat oksidisulkeutumiin, joita on vaikea tunnistaa edes metallografisilla menetelmillä. Kokeet ovat vahvistaneet, että alkuperäisen menetelmän perusteella Al:n määrän lisäämisellä on positiivinen vaikutus oksidien ja sulfidien pelkistykseen. Tämä johtuu siitä, että Ca:lla on melko vahva rikinpoistokyky. Inkluusioilla on vähän vaikutusta lujuuteen, mutta ne ovat haitallisempia teräksen sitkeydelle, ja vaurion aste riippuu teräksen lujuudesta.
Xiao Jimei, tunnettu asiantuntija huomautti, että teräksen sulkeumat ovat hauras faasi, mitä suurempi tilavuusosuus, sitä pienempi sitkeys; mitä suurempi sulkeumien koko, sitä nopeammin sitkeys laskee. Halkeaman murtuman sitkeyden kannalta mitä pienempi sulkeumien koko ja mitä pienempi sulkeumien välinen etäisyys, sitkeys ei vain vähene, vaan kasvaa. Halkeamismurtuman esiintyminen on vähemmän todennäköistä, mikä lisää halkeamismurtolujuutta. Joku on tehnyt erikoistestin: kaksi teräserää A ja B kuuluvat samaan teräslajiin, mutta kummankin sisältämät sulkeumat ovat erilaisia.
Lämpökäsittelyn jälkeen teräserät A ja B saavuttivat saman vetolujuuden 95 kg/mm', ja terästen A ja B myötörajat olivat samat. Venymän ja pinta-alan pienentämisen kannalta B-teräs on hieman pienempi kuin teräs A on edelleen hyväksytty. Väsymistestin (kiertotaivutus) jälkeen havaitaan, että: Teräs on pitkäikäinen materiaali, jolla on korkea väsymisraja; B on lyhytikäinen materiaali, jolla on alhainen väsymisraja. Kun teräsnäytteen syklinen jännitys on hieman suurempi kuin A-teräksen väsymisraja, B-teräksen käyttöikä on vain 1/10 A-teräksestä. Teräksen A ja B sulkeumat ovat oksideja. Inkluusioiden kokonaismäärällä mitattuna teräksen A puhtaus on huonompi kuin teräksen B, mutta teräksen A oksidihiukkaset ovat samankokoisia ja tasaisesti jakautuneita; teräs B sisältää joitain suuria hiukkasia sisältäviä sulkeumia, eikä jakautuminen ole tasaista. . Tämä osoittaa täysin, että herra Xiao Jimein näkökulma on oikea.
Postitusaika: 25.7.2022