I Trhliny při tepelném zpracování
Vlastnosti:
Morfologie: trhliny při tepelném zpracování často vznikají v zóně martenzitické transformace, takže jejich trhliny mohou praskat podél krystalu nebo praskat skrz krystal. Trhliny mohou být radiální, oddělené linie nebo síť.
Umístění: Trhliny mají obecně tendenci se tvořit v ostrých rozích obrobku při náhlých změnách průřezu.
Řez: Část trhliny při kalení obvykle není zoxidovaná a může být bílá, matně bílá nebo světle červená (vodní rez způsobená kalením).
Příčiny:
K praskání dochází, když velká napětí vznikající během kalení jsou větší než vlastní pevnost materiálu a překračují mez plastické deformace.
Může to souviset s faktory, jako je příliš vysoká teplota kalícího ohřevu a příliš rychlé chlazení.
Příčiny trhlin při tepelném zpracování
A. Metalurgická kvalita materiálu:
Metalurgické problémy, jako je smrštění a vážné vady válcování, mohou způsobit nehomogenity materiálu, které zvyšují riziko trhlin při kalení.
Metalurgické defekty, jako je makroskopická segregace, segregace tuhého roztoku, vodík v tuhém roztoku, defekty kování a válcování, zachycení strusky, organizace feritovo-perlitických pásů a organizace páskování karbidu mohou působit samostatně nebo ve spojení s makroskopickými nebo mikroskopickými vnitřními pnutími a způsobit trhliny při kalení.
b. Obsah uhlíku v materiálu a legující prvky:
Zvýšení obsahu uhlíku sníží lomovou pevnost martenzitu, čímž se zvýší tendence ke vzniku trhlin při kalení.
Legující prvky jako Mn, Cr, V, Mo atd. také zvyšují tendenci ke zhášení trhlin s nárůstem jeho obsahu.
Avšak prvek B může účinně zlepšit prokalitelnost, zatímco vhodné množství prvků vzácných zemin může snížit tření potřebné pro pohyb dislokace, čímž se sníží sklon ke křehkému lomu.
C. Podmínky procesu kalení:
Nesprávná regulace způsobu a rychlosti ohřevu kalením, nerovnoměrný ohřev a příliš vysoká teplota kalení mohou vést k trhlinám kalením.
Způsob chlazení není vhodný, rychlost chlazení je příliš vysoká, častou příčinou je také nerovnoměrné chlazení a také nevhodný výběr chladicího média.
Kalení před tím, než obrobek není připraveno pro tepelné zpracování nebo nesprávné zpracování, stejně jako popouštění není včasné, může také vést k trhlinám při kalení.
d. Velikost a tvar obrobku:
Ostré rohy obrobku, mutace průřezu jsou náchylné ke vzniku Kalících trhlin, protože tato místa jsou náchylná ke koncentraci napětí.
Velké díly hřídele jsou náchylné k trhlinám způsobeným tepelným napětím, pokud se nepodaří při kalení uhasit.
E. Vnitřní vady:
Vady existující v materiálu, jako jsou bublinky páry, inkluze, vlasová linie, bílé skvrny atd., se mohou stát zdrojem trhlin působením namáhání tepelným zpracováním a postupně se rozšiřovat.
F. Vnitřní křehkost martenzitu:
Vnitřní křehkost martenzitu je vnitřní příčinou kalení trhlin a jeho krystalová struktura, chemické složení, metalurgické vady atd. na ni budou mít vliv.
Trhliny při kalení jsou výsledkem kombinace faktorů a je třeba je zvážit a optimalizovat v řadě aspektů, jako je výběr materiálu, řízení procesu, konstrukce obrobku atd., aby se snížilo riziko trhlin při kalení.
Charakteristika:
Morfologie: kovací trhliny vznikají při vysokých teplotách, trhliny jsou poměrně silné a obecně existují ve formě více pásů, bez jemného hrotu, bez jemného směru. Někdy není okolí trhliny zcela oduhličené, ale částečně oduhličené.
Pozice: často se vyrábí v hrubé organizaci, koncentraci napětí nebo legujících prvcích na segregaci.
Řez: část trhliny může být tmavě hnědá, nebo dokonce může mít vzhled kyslíkové kůže, je to proto, že trhlina ve výkovku se deformuje a dochází ke kontaktu se vzduchem.
Příčiny:
Vady suroviny:
Zbytkové smrštění: Neúplně uzavřené póry nebo otvory v surovině mohou vést ke snížení pevnosti materiálu během procesu kování, což usnadňuje vytváření trhlin.
Přísady do oceli:
nekovové vměstky, segregace karbidu, heterogenní kovové vměstky v surovině mohou oslabit kontinuitu materiálu a podporovat tvorbu trhlin.
Nesprávný proces kování:
špatné vytápění:
teplota ohřevu je příliš vysoká nebo příliš nízká, což může vést k nerovnoměrnému rozložení napětí v materiálu, což zase vytváří trhliny během kování.
nesprávná deformace:
rychlost deformace je příliš velká, plasticita oceli není dostatečná, aby vydržela tvar tlaku, snadno způsobila prasknutí. Tato trhlina se často vyskytuje na začátku fáze kování a rychlé expanze.
nesprávné chlazení po kování:
rychlost ochlazování je příliš rychlá nebo příliš pomalá, může vést ke koncentraci vnitřního napětí v materiálu, což může způsobit praskliny.
ne včasné tepelné zpracování:
po kování není včasné a vhodné tepelné zpracování, může vést k tomu, že se vnitřní pnutí materiálu účinně neuvolní, čímž se zvyšuje riziko praskání.
G. špatná regulace teploty:
V procesu zahřívání a ochlazování, pokud není teplota správně řízena, může dojít k nadměrnému vnitřnímu pnutí v materiálu a tím ke spuštění praskání. Například v procesu kalení, pokud je chlazení příliš rychlé, mohou vzniknout trhliny při kalení.
h. Koncentrace napětí materiálu:
Pokud jsou ve výkovku oblasti s koncentrací napětí, jako jsou ostré rohy a mutace průřezu, když napětí překročí kapacitu materiálu, může to vést k praskání.
