Při výrobě, zpracování a aplikaci kovových materiálů jsou trhliny častou vadou, která vážně ovlivňuje výkon a životnost materiálů. Výskyt trhlin nejen sníží pevnost, houževnatost a únavovou životnost materiálu, ale může také způsobit zlomeniny, což má za následek vážné bezpečnostní riziko. Proto je důležité přesně rozlišovat a identifikovat trhliny v surovině, trhliny při tepelném zpracování a trhliny při kování, aby byla zajištěna kvalita produktu, optimalizován výrobní proces a předcházelo se bezpečnostním nehodám.
I. Surovina praskne
1. Charakteristika
Surovinové trhliny obvykle existují v surovině s různými formami, jako jsou rovné čáry, přeložené čáry, síť nebo nepravidelný tvar. Tyto trhliny mohou být způsobeny vměstky, bublinami, nerovnoměrným uspořádáním nebo vadami tavení v procesu výroby suroviny. Trhliny často vykazují výraznou barevnou změnu, jako je oxidace, koroze nebo skvrny, a povrch trhlin je poměrně drsný, často doprovázený drobnými úlomky nebo hroty trhlin.
2. Genesis
Příčiny prasklin v surovinách jsou složité a různé:
- Neadekvátní proces tavení: Nedostatečná kontrola teploty a času tavení, což má za následek nerovnoměrnou distribuci legujících prvků, segregaci nebo vměstky.
- Vady odlitku: Nedostatečná regulace teploty během odlévání, špatně navržené formy nebo vysoké rychlosti odlévání mohou mít za následek vznik bublinek plynu nebo vměstků, které nelze zcela odvětrat a které se mohou rozvinout v praskliny.
- Skladování a přeprava surovin: dlouhodobé skladování ve vlhkém prostředí, nesprávná manipulace nebo stohovací tlak může vést ke koncentraci napětí v surovinách, což může vést k prasklinám.
3. Rozlišovací metody
Trhliny v surovinách lze obvykle identifikovat vizuálním pozorováním, metalurgickou mikroskopickou analýzou nebo rentgenovou kontrolou. Trhliny se často nacházejí uvnitř nebo na povrchu suroviny a výrazně se liší od organizace, barvy a stavu povrchu materiálu.
II. Tepelné zpracování praskne
1. Charakteristika
Trhlina při tepelném zpracování je v procesu tepelného zpracování materiálu v důsledku organizační transformace, koncentrace napětí nebo změny teploty příliš rychlá a vytváří trhliny. Tyto trhliny se obvykle vyskytují podél hranic zrn nebo prostřednictvím charakteristik distribuce krystalů a směr trhliny je často v souladu se směrem napětí. Povrch tepelně upravených trhlin je hladký, někdy s oxidační barvou.
2. Příčiny
Vznik trhlin při tepelném zpracování souvisí s následujícími faktory:
- Koncentrace napětí: Tepelná napětí vznikají teplotními změnami v materiálu při tepelném zpracování. Pokud jsou v materiálu vady nebo nerovnoměrné uspořádání, může to vést ke koncentraci napětí a tvorbě trhlin.
- Tkáňová přeměna: U některých kovů může být při rychlém zahřívání nebo ochlazování provázena přeměna tkáně objemovými změnami vedoucími ke zvýšení vnitřních pnutí, což může vést k prasklinám.
- Rychlost ohřevu a ochlazování: Nevhodná rychlost ohřevu, rychlost ochlazování nebo výběr kalícího média mohou vést k nerovnoměrnému rozložení vnitřních pnutí v materiálu, což má za následek tvorbu trhlin.
3. Rozlišovací metody
Identifikace trhlin po tepelném zpracování se obvykle opírá o analýzu metalurgickou mikroskopií, pozorování pomocí rastrovací elektronové mikroskopie (SEM) a testování mechanických vlastností. Pozorováním morfologie trhliny, umístění a vztahu ke tkáni v kombinaci s parametry procesu tepelného zpracování lze přesněji posoudit typ trhliny.
III. Kování trhlin
1. Charakteristika
Kovací trhlina je v procesu kování materiálu v důsledku nerovnoměrné deformace, koncentrace napětí nebo konstrukce zápustky a trhlin. Tyto trhliny jsou obvykle rozšířeny ve směru kování a trhliny jsou doprovázeny zřetelnými liniemi toku kování na obou stranách. Povrch kovacích trhlin je drsný, často s oxidovými vrstvami a kovacími záhyby.
2. Příčiny
Mezi hlavní příčiny prasklin při kování patří:
- Nerovnoměrná deformace: Během procesu kování je materiál nerovnoměrně deformován v důsledku nerovnoměrného rozložení teploty, rozdílů v rychlosti deformace nebo nesprávně navržených tvarů zápustek, což má za následek nerovnoměrnou deformaci a koncentraci napětí.
- Problémy s konstrukcí formy: konstrukce formy je nepřiměřená, například poloměr zaobleného rohu je příliš malý, vůle formy je nesprávná nebo nesprávný výběr materiálů formy, může vést k prasklinám v procesu kování.
- Nesprávný provoz: špatné mazání během kování, příliš vysoká nebo příliš nízká teplota, příliš vysoká rychlost kování atd. mohou způsobit praskliny.
3. Rozlišovací metody
Identifikace kovacích trhlin se obvykle opírá o makroskopické pozorování, metalurgickou mikroskopickou analýzu a testování mechanických vlastností. Sledováním tvaru trhliny, umístění, vztahu k linii toku kování a oxidace uvnitř trhliny v kombinaci s parametry procesu kování můžete přesněji posoudit typ trhliny.
Za čtvrté, metoda komplexního rozlišení
Aby bylo možné přesně rozlišit trhliny v surovině, trhliny při tepelném zpracování a trhliny při kování, lze komplexně použít následující metody:
1. makropozorování: prostřednictvím pozorování tvaru trhliny, umístění, barvy a stavu povrchu, prvotní posouzení typu trhliny.
2. metalografická mikroskopická analýza: použití metalografické mikroskopie k pozorování organizační struktury trhliny, vztahu s okolní tkání a charakteristik vnitřku trhliny, k dalšímu potvrzení typu trhliny.
3. Pozorování rastrovacím elektronovým mikroskopem (SEM): pozorujte mikroskopickou morfologii trhliny, charakteristiky lomového povrchu a rozložení prvků uvnitř trhliny pomocí SEM, což poskytuje přesnější základ pro posouzení typu trhliny.
4. Zkouška mechanických vlastností: měřením mechanických vlastností, jako je tvrdost, pevnost v tahu, mez kluzu a rázová houževnatost materiálu v kombinaci s morfologií a umístěním trhlin, komplexně analyzujte typ a příčinu trhlin.
5. Analýza procesních parametrů: V kombinaci s výrobním procesem surovin, procesem tepelného zpracování a parametry procesu kování analyzuje možné příčiny vzniku trhlin a poskytuje důležitá vodítka pro identifikaci trhlin.
