א סקענירנדיקער עלעקטראן מיקראסקאפ איז גענוצט געווארן צו באאבאכטן דעם מידקייט-ברוך און אנאליזירן דעם ברוך-מעכאניזם; אין דער זעלבער צייט, איז דורכגעפירט געווארן א ספּין-בענדינג מידקייט-טעסט אויף די דעקארבעריזירטע מוסטערן ביי פארשידענע טעמפעראטורן צו פארגלייכן די מידקייט-לעבן פון דעם טעסט-שטאל מיט און אן דעקארבעריזאציע, און צו אנאליזירן דעם עפעקט פון דעקארבעריזאציע אויף דער מידקייט-פארשטעלונג פון דעם טעסט-שטאל. די רעזולטאטן ווייזן אז, צוליב דער גלייכצייטיגער עקזיסטענץ פון אקסידאציע און דעקארבעריזאציע אין דעם הייצונג-פראצעס, ווייזט די אינטעראקציע צווישן די צוויי, וואס רעזולטירט אין דער גרעב פון דער פולשטענדיג דעקארבעריזירטער שיכט מיטן וואוקס פון דער טעמפעראטור ווייזט א טענדענץ פון פארגרעסערן און דערנאך פארקלענערן, די גרעב פון דער פולשטענדיג דעקארבעריזירטער שיכט דערגרייכט א מאקסימום ווערט פון 120 μm ביי 750 ℃, און די גרעב פון דער פולשטענדיג דעקארבעריזירטער שיכט דערגרייכט א מינימום ווערט פון 20 μm ביי 850 ℃, און דער מידקייט-לימיט פון דעם טעסט-שטאל איז בערך 760 MPa, און די מקור פון מידקייט-ריסן אין דעם טעסט-שטאל איז הויפטזעכלעך Al2O3 נישט-מעטאלישע איינשליסונגען; דעקאַרבוריזאַציע נאַטור ראַדוצירט שטאַרק די מידקייט לעבן פון די טעסט שטאָל, וואָס אַפעקטירט די מידקייט פאָרשטעלונג פון די טעסט שטאָל, די דיקער די דעקאַרבוריזאַציע שיכט, די נידעריקער די מידקייט לעבן. כּדי צו רעדוצירן די השפּעה פון די דעקאַרבוריזאַציע שיכט אויף די מידקייט פאָרשטעלונג פון די טעסט שטאָל, זאָל די אָפּטימאַלע היץ באַהאַנדלונג טעמפּעראַטור פון די טעסט שטאָל זיין געשטעלט צו 850℃.
גיר איז א וויכטיגע קאמפאנענט פון אן אויטא,צוליב דעם אפעראציע ביי הויכער שנעלקייט, מוז דער מעשינג טייל פון דער גיר-איבערפלאך האבן הויכע שטארקייט און אברייזשאן-קעגנשטעל, און דער צאן-ווארצל מוז האבן גוטע בייגן-מידקייט-פארשטעלונג צוליב דער קאנסטאנטער איבערגעחזרטער לאסט, כדי צו פארמיידן ריסן וואס פירן צו מאטעריאל-ברוך. פארשונג ווייזט אז דעקארבעריזאציע איז א וויכטיגער פאקטאר וואס באאיינפלוסט די ספּין-בענדינג-מידקייט-פארשטעלונג פון מעטאל-מאטעריאלן, און ספּין-בענדינג-מידקייט-פארשטעלונג איז א וויכטיגער אינדיקאטאר פון פראדוקט-קוואליטעט, ממילא איז נויטיג צו שטודירן דעם דעקארבעריזאציע-פארהאלטונג און ספּין-בענדינג-מידקייט-פארשטעלונג פון דעם טעסט-מאטעריאל.
אין דעם פּאַפּיר, די היץ באַהאַנדלונג אויוון אויף די 20CrMnTi גאַנג שטאָל ייבערפלאַך דעקאַרבוריזאַטיאָן טעסט, אַנאַליזירן פאַרשידענע היץ טעמפּעראַטורעס אויף די טעסט שטאָל דעקאַרבוריזאַטיאָן שיכטע טיפקייַט פון די טשאַנגינג געזעץ; ניצן QBWP-6000J פּשוט שטראַל מידקייַט טעסט מאַשין אויף די טעסט שטאָל ראָוטייטינג בענדינג מידקייַט טעסט, באַשטימונג פון טעסט שטאָל מידקייַט פאָרשטעלונג, און אין דער זעלביקער צייט צו אַנאַליזירן די פּראַל פון דעקאַרבוריזאַטיאָן אויף די מידקייַט פאָרשטעלונג פון די טעסט שטאָל פֿאַר די פאַקטיש פּראָדוקציע צו פֿאַרבעסערן די פּראָדוקציע פּראָצעס, פאַרבעסערן די קוואַליטעט פון פּראָדוקטן און צושטעלן אַ גלייַך רעפֿערענץ. די טעסט שטאָל מידקייַט פאָרשטעלונג איז באשלאסן דורך די ספּין בענדינג מידקייַט טעסט מאַשין.
1. טעסט מאַטעריאַלן און מעטאָדן
טעסט מאַטעריאַל פֿאַר אַן איינהייט צו צושטעלן 20CrMnTi גאַנג שטאָל, די הויפּט כעמישע קאַמפּאַזישאַן ווי געוויזן אין טיש 1. דעקאַרבוריזאַטיאָן טעסט: די טעסט מאַטעריאַל איז פּראַסעסט אין Ф8 מם × 12 מם סילינדריקאַל ספּעסאַמאַן, די ייבערפלאַך זאָל זיין העל אָן פלעקן. היץ באַהאַנדלונג אויוון זענען געהייצט צו 675 ℃, 700 ℃, 725 ℃, 750 ℃, 800 ℃, 850 ℃, 900 ℃, 950 ℃, 1,000 ℃, אין די ספּעסאַמאַן און געהאלטן 1 שעה, און דאַן לופט-קיל צו צימער טעמפּעראַטור. נאָך היץ באַהאַנדלונג פון די ספּעסאַמאַן דורך סעטינג, גרינדינג און פּאַלישינג, מיט 4% פון די ניטריק זויער אַלקאָהאָל לייזונג עראָוזשאַן, די נוצן פון מעטאַלורגיקאַל מיקראָסקאָפּיע צו אָבסערווירן די טעסט שטאָל דעקאַרבוריזאַטיאָן שיכט, מעסטן די טיפקייַט פון דעקאַרבוריזאַטיאָן שיכט ביי פאַרשידענע טעמפּעראַטורעס. ספּין בענדינג מידקייט טעסט: די טעסט מאַטעריאַל לויט די באדערפענישן פון די פּראַסעסינג פון צוויי גרופּעס פון ספּין בענדינג מידקייט ספּעסאַמאַנז, די ערשטע גרופּע טוט נישט דורכפירן קיין דעקאַרבוריזאַטיאָן טעסט, די צווייטע גרופּע פון דעקאַרבוריזאַטיאָן טעסט ביי פאַרשידענע טעמפּעראַטורעס. ניצן די ספּין בענדינג מידקייט טעסט מאַשין, די צוויי גרופּעס פון טעסט שטאָל פֿאַר ספּין בענדינג מידקייט טעסטינג, באַשטימען די מידקייט שיעור פון די צוויי גרופּעס פון טעסט שטאָל, פאַרגלייַכן די מידקייט לעבן פון די צוויי גרופּעס פון טעסט שטאָל, די נוצן פון סקאַנינג עלעקטראָן מיקראָסקאָפּ מידקייט בראָך אָבסערוואַציע, אַנאַליזירן די סיבות פֿאַר די בראָך פון די ספּעסאַמאַן, צו ויספאָרשן די ווירקונג פון דעקאַרבוריזאַטיאָן פון די מידקייט פּראָפּערטיעס פון די טעסט שטאָל.
טאַבעלע 1 כעמישע צוזאַמענשטעלונג (מאַסע בראָכצאָל) פון טעסט שטאָל wt%
ווירקונג פון הייצונג טעמפּעראַטור אויף דעקאַרבוריזאַציע
די מאָרפאָלאָגיע פון דעקאַרבוריזאַציע אָרגאַניזאַציע אונטער פֿאַרשידענע היץ טעמפּעראַטורן איז געוויזן אין בילד 1. ווי מען קען זען פון דער בילד, ווען די טעמפּעראַטור איז 675 ℃, דערשיינט נישט קיין דעקאַרבוריזאַציע שיכט אויף דער מוסטער ייבערפלאַך; ווען די טעמפּעראַטור שטייגט צו 700 ℃, הייבט זיך אָן צו דערשייַנען די מוסטער ייבערפלאַך דעקאַרבוריזאַציע שיכט, פֿאַר אַ דין פעריט דעקאַרבוריזאַציע שיכט; מיט דער טעמפּעראַטור שטייגט צו 725 ℃, וואַקסט די מוסטער ייבערפלאַך דעקאַרבוריזאַציע שיכט גרעב באַדייטנד; ביי 750 ℃ דערגרייכט די דעקאַרבוריזאַציע שיכט גרעב איר מאַקסימום ווערט, אין דעם צייט איז די פעריט קערל מער קלאָר, גראָב; ווען די טעמפּעראַטור שטייגט צו 800 ℃, הייבט די דעקאַרבוריזאַציע שיכט גרעב אָן באַדייטנד צו פֿאַרקלענערן, איר גרעב איז געפֿאַלן צו האַלב פון די 750 ℃; ווען די טעמפּעראַטור פאָרזעצט צו שטייגן צו 850 ℃ און די גרעב פון דעקאַרבוריזאַציע איז געוויזן אין בילד 1. ביי 800 ℃, הייבט די פולע דעקאַרבוריזאַציע שיכט גרעב אָן באַדייטנד צו פֿאַרקלענערן, איר גרעב איז געפֿאַלן צו האַלב פון די 750 ℃; ווען די טעמפּעראַטור ווייטער שטייגט ביז 850 ℃ און העכער, די גרעב פון דער פולער דעקאַרבוריזאַציע שיכט פון דעם טעסט שטאָל ווייטער צו פאַרקלענערן, האַלב די גרעב פון דער דעקאַרבוריזאַציע שיכט האָט אָנגעהויבן ביסלעכווייַז צו וואַקסן ביז די מאָרפאָלאָגיע פון דער פולער דעקאַרבוריזאַציע שיכט איז גאָר פאַרשוואונדן, און האַלב די מאָרפאָלאָגיע פון דער דעקאַרבוריזאַציע שיכט האָט זיך ביסלעכווייַז קלאָר געמאַכט. מען קען זען אַז די גרעב פון דער פולשטענדיק דעקאַרבוריזירטער שיכט מיטן שטייגן אין טעמפּעראַטור איז ערשט געוואַקסן און דערנאָך פאַרקלענערט געוואָרן. די סיבה פֿאַר דעם דערשיינונג איז צוליב דעם וואָס דער מוסטער בעת דעם הייצונג פּראָצעס אַקסאַדירט און דעקאַרבוריזירט גלײַכצײַטיק. נאָר ווען די דעקאַרבוריזאַציע ראַטע איז שנעלער ווי די אַקסאַדאַציע גיכקייט, וועט דערשייַנען אַ דעקאַרבוריזאַציע דערשיינונג. בײַם אָנהייב פון הייצונג, וואַקסט די גרעב פון דער פולשטענדיק דעקאַרבוריזירטער שיכט ביסלעכווייַז מיטן שטייגן אין טעמפּעראַטור ביז די גרעב פון דער פולשטענדיק דעקאַרבוריזירטער שיכט דערגרייכט דעם מאַקסימום ווערט. אין דעם מאָמענט, צו ווײַטער העכערן די טעמפּעראַטור, איז די אַקסאַדאַציע ראַטע פון דער מוסטער שנעלער ווי די דעקאַרבוריזאַציע ראַטע, וואָס פאַרהיט דעם פאַרגרעסערונג פון דער פולשטענדיק דעקאַרבוריזירטער שיכט, וואָס רעזולטירט אין אַ אַראָפּגאַנג. מען קען זען אז, אינעם ראם פון 675 ~ 950 ℃, איז דער ווערט פון דער גרעב פון דער גאָר דעקאַרבוריזירטער שיכט ביי 750 ℃ דער גרעסטער, און דער ווערט פון דער גרעב פון דער גאָר דעקאַרבוריזירטער שיכט ביי 850 ℃ איז דער קלענסטער, דעריבער, ווערט רעקאָמענדירט אז די הייצונגס-טעמפּעראַטור פון דעם טעסט-שטאָל זאָל זיין 850 ℃.
פיג. 1 היסטאמארפאלאגיע פון דעקארבעריזירטער שיכט פון טעסט שטאל געהאלטן ביי פארשידענע הייצונג טעמפעראטורן פאר 1 שעה
אין פאַרגלייך מיט דער האַלב-דעקאַרבוריזירטער שיכט, האט די גרעב פון דער גאָר דעקאַרבוריזירטער שיכט אַ מער ערנסטע נעגאַטיווע ווירקונג אויף די מאַטעריאַל אייגנשאַפטן, עס וועט שטארק רעדוצירן די מעכאַנישע אייגנשאַפטן פון דעם מאַטעריאַל, אַזאַ ווי רעדוצירן די שטאַרקייט, כאַרדנאַס, טראָגן קעגנשטעל און מידקייט לימיט, עטק., און אויך פאַרגרעסערן די סענסיטיוויטי צו ריסן, וואָס אַפעקטירט די קוואַליטעט פון וועַלדינג און אַזוי ווייטער. דעריבער, קאָנטראָלירן די גרעב פון דער גאָר דעקאַרבוריזירטער שיכט איז פון גרויס וויכטיקייט צו פֿאַרבעסערן פּראָדוקט פאָרשטעלונג. פיגור 2 ווייזט די ווערייישאַן קורווע פון די גרעב פון דער גאָר דעקאַרבוריזירטער שיכט מיט טעמפּעראַטור, וואָס ווייזט די ווערייישאַן פון די גרעב פון דער גאָר דעקאַרבוריזירטער שיכט מער קלאָר. עס קען זיין געזען פון דער פיגור אַז די גרעב פון דער גאָר דעקאַרבוריזירטער שיכט איז בלויז וועגן 34μm ביי 700℃; מיט דער טעמפּעראַטור רייזינג צו 725 ℃, די גרעב פון דער גאָר דעקאַרבוריזירטער שיכט ינקריסיז באַדייטנד צו 86 μm, וואָס איז מער ווי צוויי מאָל די גרעב פון דער גאָר דעקאַרבוריזירטער שיכט ביי 700 ℃; ווען די טעמפּעראַטור ווערט געהויבן צו 750 ℃, די גרעב פון דער גאָר דעקאַרבוריזירטער שיכט ווען די טעמפּעראַטור שטייגט צו 750 ℃, די גרעב פון דער גאָר דעקאַרבוריזירטער שיכט דערגרייכט דעם מאַקסימום ווערט פון 120 מיקראָמעטער; ווי די טעמפּעראַטור ווייטער שטייגט, די גרעב פון דער גאָר דעקאַרבוריזירטער שיכט הייבט אָן צו שטאַרק פאַרקלענערן, צו 70 מיקראָמעטער ביי 800 ℃, און דערנאָך צו דעם מינימום ווערט פון בערך 20 מיקראָמעטער ביי 850 ℃.
פיג. 2 גרעב פון גאָר דעקאַרבוריזירט שיכט ביי פאַרשידענע טעמפּעראַטורן
ווירקונג פון דעקאַרבוריזאַציע אויף מידקייט פאָרשטעלונג אין ספּין בענדינג
כּדי צו שטודירן דעם עפֿעקט פֿון דעקאַרבוריזאַציע אויף די מידקייט־אייגנשאפטן פֿון פֿעדער־שטאָל, זענען דורכגעפֿירט געוואָרן צוויי גרופּעס פֿון ספּין־בענדינג־מידקייט־טעסטן, די ערשטע גרופּע איז געווען מידקייט־טעסטן גלייך אָן דעקאַרבוריזאַציע, און די צווייטע גרופּע איז געווען מידקייט־טעסטן נאָך דעקאַרבוריזאַציע בײַם זעלבן דרוק־לעוועל (810 MPa), און דער דעקאַרבוריזאַציע־פּראָצעס איז געהאַלטן געוואָרן בײַ 700-850 ℃ פֿאַר 1 שעה. די ערשטע גרופּע פֿון ספּעסאַמאַנען ווערט געוויזן אין טאַבעלע 2, וואָס איז די מידקייט־לעבנס־דויער פֿון דעם פֿעדער־שטאָל.
די מידקייט-לעבן פון דער ערשטער גרופע פון ספּעסאַמאַנען ווערט געוויזן אין טאַבעלע 2. ווי מען קען זען פון טאַבעלע 2, אָן דעקאַרבוריזאַציע, איז דער טעסט-שטאָל בלויז אונטערגעוואָרפן געוואָרן צו 107 ציקלען ביי 810 MPa, און קיין בראָך איז נישט פארגעקומען; ווען דער דרוק-לעוועל האט איבערגעשטיגן 830 MPa, האָבן עטלעכע פון די ספּעסאַמאַנען אָנגעהויבן צו ברעכן; ווען דער דרוק-לעוועל האט איבערגעשטיגן 850 MPa, זענען די מידקייט-ספּעסאַמאַנען אַלע צעבראָכן געוואָרן.
טאַבעלע 2 מידקייט לעבן אונטער פאַרשידענע דרוק לעוועלס (אָן דעקאַרבוריזאַציע)
כּדי צו באַשטימען דעם מידקייט גרענעץ, ווערט די גרופע מעטאָדע גענוצט צו באַשטימען דעם מידקייט גרענעץ פון דעם טעסט שטאָל, און נאָך סטאַטיסטישער אַנאַליז פון די דאַטן, איז דער מידקייט גרענעץ פון דעם טעסט שטאָל בערך 760 MPa; כּדי צו כאַראַקטעריזירן דעם מידקייט לעבן פון דעם טעסט שטאָל אונטער פֿאַרשידענע דרוקן, ווערט די SN קורווע געצייכנט, ווי געוויזן אין פיגור 3. ווי מען קען זען פון פיגור 3, קאָרעספּאָנדירן פֿאַרשידענע דרוק לעוועלס צו פֿאַרשידענע מידקייט לעבן, ווען דער מידקייט לעבן פון 7, קאָרעספּאָנדירט צו דער צאָל ציקלען פֿאַר 107, וואָס מיינט אַז דער ספּעסאַמאַן אונטער די באַדינגונגען זענען דורך דעם צושטאַנד, קען דער קאָרעספּאָנדירנדיקער דרוק ווערט אַפּראָקסימירט ווערן ווי דער מידקייט שטאַרקייט ווערט, דאָס הייסט, 760 MPa. מען קען זען אַז די S - N קורווע איז וויכטיק פֿאַר דער באַשטימונג פון דעם מידקייט לעבן פון דעם מאַטעריאַל האט אַ וויכטיקן רעפֿערענץ ווערט.
פיגור 3 SN קורווע פון עקספּערימענטאַל שטאָל ראָטאַרי בענדינג מידקייט טעסט
די מידקייט לעבן פון דער צווייטער גרופע פון ספּעסאַמאַנז ווערט געוויזן אין טאַבעלע 3. ווי מען קען זען פון טאַבעלע 3, נאָכדעם וואָס דער טעסט שטאָל ווערט דעקאַרבוריזירט ביי פאַרשידענע טעמפּעראַטורן, ווערט די צאָל ציקלען קלאָר רעדוצירט, און זיי זענען מער ווי 107, און אַלע מידקייט ספּעסאַמאַנז זענען צעבראָכן, און די מידקייט לעבן ווערט שטארק רעדוצירט. צוזאַמען מיט דער אויבן דערמאָנטער דעקאַרבוריזירטער שיכט גרעב מיט דער טעמפּעראַטור ענדערונג קורווע קען מען זען, איז 750 ℃ דעקאַרבוריזירטע שיכט גרעב די גרעסטע, וואָס קאָרעספּאָנדירט צו דער נידעריקסטער ווערט פון מידקייט לעבן. 850 ℃ דעקאַרבוריזירטע שיכט גרעב איז די קלענסטע, וואָס קאָרעספּאָנדירט צו דער מידקייט לעבן ווערט וואָס איז לעפיערעך הויך. מען קען זען אַז די דעקאַרבוריזאַציע נאַטור רעדוצירט שטארק די מידקייט פאָרשטעלונג פון דעם מאַטעריאַל, און ווי דיקער די דעקאַרבוריזירטע שיכט, אַלץ נידעריקער די מידקייט לעבן.
טאַבעלע 3 מידקייט לעבן ביי פאַרשידענע דעקאַרבוריזאַציע טעמפּעראַטורן (560 MPa)
די מידקייט-בראָך מאָרפאָלאָגיע פון דעם ספּעסאַמאַן איז באמערקט געוואָרן דורך אַ סקאַנינג עלעקטראָן מיקראָסקאָפּ, ווי געוויזן אין פיגור 4. פיגור 4(אַ) פֿאַר דער ריס מקור געגנט, קען מען זען אַ קלאָרע מידקייט באָגן, לויטן מידקייט באָגן צו געפֿינען די מקור פון מידקייט, קען מען זען די ריס מקור פֿאַר די "פיש-אויג" ניט-מעטאַלישע אינקלוזשאַנז, אינקלוזשאַנז ביי דער גרינג צו פאַרשאַפן דרוק קאָנצענטראַציע, ריזאַלטינג אין מידקייט ריסן; פיגור 4(ב) פֿאַר דער ריס עקסטענשאַן געגנט מאָרפאָלאָגיע, קען מען זען קלאָרע מידקייט סטרייפּס, איז געווען טייך-ווי פאַרשפּרייטונג, געהערט צו קוואַזי-דיסאָסיאַטיוו בראָך, מיט ריסן יקספּאַנדינג, יווענטשאַוואַלי פירט צו בראָך. פיגור 4(ב) ווייזט די מאָרפאָלאָגיע פון ריס יקספּאַנשאַן געגנט, קלאָרע מידקייט סטרייפּס קענען געזען ווערן, אין דער פאָרעם פון טייך-ווי פאַרשפּרייטונג, וואָס געהערט צו קוואַזי-דיסאָסיאַטיוו בראָך, און מיט דער קעסיידערדיק יקספּאַנשאַן פון די ריסן, יווענטשאַוואַלי פירט צו בראָך.
מידקייט בראָך אַנאַליז
פיג. 4 SEM מאָרפאָלאָגיע פון מידקייט בראָך ייבערפלאַך פון עקספּערימענטאַל שטאָל
כּדי צו באַשטימען דעם טיפּ פון איינשליסונגען אין פיגור 4, איז דורכגעפירט געוואָרן אַן ענערגיע ספּעקטרום קאָמפּאָזיציע אַנאַליז, און די רעזולטאַטן ווערן געוויזן אין פיגור 5. מען קען זען אַז די נישט-מעטאַלישע איינשליסונגען זענען דער הויפּט Al2O3 איינשליסונגען, וואָס ווײַזט אָן אַז די איינשליסונגען זענען די הויפּט מקור פון ריסן געפֿירט דורך איינשליסונגען וואָס ריסן.
פיגור 5 ענערגיע ספּעקטראָסקאָפּיע פון נישט-מעטאַלישע אינקלוזשאַנז
ענדיגן
(1) שטעלן די הייצונג טעמפּעראַטור ביי 850 ℃ וועט מינימיזירן די גרעב פון די דעקאַרבוריזירטע שיכט צו רעדוצירן דעם ווירקונג אויף די מידקייט פאָרשטעלונג.
(2) די מידקייט לימיט פון די טעסט שטאָל ספּין בייגן איז 760 MPa.
(3) די טעסט שטאָל קראַקינג אין ניט-מעטאַלישע ינקלוזשאַנז, מערסטנס Al2O3 געמיש.
(4) דעקאַרבוריזאַציע פארקלענערט ערנסט די מידקייט לעבן פון די טעסט שטאָל, די דיקער די דעקאַרבוריזאַציע שיכט, די נידעריקער די מידקייט לעבן.
פּאָסט צייט: 21סטן יוני 2024
