I Trhliny pri tepelnom spracovaní
Charakteristika:
Morfológia: trhliny pri tepelnom spracovaní sa často vytvárajú v zóne martenzitickej transformácie, takže ich trhliny môžu prasknúť pozdĺž kryštálu alebo prasknúť cez kryštál. Trhliny môžu byť radiálne, oddelené čiary alebo sieťové.
Umiestnenie: Trhliny majú vo všeobecnosti tendenciu vytvárať sa v ostrých rohoch obrobku pri náhlych zmenách prierezu.
Rez: Časť trhliny spôsobenej kalením zvyčajne nie je zoxidovaná a môže byť biela, matne biela alebo svetločervená (vodná hrdza spôsobená kalením).
Príčiny:
K praskaniu dochádza, keď veľké napätia vznikajúce počas kalenia sú väčšie ako vlastná pevnosť materiálu a prekračujú limit plastickej deformácie.
Môže to súvisieť s faktormi, ako je príliš vysoká teplota kalenia a príliš rýchle ochladzovanie.
Príčiny trhlín pri tepelnom spracovaní
a. Metalurgická kvalita materiálu:
Metalurgické problémy, ako je zmršťovanie a vážne chyby pri valcovaní, môžu spôsobiť nehomogenity materiálu, ktoré zvyšujú riziko trhlín pri kalení.
Metalurgické defekty, ako je makroskopická segregácia, segregácia tuhého roztoku, vodík v pevnom roztoku, defekty kovania a valcovania, zachytenie trosky, organizácia feritovo-perlitických pásov a organizácia karbidových pásov, môžu pôsobiť samostatne alebo v spojení s makroskopickými alebo mikroskopickými vnútornými napätiami a spôsobiť trhliny pri kalení.
b. Obsah uhlíka v materiáli a legujúcich prvkov:
Zvýšenie obsahu uhlíka zníži lomovú pevnosť martenzitu, čím sa zvýši tendencia vzniku trhlín pri kalení.
Legujúce prvky ako Mn, Cr, V, Mo, atď. tiež zvýšia tendenciu k ochladzovaniu trhlín s nárastom jeho obsahu.
Avšak prvok B môže účinne zlepšiť kaliteľnosť, zatiaľ čo vhodné množstvo prvkov vzácnych zemín môže znížiť trenie potrebné na pohyb dislokácie, čím sa zníži tendencia ku krehkému lomu.
c. Podmienky procesu kalenia:
Nesprávna kontrola spôsobu a rýchlosti ohrevu kalením, nerovnomerný ohrev a príliš vysoká teplota kalenia môžu viesť k trhlinám pri kalení.
Spôsob chladenia nie je vhodný, rýchlosť chladenia je príliš rýchla, častou príčinou je aj nerovnomerné chladenie, ako aj nevhodný výber chladiaceho média.
Kalenie predtým, než obrobok nie je pripravený na tepelné spracovanie alebo nesprávne spracovanie, rovnako ako popúšťanie nie je včasné, môže tiež viesť k trhlinám pri kalení.
d. Veľkosť a tvar obrobku:
Ostré rohy obrobku, mutácie prierezu sú náchylné na tvorbu trhlín kalenia, pretože tieto miesta sú náchylné na koncentráciu napätia.
Veľké časti hriadeľa sú náchylné na trhliny vyvolané tepelným napätím, ak sa pri kalení nepodarí uhasiť.
e. Vnútorné chyby:
Poruchy existujúce v materiáli, ako sú bubliny pary, inklúzie, vlasová línia, biele škvrny atď., sa môžu stať zdrojom trhlín pod vplyvom tepelného namáhania a postupne expandovať.
f. Vnútorná krehkosť martenzitu:
Vnútorná krehkosť martenzitu je vnútornou príčinou trhlín pri kalení a bude mať na to vplyv jeho kryštálová štruktúra, chemické zloženie, metalurgické defekty atď.
Trhliny po kalení sú výsledkom kombinácie faktorov a je potrebné ich zvážiť a optimalizovať v mnohých aspektoch, ako je výber materiálu, riadenie procesu, dizajn obrobku atď., aby sa znížilo riziko vzniku trhlín pri kalení.
Charakteristika:
Morfológia: kovacie trhliny vznikajú pri vysokých teplotách, trhliny sú relatívne hrubé a vo všeobecnosti existujú vo forme viacerých pásov, bez jemného hrotu, bez jemného smeru. Niekedy nie je okolie trhliny úplne oduhličené, ale čiastočne oduhličené.
Pozícia: často sa vyrába v hrubom usporiadaní, koncentrácii napätia alebo legujúcich prvkov pri segregácii.
Sekcia: trhlina môže byť tmavo hnedá, alebo dokonca môže mať vzhľad kyslíkovej kože, je to spôsobené tým, že trhlina v kovaní sa deformuje a je v kontakte so vzduchom.
Príčiny:
Chyby suroviny:
Zvyškové zmršťovanie: Neúplne uzavreté póry alebo otvory v surovine môžu viesť k zníženiu pevnosti materiálu počas procesu kovania, čo uľahčuje vytváranie trhlín.
Prísady do ocele:
nekovové inklúzie, segregácia karbidu, heterogénne kovové inklúzie v surovine môžu oslabiť kontinuitu materiálu a podporiť tvorbu trhlín.
Nesprávny proces kovania:
nesprávne vykurovanie:
teplota ohrevu je príliš vysoká alebo príliš nízka, čo môže viesť k nerovnomernému rozloženiu napätia v materiáli, čo následne vytvára trhliny počas kovania.
nesprávna deformácia:
rýchlosť deformácie je príliš veľká, plasticita ocele nie je dostatočná na to, aby vydržala tvar tlaku, ľahko spôsobila prasknutie. Táto trhlina sa často vyskytuje na začiatku fázy kovania a rýchlej expanzie.
nesprávne chladenie po kovaní:
rýchlosť ochladzovania je príliš rýchla alebo príliš pomalá, môže viesť ku koncentrácii vnútorného napätia v materiáli, čo môže spôsobiť praskliny.
nie včasné tepelné spracovanie:
po kovaní nie je včasné a vhodné tepelné spracovanie, môže viesť k tomu, že sa vnútorné napätie materiálu účinne neuvoľní, čím sa zvyšuje riziko praskania.
g. nesprávna regulácia teploty:
V procese ohrevu a chladenia, ak teplota nie je správne kontrolovaná, môže to viesť k nadmernému vnútornému napätiu v materiáli, čo môže spôsobiť praskanie. Napríklad v procese kalenia, ak je ochladzovanie príliš rýchle, môžu vzniknúť trhliny pri kalení.
h. Koncentrácia namáhania materiálu:
Ak sú vo výkovku oblasti koncentrácie napätia, ako sú ostré rohy a mutácie prierezu, keď napätie presiahne kapacitu materiálu, môže to viesť k praskaniu.
