স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ ক্লান্তি ফ্র্যাকচার পর্যবেক্ষণ করতে এবং ফ্র্যাকচার প্রক্রিয়া বিশ্লেষণ করতে ব্যবহৃত হয়েছিল; একই সময়ে, স্পিন বাঁকানো ক্লান্তি পরীক্ষাটি বিভিন্ন তাপমাত্রায় ডিকারবুরাইজড নমুনাগুলিতে পরীক্ষা করা হয়েছিল ডিকারবারাইজেশনের সাথে এবং ছাড়াই টেস্ট স্টিলের ক্লান্তি জীবন তুলনা করতে এবং টেস্ট স্টিলের ক্লান্তি কর্মক্ষমতার উপর ডিকারবারাইজেশনের প্রভাব বিশ্লেষণ করতে। ফলাফলগুলি দেখায় যে, গরম করার প্রক্রিয়ায় অক্সিডেশন এবং ডিকারবুরাইজেশনের যুগপত অস্তিত্বের কারণে, উভয়ের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া, যার ফলে তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সম্পূর্ণ ডিকারবারাইজড স্তরের পুরুত্ব বৃদ্ধি এবং তারপর হ্রাসের প্রবণতা দেখায়, সম্পূর্ণ ডিকারবুরাইজড লেয়ারের বেধ 750 ℃ এ সর্বোচ্চ 120 μm এর মান পর্যন্ত পৌঁছায়, এবং সম্পূর্ণ ডিকারবারাইজড লেয়ারের বেধ 850 ℃ এ ন্যূনতম 20 μm মান পর্যন্ত পৌঁছে এবং টেস্ট স্টিলের ক্লান্তি সীমা প্রায় 760 MPa, এবং টেস্ট স্টিলের ক্লান্তি ফাটলের উত্স হল প্রধানত Al2O3 অ-ধাতু অন্তর্ভুক্তি; ডিকারবুরাইজেশন আচরণ টেস্ট স্টিলের ক্লান্তি জীবনকে ব্যাপকভাবে হ্রাস করে, টেস্ট স্টিলের ক্লান্তি কর্মক্ষমতাকে প্রভাবিত করে, ডিকারবারাইজেশন স্তর যত ঘন হয়, ক্লান্তি জীবন তত কম হয়। টেস্ট স্টিলের ক্লান্তি কর্মক্ষমতার উপর ডিকারবুরাইজেশন স্তরের প্রভাব কমাতে, টেস্ট স্টিলের সর্বোত্তম তাপ চিকিত্সা তাপমাত্রা 850 ℃ এ সেট করা উচিত।
গিয়ার অটোমোবাইলের একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান,উচ্চ গতিতে অপারেশনের কারণে, গিয়ার পৃষ্ঠের মেশিং অংশে অবশ্যই উচ্চ শক্তি এবং ঘর্ষণ প্রতিরোধ ক্ষমতা থাকতে হবে, এবং দাঁতের মূলে অবশ্যই ধ্রুবক বারবার লোডের কারণে ভাল বাঁকানো ক্লান্তি কর্মক্ষমতা থাকতে হবে, যাতে উপাদানের দিকে নিয়ে যাওয়া ফাটল এড়াতে হয় ফ্র্যাকচার গবেষণা দেখায় যে ডিকারবুরাইজেশন একটি গুরুত্বপূর্ণ ফ্যাক্টর যা ধাতব পদার্থের স্পিন বাঁকানো ক্লান্তি কার্যকারিতাকে প্রভাবিত করে এবং স্পিন বাঁকানো ক্লান্তি কর্মক্ষমতা পণ্যের গুণমানের একটি গুরুত্বপূর্ণ সূচক, তাই পরীক্ষার উপাদানটির ডিকারবুরাইজেশন আচরণ এবং স্পিন নমন ক্লান্তি কর্মক্ষমতা অধ্যয়ন করা প্রয়োজন।
এই কাগজে, 20CrMnTi গিয়ার ইস্পাত পৃষ্ঠ decarburization পরীক্ষা উপর তাপ চিকিত্সা চুল্লি, পরীক্ষা ইস্পাত decarburization স্তর গভীরতা পরিবর্তনশীল আইন উপর বিভিন্ন গরম তাপমাত্রা বিশ্লেষণ; QBWP-6000J সাধারণ রশ্মি ক্লান্তি পরীক্ষার মেশিন ব্যবহার করে টেস্ট স্টিলের রোটারি নমন ক্লান্তি পরীক্ষা, টেস্ট স্টিলের ক্লান্তি কর্মক্ষমতা নির্ধারণ, এবং একই সময়ে প্রকৃত উত্পাদন উন্নত করার জন্য টেস্ট স্টিলের ক্লান্তি কর্মক্ষমতার উপর ডিকারবুরাইজেশনের প্রভাব বিশ্লেষণ করতে উত্পাদন প্রক্রিয়া, পণ্যের গুণমান উন্নত করে এবং একটি যুক্তিসঙ্গত রেফারেন্স প্রদান করে। টেস্ট স্টিলের ক্লান্তি কর্মক্ষমতা স্পিন নমন ক্লান্তি পরীক্ষা মেশিন দ্বারা নির্ধারিত হয়।
1. পরীক্ষার উপকরণ এবং পদ্ধতি
20CrMnTi গিয়ার স্টিল সরবরাহ করার জন্য একটি ইউনিটের জন্য পরীক্ষার উপাদান, সারণী 1 এ দেখানো প্রধান রাসায়নিক গঠন। ডিকারবুরাইজেশন পরীক্ষা: পরীক্ষার উপাদানটি Ф8 মিমি × 12 মিমি নলাকার নমুনায় প্রক্রিয়া করা হয়, পৃষ্ঠটি দাগ ছাড়াই উজ্জ্বল হওয়া উচিত। হিট ট্রিটমেন্ট ফার্নেসকে 675 ℃, 700 ℃, 725 ℃, 750 ℃, 800 ℃, 850 ℃, 900 ℃, 950 ℃, 1,000 ℃, নমুনার মধ্যে উত্তপ্ত করা হয়েছিল এবং 1 ঘন্টা ধরে রাখা হয়েছিল, এবং তারপরে ঘরের তাপমাত্রায় শীতল করা হয়েছিল। 4% নাইট্রিক অ্যাসিড অ্যালকোহল দ্রবণ ক্ষয় সহ নমুনাটির তাপ চিকিত্সার পরে সেট, গ্রাইন্ডিং এবং পলিশিং, বিভিন্ন তাপমাত্রায় ডিকারবুরাইজেশন স্তরের গভীরতা পরিমাপ করার জন্য টেস্ট স্টিল ডিকারবুরাইজেশন স্তর পর্যবেক্ষণ করতে ধাতববিদ্যা মাইক্রোস্কোপি ব্যবহার করে। স্পিন নমন ক্লান্তি পরীক্ষা: স্পিন নমন ক্লান্তি নমুনা দুটি গ্রুপ প্রক্রিয়াকরণের প্রয়োজনীয়তা অনুযায়ী পরীক্ষার উপাদান, প্রথম গ্রুপ decarburization পরীক্ষা, বিভিন্ন তাপমাত্রায় decarburization পরীক্ষা দ্বিতীয় গ্রুপ বহন করে না. স্পিন নমন ক্লান্তি পরীক্ষার মেশিন ব্যবহার করে, স্পিন নমন ক্লান্তি পরীক্ষার জন্য টেস্ট স্টিলের দুটি গ্রুপ, টেস্ট স্টিলের দুটি গ্রুপের ক্লান্তি সীমা নির্ধারণ, টেস্ট স্টিলের দুটি গ্রুপের ক্লান্তি জীবনের তুলনা, স্ক্যানিংয়ের ব্যবহার ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ ক্লান্তি ফ্র্যাকচার পর্যবেক্ষণ, পরীক্ষার ইস্পাত এর ক্লান্তি বৈশিষ্ট্য decarburization প্রভাব অন্বেষণ, নমুনার ফ্র্যাকচার জন্য কারণ বিশ্লেষণ.
সারণি 1 রাসায়নিক গঠন (ভর ভগ্নাংশ) টেস্ট স্টিলের wt%
ডিকারবুরাইজেশনে গরম করার তাপমাত্রার প্রভাব
বিভিন্ন গরম তাপমাত্রার অধীনে ডিকারবুরাইজেশন সংস্থার রূপবিদ্যা চিত্র 1-এ দেখানো হয়েছে। চিত্র থেকে দেখা যায়, যখন তাপমাত্রা 675 ℃ হয়, নমুনা পৃষ্ঠে ডিকারবুরাইজেশন স্তর দেখা যায় না; যখন তাপমাত্রা 700 ℃ বেড়ে যায়, তখন নমুনা পৃষ্ঠের ডিকারবুরাইজেশন স্তরটি দেখা দিতে শুরু করে, পাতলা ফেরাইট ডিকারবুরাইজেশন স্তরের জন্য; তাপমাত্রা বেড়ে 725 ℃, নমুনা পৃষ্ঠ decarburization স্তর বেধ উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি; 750 ℃ decarburization স্তর বেধ তার সর্বোচ্চ মান পৌঁছেছে, এই সময়ে, ferrite শস্য আরো স্পষ্ট, মোটা; যখন তাপমাত্রা 800 ℃ বেড়ে যায়, তখন ডিকারবুরাইজেশন স্তরের বেধ উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পেতে শুরু করে, এর বেধ 750 ℃ এর অর্ধেকে নেমে আসে; যখন তাপমাত্রা 850 ℃ পর্যন্ত বাড়তে থাকে এবং ডিকারবুরাইজেশনের পুরুত্ব চিত্র 1 এ দেখানো হয়। 800 ℃, সম্পূর্ণ ডিকারবুরাইজেশন স্তরের পুরুত্ব উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পেতে শুরু করে, এর পুরুত্ব 750 ℃ যখন অর্ধেক হয়ে যায়; যখন তাপমাত্রা 850 ℃ এবং তার উপরে বাড়তে থাকে, পরীক্ষার ইস্পাত সম্পূর্ণ ডিকারবুরাইজেশন স্তরের বেধ হ্রাস অব্যাহত থাকে, অর্ধেক ডিকারবুরাইজেশন স্তরের বেধ ধীরে ধীরে বাড়তে শুরু করে যতক্ষণ না সম্পূর্ণ ডিকারবুরাইজেশন স্তরের অঙ্গসংস্থানবিদ্যা সমস্ত অদৃশ্য হয়ে যায়, অর্ধেক ডিকারবুরাইজেশন স্তরের অঙ্গসংস্থানবিদ্যা ধীরে ধীরে পরিষ্কার হয়। এটি দেখা যায় যে তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সম্পূর্ণরূপে ডিকারবুরাইজড স্তরের বেধটি প্রথমে বাড়ানো হয়েছিল এবং তারপরে হ্রাস করা হয়েছিল, এই ঘটনার কারণ হল গরম করার প্রক্রিয়ার নমুনা একই সময়ে অক্সিডেশন এবং ডিকারবারাইজেশন আচরণের কারণে, শুধুমাত্র যখন decarburization হার অক্সিডেশন গতির চেয়ে দ্রুত decarburization ঘটনা প্রদর্শিত হবে. গরম করার শুরুতে, সম্পূর্ণ ডিকারবারাইজড স্তরের পুরুত্ব তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে ধীরে ধীরে বৃদ্ধি পায় যতক্ষণ না সম্পূর্ণ ডিকারবারাইজড স্তরটির বেধ সর্বোচ্চ মান পর্যন্ত পৌঁছায়, এই সময়ে তাপমাত্রা বাড়ানোর জন্য, নমুনা জারণ হার দ্রুততর হয় decarburization হার, যা সম্পূর্ণরূপে decarburized স্তর বৃদ্ধি বাধা দেয়, একটি নিম্নগামী প্রবণতা ফলে. এটি দেখা যায় যে, 675 ~ 950 ℃ সীমার মধ্যে, 750 ℃ এ সম্পূর্ণ ডিকারবারাইজড স্তরের পুরুত্বের মান সবচেয়ে বড় এবং 850 ℃ এ সম্পূর্ণ ডিকারবারাইজড স্তরটির পুরুত্বের মান সবচেয়ে ছোট, অতএব, টেস্ট স্টিলের গরম করার তাপমাত্রা 850℃ হওয়ার পরামর্শ দেওয়া হয়।
চিত্র.1 1 ঘন্টার জন্য বিভিন্ন গরম তাপমাত্রায় রাখা টেস্ট স্টিলের ডিকারবারাইজড স্তরের হিস্টোমরফোলজি
আধা-ডিকারবারাইজড স্তরের সাথে তুলনা করে, সম্পূর্ণ ডিকারবারাইজড স্তরের বেধ উপাদানের বৈশিষ্ট্যগুলিতে আরও গুরুতর নেতিবাচক প্রভাব ফেলে, এটি উপাদানের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে ব্যাপকভাবে হ্রাস করবে, যেমন শক্তি, কঠোরতা, পরিধান প্রতিরোধের এবং ক্লান্তি সীমা হ্রাস করা। ইত্যাদি। অতএব, পণ্যের কার্যকারিতা উন্নত করতে সম্পূর্ণরূপে ডিকারবারাইজড স্তরের বেধ নিয়ন্ত্রণ করা অত্যন্ত তাৎপর্যপূর্ণ। চিত্র 2 তাপমাত্রার সাথে সম্পূর্ণ ডিকারবারাইজড স্তরের পুরুত্বের বৈচিত্র্য বক্ররেখা দেখায়, যা সম্পূর্ণ ডিকারবারাইজড স্তরের পুরুত্বের তারতম্যকে আরও স্পষ্টভাবে দেখায়। এটি চিত্র থেকে দেখা যায় যে সম্পূর্ণ ডিকারবারাইজড স্তরটির পুরুত্ব 700℃ এ প্রায় 34μm; তাপমাত্রা 725 ℃ বৃদ্ধির সাথে, সম্পূর্ণ ডিকারবারাইজড স্তরের বেধ উল্লেখযোগ্যভাবে 86 μm-এ বৃদ্ধি পায়, যা 700 ℃ এ সম্পূর্ণ ডিকারবারাইজড স্তরের পুরুত্বের দুই গুণেরও বেশি; যখন তাপমাত্রা 750 ℃ এ উত্থাপিত হয়, সম্পূর্ণ ডিকারবুরাইজড স্তরের বেধ যখন তাপমাত্রা 750 ℃ পর্যন্ত বৃদ্ধি পায়, তখন সম্পূর্ণ ডিকারবারাইজড স্তরের বেধ সর্বোচ্চ 120 μm এর মান পর্যন্ত পৌঁছে যায়; তাপমাত্রা বাড়তে থাকলে, সম্পূর্ণ ডিকারবুরাইজড স্তরের পুরুত্ব তীব্রভাবে কমতে শুরু করে, 800℃-এ 70 μm এবং তারপর 850℃-এ প্রায় 20μm-এর সর্বনিম্ন মান।
Fig.2 বিভিন্ন তাপমাত্রায় সম্পূর্ণ ডিকারবারাইজড স্তরের পুরুত্ব
স্পিন নমন ক্লান্তি কর্মক্ষমতা উপর decarburization প্রভাব
স্প্রিং স্টিলের ক্লান্তি বৈশিষ্ট্যের উপর ডিকারবুরাইজেশনের প্রভাব অধ্যয়ন করার জন্য, স্পিন বাঁকানো ক্লান্তি পরীক্ষাগুলির দুটি গ্রুপ করা হয়েছিল, প্রথম গ্রুপটি ছিল ডিকারবুরাইজেশন ছাড়াই সরাসরি ক্লান্তি পরীক্ষা, এবং দ্বিতীয় গ্রুপটি একই চাপে ডিকারবারাইজেশনের পরে ক্লান্তি পরীক্ষা ছিল। স্তর (810 MPa), এবং decarburization প্রক্রিয়া 1 ঘন্টার জন্য 700-850 ℃ এ অনুষ্ঠিত হয়েছিল। নমুনার প্রথম গ্রুপটি টেবিল 2 এ দেখানো হয়েছে, যা স্প্রিং স্টিলের ক্লান্তি জীবন।
নমুনার প্রথম গ্রুপের ক্লান্তি জীবন সারণী 2 এ দেখানো হয়েছে। টেবিল 2 থেকে দেখা যায়, ডিকারবুরাইজেশন ছাড়াই, টেস্ট স্টিলটি শুধুমাত্র 810 MPa-তে 107 চক্রের শিকার হয়েছিল এবং কোন ফ্র্যাকচার ঘটেনি; যখন স্ট্রেস লেভেল 830 MPa ছাড়িয়ে যায়, তখন কিছু নমুনা ফ্র্যাকচার হতে শুরু করে; যখন স্ট্রেস লেভেল 850 MPa ছাড়িয়ে যায়, তখন ক্লান্তির নমুনাগুলো সব ভেঙে যায়।
সারণী 2 বিভিন্ন স্ট্রেস লেভেলের অধীনে ক্লান্তি জীবন (ডিকারবুরাইজেশন ছাড়া)
ক্লান্তি সীমা নির্ধারণের জন্য, টেস্ট স্টিলের ক্লান্তি সীমা নির্ধারণের জন্য গ্রুপ পদ্ধতি ব্যবহার করা হয় এবং ডেটার পরিসংখ্যানগত বিশ্লেষণের পরে, টেস্ট স্টিলের ক্লান্তি সীমা প্রায় 760 MPa; বিভিন্ন চাপের অধীনে টেস্ট স্টিলের ক্লান্তি জীবনকে চিহ্নিত করার জন্য, SN বক্ররেখা প্লট করা হয়েছে, যেমনটি চিত্র 3-তে দেখানো হয়েছে। চিত্র 3 থেকে দেখা যায়, বিভিন্ন স্ট্রেস লেভেল বিভিন্ন ক্লান্তি জীবনের সাথে মিলে যায়, যখন ক্লান্তি জীবন 7 , 107-এর জন্য চক্রের সংখ্যার সাথে সঙ্গতিপূর্ণ, যার মানে এই অবস্থার অধীনে নমুনা রাজ্যের মাধ্যমে, সংশ্লিষ্ট স্ট্রেস মান ক্লান্তি শক্তি মান হিসাবে আনুমানিক হতে পারে, অর্থাৎ 760 MPa। এটা দেখা যায় যে S - N বক্ররেখা উপাদানের ক্লান্তি জীবন নির্ধারণের জন্য গুরুত্বপূর্ণ একটি গুরুত্বপূর্ণ রেফারেন্স মান আছে।
চিত্র 3 পরীক্ষামূলক ইস্পাত রোটারি নমন ক্লান্তি পরীক্ষার SN বক্ররেখা
নমুনার দ্বিতীয় গ্রুপের ক্লান্তি জীবন সারণী 3 এ দেখানো হয়েছে। সারণি 3 থেকে দেখা যায়, পরীক্ষার ইস্পাতটি বিভিন্ন তাপমাত্রায় ডিকারবারাইজ করার পরে, চক্রের সংখ্যা স্পষ্টতই হ্রাস পেয়েছে এবং সেগুলি 107-এর বেশি এবং সমস্ত ক্লান্তির নমুনাগুলি ভেঙে গেছে, এবং ক্লান্তির জীবন অনেক কমে গেছে। তাপমাত্রা পরিবর্তন বক্ররেখা সঙ্গে উপরের decarburized স্তর বেধ সঙ্গে মিলিত, 750 ℃ decarburized স্তর বেধ সবচেয়ে বড়, ক্লান্তি জীবনের সর্বনিম্ন মান অনুরূপ. 850 ℃ decarburized স্তর বেধ সবচেয়ে ছোট, ক্লান্তি জীবন মান তুলনামূলকভাবে উচ্চ অনুরূপ. এটি দেখা যায় যে ডিকারবারাইজেশন আচরণ উপাদানটির ক্লান্তি কর্মক্ষমতাকে ব্যাপকভাবে হ্রাস করে এবং ডিকারবারাইজড স্তর যত ঘন হয়, ক্লান্তি জীবন তত কম হয়।
সারণি 3 বিভিন্ন ডিকারবারাইজেশন তাপমাত্রায় ক্লান্তি জীবন (560 MPa)
নমুনার ক্লান্তি ফ্র্যাকচার রূপবিদ্যা ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ স্ক্যান করে দেখা গেছে, যেমন চিত্র 4-তে দেখানো হয়েছে। চিত্র 4(a) ফাটল উৎস এলাকার জন্য, চিত্রটি সুস্পষ্ট ক্লান্তি চাপ দেখা যেতে পারে, উৎস খুঁজে পেতে ক্লান্তি চাপ অনুযায়ী ক্লান্তি, দেখা যায়, "ফিশ-আই" নন-মেটালিক ইনক্লুশনের জন্য ফাটল উত্স, স্ট্রেস ঘনত্ব সৃষ্টি করতে সহজে অন্তর্ভুক্তি, যার ফলে ক্লান্তি ফাটল; চিত্র 4(b) ক্র্যাক এক্সটেনশন এরিয়া আকারবিদ্যার জন্য, সুস্পষ্ট ক্লান্তি স্ট্রাইপগুলি দেখা যায়, এটি নদীর মতো বন্টন ছিল, আধা-বিচ্ছিন্ন ফ্র্যাকচারের অন্তর্গত, ফাটলগুলি প্রসারিত হয়, যা অবশেষে ফ্র্যাকচারের দিকে পরিচালিত করে। চিত্র 4(b) ফাটল সম্প্রসারণ এলাকার রূপবিদ্যা দেখায়, সুস্পষ্ট ক্লান্তির রেখা দেখা যায়, নদীর মতো বন্টনের আকারে, যা আধা-বিচ্ছিন্ন ফ্র্যাকচারের অন্তর্গত, এবং ফাটলগুলির ক্রমাগত সম্প্রসারণের সাথে শেষ পর্যন্ত ফ্র্যাকচারের দিকে পরিচালিত করে .
ক্লান্তি ফ্র্যাকচার বিশ্লেষণ
Fig.4 পরীক্ষামূলক স্টিলের ক্লান্তি ফ্র্যাকচার পৃষ্ঠের SEM রূপবিদ্যা
চিত্র 4-এ অন্তর্ভুক্তির ধরন নির্ধারণ করার জন্য, শক্তি বর্ণালী রচনা বিশ্লেষণ করা হয়েছিল, এবং ফলাফলগুলি চিত্র 5-এ দেখানো হয়েছে। এটি দেখা যায় যে অ-ধাতু অন্তর্ভুক্তিগুলি মূলত Al2O3 অন্তর্ভুক্তিগুলি নির্দেশ করে যে অন্তর্ভুক্তিগুলি ইনক্লুশন ক্র্যাকিং দ্বারা সৃষ্ট ফাটলগুলির প্রধান উৎস।
চিত্র 5 অধাতু অন্তর্ভুক্তির শক্তি স্পেকট্রোস্কোপি
উপসংহার
(1) গরম করার তাপমাত্রা 850 ℃ এ অবস্থান করা ক্লান্তি কর্মক্ষমতা উপর প্রভাব কমাতে decarburized স্তর পুরুত্ব কমিয়ে দেবে.
(2) টেস্ট স্টিলের স্পিন নমনের ক্লান্তি সীমা হল 760 MPa।
(3) অ ধাতব অন্তর্ভুক্তিতে পরীক্ষা ইস্পাত ক্র্যাকিং, প্রধানত Al2O3 মিশ্রণ.
(4) decarburization গুরুতরভাবে পরীক্ষা ইস্পাত ক্লান্তি জীবন কমাতে, ঘন decarburization স্তর, কম ক্লান্তি জীবন.
পোস্টের সময়: জুন-২১-২০২৪
