Chaidh miocroscop dealanach sganaidh a chleachdadh gus am briseadh sgìths fhaicinn agus gus an dòigh-obrach brisidh a sgrùdadh; aig an aon àm, chaidh deuchainn sgìths lùbadh snìomh a dhèanamh air na sampallan dì-charboichte aig diofar theodhachdan gus coimeas a dhèanamh eadar beatha sgìths an stàilinn deuchainn le agus às aonais dì-charboichte, agus gus buaidh dì-charboichte air coileanadh sgìths an stàilinn deuchainn a sgrùdadh. Tha na toraidhean a’ sealltainn, air sgàth làthaireachd ocsaididh agus dì-charboichte aig an aon àm sa phròiseas teasachaidh, gu bheil an eadar-obrachadh eadar an dà rud, agus mar thoradh air sin tha tiugh an t-sreath làn-dhì-charboichte le fàs na teòthachd a’ sealltainn gluasad a tha a’ sìor dhol am meud agus an uairsin a’ lùghdachadh, tha tiugh an t-sreath làn-dhì-charboichte a’ ruighinn luach as àirde de 120 μm aig 750 ℃, agus tha tiugh an t-sreath làn-dhì-charboichte a’ ruighinn luach as ìsle de 20 μm aig 850 ℃, agus tha crìoch sgìths an stàilinn deuchainn mu 760 MPa, agus is e stòr sgàinidhean sgìths anns an stàilinn deuchainn sa mhòr-chuid in-ghabhail neo-mheatailteach Al2O3; Bidh giùlan dì-charboinidh a’ lughdachadh beatha sgìths an stàilinn deuchainn gu mòr, a’ toirt buaidh air coileanadh sgìths an stàilinn deuchainn, mar as tiugh an còmhdach dì-charboinidh, ’s ann as ìsle am beatha sgìths. Gus buaidh an t-sreath dì-charboinidh air coileanadh sgìths an stàilinn deuchainn a lughdachadh, bu chòir an teòthachd làimhseachaidh teas as fheàrr airson an stàilinn deuchainn a shuidheachadh aig 850 ℃.
Tha gèar na phàirt chudromach de chàr,Air sgàth an obrachaidh aig astar àrd, feumaidh neart àrd agus strì an aghaidh sgrìobadh a bhith aig pàirt mogaill uachdar a’ ghèar, agus feumaidh deagh choileanadh sgìths lùbadh a bhith aig freumh an fhiacail air sgàth an luchd leantainneach ath-aithris, gus casg a chuir air sgàinidhean a dh’ adhbhraicheas briseadh stuthan. Tha rannsachadh a’ sealltainn gu bheil dì-charboineachadh na fheart cudromach a bheir buaidh air coileanadh sgìths lùbadh snìomh stuthan meatailt, agus tha coileanadh sgìths lùbadh snìomh na chomharradh cudromach air càileachd toraidh, agus mar sin tha e riatanach sgrùdadh a dhèanamh air giùlan dì-charboineachadh agus coileanadh sgìths lùbadh snìomh an stuth deuchainn.
Anns a’ phàipear seo, anns an fhùirneis làimhseachaidh teas air deuchainn dì-charbonachaidh uachdar stàilinn gèar 20CrMnTi, bidh sinn a’ dèanamh mion-sgrùdadh air diofar theodhachdan teasachaidh air doimhneachd sreath dì-charbonachaidh an stàilinn deuchainn den lagh atharrachail; a’ cleachdadh inneal deuchainn sgìths beam sìmplidh QBWP-6000J air deuchainn sgìths lùbadh rothlach an stàilinn deuchainn, a’ dearbhadh coileanadh sgìths an stàilinn deuchainn, agus aig an aon àm a’ dèanamh mion-sgrùdadh air buaidh dì-charbonachaidh air coileanadh sgìths an stàilinn deuchainn airson an fhìor chinneasachadh gus am pròiseas cinneasachaidh a leasachadh, càileachd thoraidhean a neartachadh agus iomradh reusanta a thoirt seachad. Tha coileanadh sgìths an stàilinn deuchainn air a dhearbhadh leis an inneal deuchainn sgìths lùbadh snìomh.
1. Stuthan agus modhan deuchainn
Stuth deuchainn airson aonad gus stàilinn gèar 20CrMnTi a thoirt seachad, am prìomh cho-dhèanamh ceimigeach mar a chithear ann an Clàr 1. Deuchainn dì-charbonachaidh: tha an stuth deuchainn air a phròiseasadh gu bhith na shampall siolandair Ф8 mm × 12 mm, bu chòir an uachdar a bhith soilleir gun staoin. Chaidh an àmhainn làimhseachaidh teas a theasachadh gu 675 ℃, 700 ℃, 725 ℃, 750 ℃, 800 ℃, 850 ℃, 900 ℃, 950 ℃, 1,000 ℃, a-steach don shampall agus a chumail airson 1 uair a thìde, agus an uairsin air fhuarachadh le èadhar gu teòthachd an t-seòmair. Às deidh làimhseachadh teas an t-sampall le bhith ga shuidheachadh, ga bhleith agus ga lìomhadh, le 4% de fhuasgladh deoch làidir searbhag nitric, a’ cleachdadh microscopaidh meatailt gus an ìre dì-charbonachaidh den stàilinn deuchainn a choimhead, agus doimhneachd an ìre dì-charbonachaidh a thomhas aig diofar theodhachdan. Deuchainn sgìths lùbadh snìomh: an stuth deuchainn a rèir riatanasan giollachd dà bhuidheann de shampaill sgìths lùbadh snìomh, chan eil a’ chiad bhuidheann a’ dèanamh deuchainn dì-charboin, an dàrna buidheann a’ dèanamh deuchainn dì-charboin aig diofar theodhachdan. A’ cleachdadh an inneil deuchainn sgìths lùbadh snìomh, an dà bhuidheann de stàilinn deuchainn airson deuchainn sgìths lùbadh snìomh, a’ dearbhadh crìoch sgìths an dà bhuidheann de stàilinn deuchainn, a’ dèanamh coimeas eadar beatha sgìths an dà bhuidheann de stàilinn deuchainn, a’ cleachdadh amharc air briseadh sgìths le miocroscop dealanach sganaidh, a’ dèanamh anailis air na h-adhbharan airson briseadh an t-sampall, gus buaidh dì-charboin air feartan sgìths an stàilinn deuchainn a sgrùdadh.
Clàr 1 Co-dhèanamh ceimigeach (bloigh mais) stàilinn deuchainn wt%
Buaidh teòthachd teasachaidh air dì-charboineadh
Tha morf-eòlas eagrachadh dì-charboin fo dhiofar theodhachdan teasachaidh air a shealltainn ann am Figear 1. Mar a chithear bhon fhigear, nuair a tha an teòthachd 675 ℃, chan eil sreath dì-charboin a’ nochdadh air uachdar an t-sampall; nuair a dh’èireas an teòthachd gu 700 ℃, tòisichidh sreath dì-charboin uachdar an t-sampall a’ nochdadh, airson sreath dì-charboin tana ferrite; leis an teòthachd ag èirigh gu 725 ℃, mheudaich tighead sreath dì-charboin uachdar an t-sampall gu mòr; aig 750 ℃ ruigidh tighead sreath dì-charboin a luach as àirde, aig an àm seo, tha gràn an ferrite nas soilleire, nas garbh; nuair a dh’èireas an teòthachd gu 800 ℃, tòisichidh tighead sreath dì-charboin a’ lùghdachadh gu mòr, thuit a tighead gu leth de na 750 ℃; nuair a chumas an teòthachd ag èirigh gu 850 ℃ agus tighead an dì-charboin air a shealltainn ann am Figear 1. 800 ℃, thòisich tighead làn shreath dì-charboin a’ lùghdachadh gu mòr, thuit a tighead gu 750 ℃ nuair a tha leth aige; Nuair a chumas an teòthachd ag èirigh gu 850 ℃ agus os a chionn, bidh tighead làn-dhì-charboin an stàilinn deuchainn a’ sìor dhol sìos, agus thòisich leth-thiugh an t-sreath dì-charboin a’ meudachadh mean air mhean gus an do dh’fhalbh morf-eòlas an t-sreath dì-charboin gu tur, agus mean air mhean dh’fhalbh morf-eòlas leth-thì-charboin. Chithear gun deach tighead an t-sreath dì-charboin làn a mheudachadh an toiseach agus an uairsin a lùghdachadh leis an teòthachd ag èirigh. Is e an adhbhar airson seo gu bheil an sampall a’ giùlan oxidation agus dì-charboin aig an aon àm rè a’ phròiseas teasachaidh. Chan fhaicear iongantas dì-charboin ach nuair a bhios an ìre dì-charboin nas luaithe na astar an oxidation. Aig toiseach an teasachaidh, bidh tighead an t-sreath dì-charboin làn ag àrdachadh mean air mhean leis an teòthachd ag àrdachadh gus an ruig tighead an t-sreath dì-charboin làn an luach as àirde. Aig an àm seo, gus an teòthachd a chumail ag èirigh, bidh ìre oxidation an t-sampall nas luaithe na an ìre dì-charboin, a chuireas bacadh air àrdachadh an t-sreath dì-charboin làn, agus mar thoradh air sin bidh e a’ dol sìos. Chithear, taobh a-staigh an raoin 675 ～950 ℃, gur e luach tighead an t-sreath làn-dhì-charboinichte aig 750 ℃ an luach as motha, agus gur e luach tighead an t-sreath làn-dhì-charboinichte aig 850 ℃ an luach as lugha, agus mar sin, thathas a’ moladh gum bi teòthachd teasachaidh an stàilinn deuchainn aig 850 ℃.
Figear 1 Histomorf-eòlas sreath dì-charboinichte de stàilinn deuchainn air a chumail aig diofar theodhachdan teasachaidh airson 1 uair
An coimeas ris an t-sreath leth-dhì-charboichte, tha buaidh àicheil nas miosa aig tiugh an t-sreath làn-dhì-charboichte air feartan an stuth, lughdaichidh e gu mòr feartan meacanaigeach an stuth, leithid lughdachadh neart, cruas, strì an aghaidh caitheamh agus crìoch sgìths, msaa., agus àrdaichidh e cugallachd do sgàinidhean cuideachd, a’ toirt buaidh air càileachd tàthaidh agus mar sin air adhart. Mar sin, tha smachd a chumail air tiugh an t-sreath làn-dhì-charboichte deatamach gus coileanadh toraidh a leasachadh. Tha Figear 2 a’ sealltainn lùb atharrachaidh tiugh an t-sreath làn-dhì-charboichte le teòthachd, a tha a’ sealltainn atharrachadh tiugh an t-sreath làn-dhì-charboichte nas soilleire. Chithear bhon fhigear nach eil tiugh an t-sreath làn-dhì-charboichte ach mu 34μm aig 700℃; leis an teòthachd ag èirigh gu 725 ℃, bidh tiugh an t-sreath làn-dhì-charboichte ag àrdachadh gu mòr gu 86 μm, a tha còrr is dà uiread tiugh an t-sreath làn-dhì-charboichte aig 700 ℃; nuair a thèid an teòthachd àrdachadh gu 750 ℃, bidh tiughas an t-sreath làn-dhì-charboinichte a’ ruighinn an luach as àirde de 120 μm; mar a bhios an teòthachd ag èirigh, bidh tiughas an t-sreath làn-dhì-charboinichte a’ tòiseachadh a’ lùghdachadh gu mòr, gu 70 μm aig 800 ℃, agus an uairsin chun luach as ìsle de mu 20μm aig 850 ℃.
Figear 2 Tiughas sreath làn-dhì-charboinichte aig diofar theodhachdan
Buaidh dì-charboineadh air coileanadh sgìths ann an lùbadh snìomh
Gus buaidh dì-charbonachadh air feartan sgìths stàilinn an earraich a sgrùdadh, chaidh dà bhuidheann de dheuchainnean sgìths lùbadh snìomh a dhèanamh, b’ e deuchainn sgìths dìreach a’ chiad bhuidheann gun dì-charbonachadh, agus b’ e deuchainn sgìths an dàrna buidheann às dèidh dì-charbonachadh aig an aon ìre cuideim (810 MPa), agus chaidh am pròiseas dì-charbonachaidh a chumail aig 700-850 ℃ airson 1 uair a thìde. Tha a’ chiad bhuidheann de shampaill air a shealltainn ann an Clàr 2, is e sin beatha sgìths stàilinn an earraich.
Tha fad-beatha sgìths a’ chiad bhuidheann de shampaill air a shealltainn ann an Clàr 2. Mar a chithear bho Chlàr 2, às aonais dì-charboineachadh, cha deach an stàilinn deuchainn a chur fo ach 107 cearcall aig 810 MPa, agus cha do thachair briseadh sam bith; nuair a chaidh an ìre cuideim thairis air 830 MPa, thòisich cuid de na sampallan a’ briseadh; nuair a chaidh an ìre cuideim thairis air 850 MPa, bha na sampallan sgìths uile briste.
Clàr 2 Beatha sgìths fo dhiofar ìrean cuideam (gun dì-charboineadh)
Gus crìoch sgìths an stàilinn deuchainn a dhearbhadh, thathar a’ cleachdadh an dòigh buidhne gus crìoch sgìths an stàilinn deuchainn a dhearbhadh, agus às dèidh mion-sgrùdadh staitistigeil air an dàta, tha crìoch sgìths an stàilinn deuchainn mu 760 MPa; gus beatha sgìths an stàilinn deuchainn a chomharrachadh fo dhiofar chuideaman, thathar a’ plotadh lùb SN, mar a chithear ann am Figear 3. Mar a chithear bho Fhigear 3, tha diofar ìrean cuideim a’ freagairt ri diofar bheatha sgìths, nuair a tha beatha sgìths de 7, a’ freagairt ris an àireamh de chuairtean airson 107, a tha a’ ciallachadh gu bheil an sampall fo na cumhaichean sin tron staid, faodar an luach cuideim co-fhreagarrach a thomhas mar luach neart sgìths, is e sin, 760 MPa. Chithear gu bheil lùb S - N cudromach airson beatha sgìths an stuth a dhearbhadh le luach iomraidh cudromach.
Figear 3 Lùb SN de dheuchainn sgìths lùbadh rothlach stàilinn deuchainneach
Tha beatha sgìths an dàrna buidheann de shampaill air a sealltainn ann an Clàr 3. Mar a chithear bho Chlàr 3, às dèidh don stàilinn deuchainn a bhith air a dì-charboineadh aig diofar theodhachdan, tha an àireamh de chuairtean air a lùghdachadh gu follaiseach, agus tha iad nas motha na 107, agus tha na sampallan sgìths uile air am briseadh, agus tha am beatha sgìths air a lùghdachadh gu mòr. Còmhla ris an tiughs sreath dì-charboineadh gu h-àrd leis a’ lùb atharrachaidh teòthachd chithear, is e tiughs sreath dì-charboineadh 750 ℃ an ìre as motha, a tha a’ freagairt ris an luach as ìsle de bheatha sgìths. Is e tiughs sreath dì-charboineadh 850 ℃ an ìre as lugha, a tha a’ freagairt ris an luach beatha sgìths a tha an ìre mhath àrd. Chithear gu bheil an giùlan dì-charboineadh a’ lughdachadh coileanadh sgìths an stuth gu mòr, agus mar as tiugh an sreath dì-charboineadh, ’s ann as ìsle am beatha sgìths.
Clàr 3 Beatha sgìths aig diofar theodhachdan dì-charboinidh (560 MPa)
Chaidh morf-eòlas briste sgìths an t-sampall fhaicinn le miocroscop sganaidh dealanach, mar a chithear ann am Figear 4. Ann am Figear 4(a) airson raon stòr an sgàinidh, chithear bogha sgìths follaiseach san fhigear, a rèir bogha an sgìths gus stòr an sgìths a lorg, chithear stòr an sgàinidh airson na h-in-ghabhail neo-mheatailteach "sùil-èisg", in-ghabhail aig dùmhlachd cuideam furasta adhbhrachadh, ag adhbhrachadh sgàinidhean sgìths; ann am Figear 4(b) airson morf-eòlas raon leudachaidh an sgàinidh, chithear stiallan sgìths follaiseach, bha e air a sgaoileadh coltach ri abhainn, a bhuineas do bhriseadh leth-sgaraichte, le sgàinidhean a’ leudachadh, agus mu dheireadh a’ leantainn gu briseadh. Tha Figear 4(b) a’ sealltainn morf-eòlas raon leudachaidh an sgàinidh, chithear stiallan sgìths follaiseach, ann an cruth sgaoileadh coltach ri abhainn, a bhuineas do bhriseadh leth-sgaraichte, agus le leudachadh leantainneach nan sgàinidhean, agus mu dheireadh a’ leantainn gu briseadh.
Mion-sgrùdadh bristeadh sgìths
Figear 4 Morf-eòlas SEM uachdar briste sgìths stàilinn deuchainneach
Gus an seòrsa in-ghabhail ann am Figear 4 a dhearbhadh, chaidh mion-sgrùdadh air co-dhèanamh speactram lùtha a dhèanamh, agus tha na toraidhean air an sealltainn ann am Figear 5. Chithear gur e in-ghabhail Al2O3 sa mhòr-chuid a th’ anns na h-in-ghabhail neo-mheatailteach, a’ sealltainn gur e na h-in-ghabhail am prìomh thùs sgàinidhean air adhbhrachadh le sgàineadh in-ghabhail.
Figear 5 Speictreasgopaidh Lùtha de Chuimseachadh Neo-mheatailteach
Co-dhùnadh
(1) Le bhith a’ suidheachadh an teòthachd teasachaidh aig 850 ℃, lughdaichidh sin tiughas an t-sreath dì-charboinichte gus buaidh air coileanadh sgìths a lùghdachadh.
(2) Is e 760 MPa crìoch sgìths lùbadh snìomh stàilinn deuchainn.
(3) Sgàineadh stàilinn deuchainn ann an earrannan neo-mheatailteach, gu h-àraidh measgachadh Al2O3.
(4) Bidh dì-charboineadh a’ lughdachadh beatha sgìths an stàilinn deuchainn gu mòr, mar as tiugh an còmhdach dì-charboineadh, ’s ann as ìsle a bhios am beatha sgìths.
Àm puist: 21 Ògmhios 2024
