یو ، علاقه مندان به ابزار دیگر! من به عنوان یک تامین کننده ابزار فولاد ، دست اول دیدم که مقاومت در برابر خستگی در دنیای ابزار سازی چقدر مهم است. مقاومت در برابر خستگی اساساً تعیین می کند که یک ابزار چه مدت می تواند تحت استرس مکرر و بدون تسلیم شدن از شبح عمل کند. بنابراین ، عواملی که بر مقاومت در برابر خستگی از فولاد ابزار تأثیر می گذارد چیست؟ بیایید حفر کنیم.
ترکیب شیمیایی
آرایش شیمیایی فولاد ابزار مانند DNA یک ابزار است. این نقش مهمی در تعیین مقاومت در برابر خستگی آن ایفا می کند. عناصر مختلف خصوصیات مختلفی را به جدول می آورد.
کربن (ج)
کربن ستون فقرات فولاد ابزار است. این سختی و استحکام فولاد را می بخشد. اما کربن بیش از حد می تواند فولاد را شکننده کند ، که این خبر بد برای مقاومت در برابر خستگی است. از طرف دیگر ، کربن خیلی کمی و فولاد برای مقاومت در برابر فشارهای استفاده مکرر به اندازه کافی سخت نخواهد بود. به عنوان مثال ، درفولاد ابزار CR12MO1V1، محتوای کربن به دقت متعادل است تا ترکیب خوبی از سختی و سختی فراهم شود ، که برای مقاومت در برابر خستگی زیاد ضروری است.
کروم (CR)
Chromium یک بازیگر اصلی در بهبود مقاومت در برابر خوردگی و سخت بودن است. این کاربیدها را در فولاد تشکیل می دهد که به تقویت ماتریس و بهبود مقاومت در برابر سایش کمک می کند. در فولادهای ابزار ، کروم همچنین با کاهش انتشار ترک ها ، مقاومت در برابر خستگی را تقویت می کند. فولادهای دارای محتوای کروم بالاتر ، مانند CR12MO1V1 ، تمایل به خاصیت خستگی بهتر دارند زیرا کاربیدهای کروم به عنوان موانعی برای رشد رشد عمل می کنند.
مولیبدن (MO)
مولیبدن یکی دیگر از عناصر مهم است. این باعث افزایش سخت بودن و استحکام فولاد در دماهای بالا می شود. مولیبدن همچنین به اصلاح ساختار دانه فولاد کمک می کند که برای مقاومت در برابر خستگی مفید است. یک ساختار دانه ریزتر به این معنی است که مرزهای دانه ای بیشتری وجود دارد که می تواند مانع از حرکت جابجایی ها و رشد ترک ها شود. بسیاری از فولادهای ابزار با کارایی بالا ، از جمله CR12MO1V1 ، حاوی مولیبدن برای تقویت عملکرد خستگی آنها هستند.
وانادیوم (V)
وانادیوم کاربیدهای بسیار سختی را در فولاد تشکیل می دهد ، که به طور قابل توجهی مقاومت سایش را بهبود می بخشد. این کاربیدها همچنین به تصحیح اندازه دانه در حین عملیات حرارتی کمک می کنند. یک ساختار دانه تصفیه شده نه تنها استحکام و چقرمگی فولاد را بهبود می بخشد بلکه مقاومت به خستگی آن را نیز بهبود می بخشد. Vanadium - حاوی فولادهای ابزار می توانند در برابر بارگذاری چرخه ای و تغییر شکل مرتبط با استفاده از ابزار مقاومت کنند.
عملیات حرارتی
عملیات حرارتی مانند یک گره جادویی برای فولاد ابزار است. این می تواند ریزساختار فولاد را تغییر داده و مقاومت در برابر خستگی آن را تا حد زیادی تحت تأثیر قرار دهد.
فروکش
فرونشست فرآیند خنک کردن سریع فولاد از دمای بالا برای سخت شدن آن است. میزان خنک کننده در هنگام خاموش کردن بسیار مهم است. اگر میزان خنک کننده خیلی کند باشد ، ممکن است فولاد به درستی سخت نشود و در نتیجه یک ریزساختار نرمتر ایجاد شود که بیشتر مستعد خستگی باشد. از طرف دیگر ، اگر سرعت خنک کننده خیلی سریع باشد ، می تواند باعث فشار بیش از حد داخلی و ترک خوردگی شود ، که این امر همچنین باعث کاهش مقاومت در برابر خستگی می شود. به عنوان مثال ، هنگام گرما - درمانفولاد ابزار S50Cبرای دستیابی به تعادل مناسب سختی و سختی ، فرایند خاموش کردن باید با دقت کنترل شود.
خویشاوند
برای تسکین فشارهای داخلی و بهبود سختی فولاد ، پس از فرونشست انجام می شود. درجه حرارت و زمان معتدل تأثیر قابل توجهی در مقاومت در برابر خستگی دارد. یک درجه حرارت کم درجه حرارت ممکن است فشارها را به طور کامل تسکین ندهد ، در حالی که درجه حرارت زیاد درجه حرارت می تواند سختی را بیش از حد کاهش دهد. شرایط معتدل بهینه به فولاد ابزار خاص و کاربرد مورد نظر آن بستگی دارد. به عنوان مثال ، در برخی از فولادهای ابزار با سرعت بالا ، از یک فرایند درجه حرارت چند مرحله ای برای دستیابی به بهترین ترکیب سختی ، چقرمگی و مقاومت در برابر خستگی استفاده می شود.
ساختار
ریزساختار فولاد ابزار نتیجه ترکیب شیمیایی و عملیات حرارتی آن است. این تأثیر مستقیمی در مقاومت در برابر خستگی دارد.
اندازه دانه
همانطور که قبلاً ذکر شد ، اندازه دانه ریز به طور کلی برای مقاومت در برابر خستگی مفید است. فولادهای ریز و ریز دارای مرزهای دانه بیشتری هستند که می تواند جلوی انتشار ترک ها را بگیرد. در حین بارگذاری چرخه ای ، جابجایی ها به احتمال زیاد در مرزهای دانه در فولادهای ریز دانه مسدود می شوند و احتمال ابتلا به ترک و رشد را کاهش می دهند. فرآیندهای تصفیه حرارتی مانند عادی سازی و نورد کنترل شده می توانند برای اصلاح اندازه دانه فولاد ابزار استفاده شوند.
توزیع کاربید
توزیع کاربیدها در فولاد نیز بر مقاومت در برابر خستگی تأثیر می گذارد. کاربیدهای توزیع شده به طور یکنواخت می توانند پشتیبانی بهتری از ماتریس ارائه دهند و در برابر شکل گیری میکرو ترک ها مقاومت کنند. در برخی از فولادهای ابزار ، کاربیدهای بزرگ یا خوشه ای می توانند به عنوان کنسانتره استرس عمل کنند و خطر ابتلا به ترک را افزایش می دهند. به عنوان مثال ، درفولاد ابزار آلیاژ L3، از عملیات حرارتی مناسب و آلیاژ برای اطمینان از توزیع یکنواخت کاربید استفاده می شود که باعث افزایش عملکرد خستگی آن می شود.
پایان سطح
سطح سطح یک ابزار می تواند تأثیر زیادی در مقاومت در برابر خستگی آن داشته باشد. یک سطح خشن غلظت استرس بیشتری دارد که می تواند به عنوان سایت هایی برای شروع ترک عمل کند.
علائم ماشینکاری
علائم ماشینکاری که روی سطح ابزار باقی مانده است می تواند باعث ایجاد تنش های استرس شود. حتی خراش های کوچک یا شیارها می توانند عمر خستگی ابزار را کاهش دهند. بنابراین ، استفاده از تکنیک های مناسب ماشینکاری و اتمام برای به حداقل رساندن این نواقص سطح مهم است. به عنوان مثال ، سنگ زنی یا صیقل دادن سطح ابزار می تواند با کاهش غلظت استرس ، مقاومت در برابر خستگی خود را بهبود بخشد.
درمان های سطحی
درمان های سطحی مانند نیترایدر ، کارگروه یا پوشش نیز می تواند مقاومت خستگی از فولاد ابزار را بهبود بخشد. نیتریدر یک لایه نیترید سخت روی سطح تشکیل می دهد که می تواند مقاومت سایش را تقویت کرده و اصطکاک را کاهش دهد. این به نوبه خود می تواند تنش های چرخه ای روی سطح ابزار را کاهش داده و عمر خستگی آن را بهبود بخشد. کربوریزه کردن کربن را به لایه سطح اضافه می کند ، سختی و مقاومت در برابر سایش را افزایش می دهد. روکش هایی مانند تیتانیوم نیترید (قلع) می توانند سد سخت و مقاوم در برابر سایش را فراهم کنند و همچنین اصطکاک سطح را کاهش دهند.
شرایط بارگیری
نحوه بارگیری یک ابزار در سرویس نیز بر مقاومت در برابر خستگی آن تأثیر می گذارد.
دامنه استرس چرخه ای
دامنه استرس چرخه ای یک عامل اصلی است. دامنه استرس بالاتر به طور کلی منجر به زندگی خستگی کوتاه تر می شود. ابزارهایی که در معرض بارهای بزرگ چرخه ای قرار می گیرند ، نیاز به مقاومت در برابر خستگی بالا دارند. به عنوان مثال ، در جعل مرگ ، تنش های چرخه ای می تواند بسیار زیاد باشد ، بنابراین فولاد ابزار مورد استفاده برای این مرگ ها باید قادر به تحمل این بارهای بزرگ بدون عدم موفقیت زودرس باشد.
فراوانی
فرکانس بارگذاری چرخه ای همچنین می تواند بر مقاومت در برابر خستگی تأثیر بگذارد. در فرکانس های زیاد ، ممکن است زمان کمتری برای استراحت مواد بین چرخه های بار وجود داشته باشد ، که می تواند خطر ابتلا به ترک و رشد را افزایش دهد. برخی از فولادهای ابزار ممکن است نسبت به بار دیگر نسبت به سایر فرکانس ها حساس تر باشند. به عنوان مثال ، در عملیات ماشینکاری با سرعت بالا ، فولاد ابزار نیاز به مقاومت در برابر خستگی فرکانس بالا دارد.
بنابراین ، در آنجا آن را دارید ، مردمی! اینها عوامل اصلی است که بر مقاومت در برابر خستگی از فولاد ابزار تأثیر می گذارد. من به عنوان یک تأمین کننده ابزار فولاد ، می فهمم که به درستی این عوامل مهم است. چه در صنعت خودرو ، هوافضا یا هر زمینه دیگری که از ابزارها استفاده می کند ، انتخاب فولاد ابزار مناسب با مقاومت در برابر خستگی مناسب برای موفقیت عملیات شما بسیار مهم است.
اگر به دنبال فولاد ابزار با کیفیت بالا با مقاومت در برابر خستگی عالی هستید ، ما شما را تحت پوشش قرار داده ایم. ما طیف گسترده ای از فولادهای ابزار را ارائه می دهیم ، از جملهفولاد ابزار CR12MO1V1بافولاد ابزار S50Cوتفولاد ابزار آلیاژ L3بشر تیم متخصصان ما می توانند به شما در انتخاب بهترین فولاد برای برنامه خاص خود کمک کنند. برای کسب اطلاعات بیشتر یا شروع بحث تهیه ، دریغ نکنید.
منابع
کتابچه راهنمای 4: درمان گرما. ASM International.
-lin ، Dy ، & Pan ، J. (2010). رفتار خستگی از فولادهای ابزار. مجله علوم و فناوری مواد.
-Schmidt ، H. ، & Humer ، G. (2013). تأثیر ریزساختار بر مقاومت در برابر خستگی فولادهای ابزار. انجمن علوم مواد.
