I Termička obrada pukotina
karakteristike:
Morfologija: pukotine termičke obrade često nastaju u zoni martenzitne transformacije, tako da njihove pukotine mogu pucati duž kristala ili pucati kroz kristal. Pukotine mogu biti radijalne, odvojene linije ili mrežaste.
Lokacija: pukotine uglavnom imaju tendenciju da se formiraju na oštrim uglovima radnog komada, pri naglim promenama u poprečnom preseku.
Presjek: Presjek pukotine pri gašenju obično nije oksidiran i može biti bijel, mutnobijel ili svijetlocrven (vodena rđa uzrokovana gašenjem).
Uzroci:
Do pucanja dolazi kada su velika naprezanja nastala tokom gašenja veća od vlastite čvrstoće materijala i prelaze granicu plastične deformacije.
To može biti povezano s faktorima kao što su previsoka temperatura gašenja i prebrzo hlađenje.
Razlozi za termičku obradu pukotina
a. Metalurški kvalitet materijala:
Metalurški problemi kao što su skupljanje i ozbiljni defekti pri kotrljanju mogu uzrokovati nehomogenosti materijala koje povećavaju rizik od pucanja pri gašenju.
Metalurški defekti kao što su makroskopska segregacija, segregacija čvrstog rastvora, vodonik u čvrstom rastvoru, defekti kovanja i valjanja, zarobljavanje šljake, feritno-perlitna organizacija traka i organizacija karbidnih traka mogu delovati sami ili u sprezi sa makroskopskim ili mikroskopskim unutrašnjim naprezanjima da izazovu napukline pri gašenju.
b. Sadržaj ugljika i legirajućih elemenata u materijalu:
Povećanje sadržaja ugljika će smanjiti lomnu čvrstoću martenzita, čime se povećava sklonost kaljenja pukotina.
Legiranje elemenata kao što su Mn, Cr, V, Mo, itd. takođe će povećati tendenciju gašenja pukotina sa povećanjem njenog sadržaja.
Međutim, element B može efikasno poboljšati otvrdljivost, dok odgovarajuća količina rijetkih zemnih elemenata može smanjiti trenje potrebno za kretanje dislokacije, smanjujući sklonost krtom lomu.
c. Uslovi procesa gašenja:
Nepravilna kontrola načina kaljenja i brzine zagrevanja, neravnomerno zagrevanje i previsoka temperatura gašenja mogu dovesti do pucanja pri gašenju.
Metoda gašenja hlađenja nije prikladna, brzina hlađenja je prebrza, neravnomjerno hlađenje, kao i nepravilan odabir rashladnog medija je također čest uzrok.
Kaljenje prije nego što se radni predmet ne pripremi za termičku obradu ili nepravilan tretman, kao i neblagovremeno kaljenje također može dovesti do kaljenja pukotina.
d. Veličina i oblik radnog komada:
Oštri uglovi obratka, mutacije poprečnog presjeka podložne su stvaranju pukotina za gašenje, jer su ta mjesta sklona koncentraciji naprezanja.
Veliki dijelovi osovine su skloni pucanju uzrokovanim termičkim naprezanjem ako se ne ugase prilikom gašenja.
e. Unutrašnji nedostaci:
Defekti koji postoje unutar materijala, kao što su mjehurići pare, inkluzije, dlake, bijele mrlje, itd., mogu postati izvor pukotina pod djelovanjem naprezanja toplinske obrade i postepeno se širiti.
f. Intrinzična krtost martenzita:
Intrinzična krhkost martenzita je unutrašnji uzrok pucanja pri gašenju, a na njega će uticati njegova kristalna struktura, hemijski sastav, metalurški nedostaci, itd.
Pukotine pri gašenju rezultat su kombinacije faktora i moraju se uzeti u obzir i optimizirati u brojnim aspektima, kao što su odabir materijala, kontrola procesa, dizajn radnog komada, itd., kako bi se smanjio rizik od pucanja pri gašenju.
Karakteristike:
Morfologija: kovane pukotine nastaju pri visokim temperaturama, pukotine su relativno debele i uglavnom postoje u obliku više traka, bez finog vrha, bez finog smjera. Ponekad oko pukotine nije potpuno razugljičeno već polurazugljičeno.
Položaj: često se proizvodi u gruboj organizaciji, koncentracija naprezanja ili legirajući elementi na segregaciji.
Presjek: dio pukotine može biti tamno smeđi, ili čak imati izgled kože kisika, to je zato što se pukotina u kovanju deformira da se proširi i kontaktira sa zrakom.
Uzroci:
Defekti sirovine:
Preostalo skupljanje: Nepotpuno zatvorene pore ili rupe u sirovom materijalu mogu dovesti do smanjenja čvrstoće materijala tokom procesa kovanja, što olakšava stvaranje pukotina.
Uključci u čeliku:
nemetalne inkluzije, segregacija karbida, heterogene metalne inkluzije u sirovom materijalu mogu oslabiti kontinuitet materijala i potaknuti stvaranje pukotina.
Nepravilan proces kovanja:
nepravilno grijanje:
temperatura zagrijavanja je previsoka ili preniska, što može dovesti do neravnomjerne raspodjele naprezanja unutar materijala, što zauzvrat proizvodi pukotine tokom kovanja.
nepravilna deformacija:
brzina deformacije je prevelika, plastičnost čelika nije dovoljna da izdrži oblik pritiska, lako može izazvati lomljenje. Ova pukotina se često javlja na početku faze kovanja i brzog širenja.
nepravilno hlađenje nakon kovanja:
brzina hlađenja je prebrza ili prespora, može dovesti do unutrašnje koncentracije naprezanja u materijalu, izazivajući pukotine.
neblagovremena termička obrada:
nakon kovanja nije pravovremena i odgovarajuća termička obrada, može dovesti do toga da se unutrašnji napon materijala ne oslobodi efikasno, čime se povećava rizik od pucanja.
g. nepravilna kontrola temperature:
U procesu grijanja i hlađenja, ako temperatura nije pravilno kontrolirana, to može dovesti do prekomjernog unutrašnjeg naprezanja u materijalu, što može izazvati pucanje. Na primjer, u procesu gašenja, ako je hlađenje prebrzo, mogu nastati pukotine pri gašenju.
h. Koncentracija naprezanja materijala:
Ako u kovanju postoje područja koncentracije naprezanja, kao što su oštri uglovi i mutacije poprečnog presjeka, kada napon premašuje kapacitet materijala, to može dovesti do pucanja.
