Teadmised

Metalliliste materjalide katkendlikkus viitab nende sisemise struktuuri, koostise või jõudluse ebaühtlusele ja järskudele muutustele. Rikete analüüsi juhtumite uurimisel on leitud, et paljud rikked on põhjustatud materjalide katkendlikkusest.

Struktuuri katkematus peegeldub peamiselt kahes aspektis: sisemised defektid ja organisatsiooni mittehomogeensus.

Sisemised defektid

• Poorsus : Metalli sisse tekkinud õõnsused, mis on tingitud gaaside mitteväljapääsust metalli sulatamise ja valamise käigus. Need poorid häirivad metalli pidevust, vähendades selle efektiivset kandevõimet ning vähendades tugevust ja sitkust. Keevitatud osade keevisliidetel on sageli erineval määral ja koguses poorsus.

 

• Kahanemisõõnsused ja poorsus : Valandi sisse metalli tahkumisel mahu kokkutõmbumise tõttu tekkivad augud. Tavaliselt koonduvad need valandiku viimastesse tahkunud osadesse, põhjustades metallstruktuuri katkestusi ning vähendades valandiku mehaanilisi ja töötlemisomadusi.

 

Praod : Metallide töötlemisel või kasutamisel tekivad praod pingekontsentratsiooni, väsimuse, rabeduse ja muude põhjuste tõttu. Praod on tõsine katkendlik defekt, mis võib muutuda pingekontsentratsiooni allikaks, põhjustades metallimaterjali purunemise pinge all, mis on palju madalam selle tugevuspiirist, vähendades oluliselt materjali töökindlust ja kasutusiga.

 

Mittehomogeenne mikrostruktuur

• Ebajärjekindel terasuurus : Metallmaterjalid koosnevad paljudest teradest. Kui terade suurused erinevad oluliselt, siis jõu rakendamisel deformeeruvad erineva suurusega terad erineval määral ja pingete kontsentratsioon tekib tõenäoliselt terade piiridel, mille tulemuseks on materjali mehaanilised omadused.

 

• Mittehomogeenne faasikoostis : Metallmaterjalid võivad sisaldada mitut faasi, näiteks ferriiti, tsementiiti ja perliiti raua-süsiniku sulamites. Erinevatel faasidel on erinevad omadused ja faaside liideste aatomite paigutus on katkendlik. Kui materjalile mõjub jõud või kuumus, muutuvad faaside piirpinnad nõrkadeks lülideks, mis mõjutab materjali üldist jõudlust.

 

Teise faasi osakesed või koostisosade faasid : Teise faasi inklusioonid pärinevad peamiselt metalli sulatamise tahkestumisprotsessist. Nagu järgmisel joonisel näidatud, võivad pikad ribakujulised sulfiidi inklusioonid maatriksi struktuuri lõhestada, vähendades oluliselt metallimaterjali põikjõudlust.

 

Koostise katkendlikkus on peamiselt põhjustatud segregatsioonist : metallide tahkestumise ajal, näiteks ebaühtlase jahutuskiiruse tõttu, jaotuvad sulami elemendid ebaühtlaselt laias vahemikus. Näiteks suurtes valuplokkides võib olla olulisi erinevusi keemilises koostises alumise ja ülemise osa vahel, mis võib viia materjali eri osade erinevate omaduste tekkeni, tekitades probleeme edasisel töötlemisel ja kasutamisel.

 

Koostise ja mikrostruktuuri katkestused ei teki mitte ainult metalli sulatamise ja valamise käigus, vaid need võivad tekkida ka järgnevate külm- ja kuumtöötlemis- ning kuumtöötlusprotsesside käigus.

 

Külmtöötlus ja karastamine : Metalliliste materjalide külmtöötlemisprotsessi käigus terad deformeeruvad ja dislokatsioonitihedus suureneb, mille tulemuseks on materjali tugevuse ja kõvaduse suurenemine ning plastilisuse ja sitkuse vähenemine. See jõudluse muutus võib põhjustada töödeldud ja töötlemata alade vahel katkestusi, mis võivad mõjutada edasist töötlemist ja kasutamist.

 

• Ebajärjekindel kuumtöötlus : Kui metallmaterjalide kuumutamine või jahutamine kuumtöötluse ajal ei ole ühtlane, põhjustab see materjali eri osades ebajärjekindlat mikrostruktuuri muundumist, mille tulemuseks on jõudluse erinevused. Näiteks karastamise ajal võivad detaili pinna ja südamiku jahutuskiirused erineda, mis võib põhjustada suurt pinna kõvadust ja madalat südamiku kõvadust, mis omakorda viib jõudluse katkemiseni.

 

Kui teil on küsimusi, nõudmisi, uusi kõrgtugeva malmi valandite osi on vaja välja töötada või oma tarneahelat täiustada, võtke meiega ühendust aadressil info@castings-forging.com.