با توسعه سریع ماشین آلات مهندسی ، اتومبیل و سایر صنایع ، به منظور کاهش هزینه ها ، افزایش وزن و دستیابی به اهداف حفظ انرژی و کاهش مصرف ، روش های سبک وزن برای ماشین آلات مهندسی و اتومبیل ها به طور گسترده ای در خانه و خارج از کشور مورد بررسی قرار می گیرند. برای به حداقل رساندن توده تجهیزات ، یک روش مؤثر افزایش سطح استحکام صفحات مقاوم در برابر سایش است. در سالهای اخیر ، صفحات مقاوم در برابر سایش برای ماشین آلات مهندسی به سرعت از 500 ~ 600MPa به 800MPa ، 1000MPa و حتی 1500MPa افزایش یافته است. با این حال ، با افزایش قدرت ، حساسیت به تاخیر در شکستگی صفحات مقاوم در برابر سایش نیز افزایش می یابد. حساسیت به شکستگی تأخیر ناشی از هیدروژن بالا به یک عامل مهم در محدود کردن ارتقاء و استفاده از نمرات فولادی با استحکام بالا تبدیل شده است.
پدیده شکستگی تأخیر ناشی از هیدروژن صفحات مقاوم در برابر سایش با مقاومت بالا
شکستگی تأخیر پدیده ای است که در آن مواد به طور ناگهانی تحت عمل استرس استاتیک به طور ناگهانی دچار نارسایی شکننده می شوند. این نتیجه تعامل بین مواد مخدر ماده است و نوعی بدتر شدن مواد ناشی از هیدروژن است. پدیده شکستگی تأخیر در اثر انتشار و تجمع هیدروژن در داخل مواد به قسمت هایی که استرس متمرکز است ایجاد می شود. این قسمت هایی که استرس در آن متمرکز است ، اغلب نقص های زیادی دارند (جابجایی شبکه های اتمی ، سوراخ ها و غیره). هیدروژن به این نقص ها پراکنده می شود و یونهای هیدروژن هیدروژن را سنتز می کنند. اتمها ، اتمهای هیدروژن بیشتر مولکول های هیدروژن را سنتز می کنند ، که فشار زیادی ایجاد می کند. این فشار ، استرس باقیمانده در داخل مواد و استرس خارجی که توسط مواد موجود در سرویس تحمل می شود ، یک نیروی حاصل را تشکیل می دهد. هنگامی که این نیروی حاصل از قدرت عملکرد مواد فراتر رود ، باعث شکستگی خواهد شد.
از آنجا که شکستگی تأخیر اغلب به طور ناگهانی رخ می دهد که سطح استرس اعمال شده توسط ماده به طور قابل توجهی پایین تر از استحکام عملکرد آن باشد ، غیرقابل پیش بینی است و اغلب منجر به آسیب و عواقب جدی تر می شود. با توسعه صفحات مقاوم در برابر سایش بسیار بالا و گسترش مداوم زمینه های کاربردی آنها ، پدیده شکستگی تأخیر توجه بیشتری را به خود جلب کرده است. به عنوان نمونه قطعات خودرو را بگیرید. این محصولات دارای اشکال پیچیده و تغییر شکل های بزرگ هستند. تولید کنندگان خودرو ، تولید کنندگان قطعات و تأمین کنندگان مواد بیشتر به عملکرد تاخیر در شکستگی توجه می کنند و به یکی از پروژه های صدور گواهینامه عملکرد مواد تبدیل شده است.
عوامل مؤثر بر رفتار تاخیر در شکستگی
رفتار تاخیر در شکستگی مواد فلزی تحت عمل مشترک مواد ، محیط و استرس رخ می دهد و از نزدیک با ویژگی های مواد ، وضعیت استرس و محیط خدمات ارتباط نزدیکی دارد.
تأثیر قدرت ماده. به طور کلی ، هرچه استحکام مواد بیشتر باشد ، حساسیت آن به تاخیر در شکستگی بیشتر می شود. به طور کلی اعتقاد بر این است که 1000MPa یک سطح خطرناک است ، یعنی وقتی مقاومت کششی پایین تر از 1000MPa باشد ، صفحه مقاوم در برابر سایش مقاومت نسبتاً خوبی در ترک خوردگی دارد ، اما وقتی قدرت ماده بیش از 1000Mpa باشد ، حساسیت ترک خوردگی آن بیشتر است.
تأثیر ترکیب آلیاژ. عناصر مختلف آلیاژ تأثیرات متفاوتی بر رفتار تاخیر در شکستگی مواد خواهد داشت. این مطالعه نشان داد که به عنوان محتوای (Mn {0}}}. 5si+S+P) در صفحه مقاوم در برابر سایش افزایش می یابد ، ضریب شدت استرس بحرانی برای شکستگی تأخیر ناشی از هیدروژن از صفحه مقاومت در برابر سایش 4340 کاهش می یابد ، نشان می دهد که حساسیت شکستگی آن به تدریج افزایش می یابد. بالا این امر به این دلیل است که تفکیک C ، S ، P ، Si ، MN و سایر عناصر در صفحات مقاوم در برابر سایش با فشار بالا باعث جذب هیدروژن در محیط های خورنده می شود و از این طریق باعث افزایش حساسیت به تاخیر در هیدروژن می شود و باعث می شود که این ماده تحت فشار کمتری قرار بگیرد. شکستگی هنگامی رخ می دهد که افقی است. عناصری مانند Ti ، V ، Mo ، Ni ، NB و غیره می توانند دانه ها را اصلاح کنند ، سختی مواد را بهبود بخشند و تفکیک را کاهش دهند. علاوه بر این ، رسوبات کوچک تشکیل شده منجر به تشکیل تله های هیدروژن می شوند و در نتیجه حساسیت به شکستگی تأخیر در ماده را کاهش می دهند. علاوه بر این ، برخی از مطالعات اشاره کرده اند که افزودن عنصر AL می تواند به طور قابل توجهی حساسیت ترک خوردگی ناشی از هیدروژن صفحات مقاوم در برابر سایش TWIP حاوی منگنز را بهبود بخشد.
