Temperatūras trauslums, kas ir izplatīta parādība metāla termiskās apstrādes laikā, būtiski ietekmē materiālu mehāniskās īpašības, īpaši triecienizturību. Šis raksts sāksies ar rūdījuma trausluma pamatjēdzienu, detalizēti apspriedīs tā veidošanās cēloņus un piedāvās atbilstošas profilakses metodes.
1. Temperatūras trausluma pamatjēdziens
Atlaidināšanas trauslums, kā norāda nosaukums, attiecas uz trausluma parādību, kas rodas, kad metāls tiek rūdīts pēc dzesēšanas. Atbilstoši rūdīšanas temperatūras diapazonam, kas rada trauslumu, rūdīšanas trauslumu var iedalīt zemas temperatūras trauslumā un augstas temperatūras trauslumā. Trauslums zemā temperatūrā, kas pazīstams arī kā pirmais trausluma veids, galvenokārt rodas temperatūras diapazonā no 250 līdz 400 grādiem; savukārt augsta temperatūras trauslums, kas pazīstams arī kā otrais trausluma veids, galvenokārt rodas temperatūras diapazonā no 450 līdz 650 grādiem.
2. Temperatūras trausluma cēloņi
a. Trauslums zemā temperatūrā (1. tipa trauslums)
Zemas temperatūras trausluma veidošanās iemesli ir samērā sarežģīti. Pašlaik galvenokārt ir šādas teorijas:
• Saglabātā austenīta transformācijas teorija: tiek uzskatīts, ka zemas temperatūras rūdīšanas trauslums rodas, ja aizturētais austenīts rūdīšanas procesā pārvēršas rūdītā martensītā vai bainītā.
• Karbīda nokrišņu teorija: tiek uzskatīts, ka zemas temperatūras trauslums ir saistīts ar pārslu karbīdu nogulsnēšanos no martensīta. Šie karbīdi izgulsnējas gar martensīta sloksņu vai lokšņu saskarni, samazinot graudu robežu lūzuma izturību un pārvēršot tās plaisās. Paplašināts ceļš.
• Piemaisījumu segregācijas teorija: tiek uzskatīts, ka zemas temperatūras temperatūras trauslums rodas tēraudā esošo piemaisījumu elementu, piemēram, fosfora, sēra, arsēna, alvas, antimona uc segregācijas dēļ pie sākotnējām austenīta graudu robežām, kā rezultātā vājinās graudu robežas.
b. Temperatūras trauslums augstā temperatūrā (otrais trausluma veids)
Augstas temperatūras temperatūras trausluma cēlonis ir samērā skaidrs, galvenokārt tāpēc, ka rūdīšanas laikā tēraudā atdalās piemaisījumu elementi (piemēram, fosfors, alva, antimons, arsēns utt.) vai sakausēti elementi līdz sākotnējām austenīta graudu robežām. process. Šo elementu segregācija pie graudu robežām samazina graudu robežu lūzuma izturību, izraisot trauslumu. Turklāt leģējošie elementi, piemēram, niķelis, hroms, mangāns utt., arī veicinās piemaisījumu elementu segregāciju, vēl vairāk pastiprinot trausluma parādību.
No 1. attēla redzams, ka 30Ni-Cr tērauda rūdīšanas procesā, paaugstinoties rūdīšanas temperatūrai, triecienizturība sasniedz minimālās vērtības pie 300 grādiem un 550 grādiem. Pirmā veida rūdījuma trauslums parādās tuvu 300 grādiem. Pēc šāda veida rūdīšanas trausluma rūdiet to temperatūrā, kas ir lielāka vai vienāda ar 300 grādiem, lai izvairītos no trausluma temperatūras diapazona un atjaunotu tā stingrību; ja tas atkal ir 250–400 grādu diapazonā, iekšējā rūdīšana nesamazinās materiāla stingrību, tāpēc var redzēt, ka pirmā veida rūdīšanas trauslums ir neatgriezenisks. Kā redzams 1. attēlā, otrais trausluma veids parādās tuvu 500 grādiem; pēc rūdīšanas temperatūrā, kas ir lielāka vai vienāda ar 650 grādiem, lēna dzesēšana un ilgstoša uzturēšanās 500–650 grādos arī izraisīs trauslumu, savukārt ātra atdzesēšana nenotiks Trauslums, kā parādīts 1. attēlā. Pēc trausluma materiāls, kas rada otrā veida rūdīšanas trauslumu, tiek likvidēts, ja tas atkal tiek uzkarsēts līdz trauslajam temperatūras diapazonam vai ja tas tiek lēni atdzesēts trauslajā diapazonā ilgu laiku trauslums atkal parādīsies. Var redzēt, ka otrā veida rūdījuma trauslums ir atgriezenisks.
3. Metodes, lai novērstu rūdījuma trauslumu
a. Metodes, lai novērstu zemas temperatūras trauslumu
• Samaziniet piemaisījumu elementu saturu tēraudā. Fosfora, sēra, arsēna, alvas, antimona un citu piemaisījumu elementu satura samazināšana tēraudā, izmantojot rafinēšanas un citus procesus, var būtiski samazināt zemas temperatūras trausluma risku.
• Pievienojot elementus, kas attīra austenīta graudus: piemēram, niobijs (Nb), vanādijs (V), titāns (Ti) utt., var attīrīt austenīta graudus un palielināt graudu robežas laukumu, tādējādi samazinot piemaisījumu elementus uz laukuma vienību. Segregācijas apjoms .
• Pielāgojiet rūdīšanas procesu: izmantojot izotermisko rūdīšanu, nevis rūdīšanu un augstas temperatūras rūdīšanas procesu, var efektīvi izvairīties no zemas temperatūras trausluma rašanās.
• Leģēšana: pievienojot atbilstošu daudzumu molibdēna (Mo), volframa (W) un citu leģējošu elementu, var samazināt zemas temperatūras trauslumu. Tajā pašā laikā tādi elementi kā silīcijs (Si) un hroms (Cr) var arī pielāgot temperatūras diapazonu, kur rodas zemas temperatūras trauslums, lai izvairītos no nepieciešamās rūdīšanas temperatūras.
