Тістегіштердің металлографиялық зерттеуі: Принциптер, әдістер және негізгі білім

Time : 2025-11-13

Тістегіштер механикалық берілістің негізгі бөлшектері болып табылады, олардың материалдық қасиеттері мен жылумен өңдеу сапасы қызмет ету мерзіміне және сенімділігіне тікелей әсер етеді. Металлографиялық зерттеу тістегіштердің материалдарын микроскоп арқылы талдау арқылы жылумен өңдеу процестері, беттік қатайту тереңдігі және дән өлшемі сияқты негізгі көрсеткіштерді бағалайды және сапаны бақылаудың маңызды әдісі болып табылады.

Негізгі мақсаттар мен зерттелетін көрсеткіштер

Тістегіштердің металлографиялық зерттеуінің негізгі мақсаты - өнімнің өнімділігін критикалық параметрлерді бағалау арқылы қамтамасыз ету:

Беттік қатайту тереңдігі: Карбидтендірілген/суландырылған тістегіштердің тозуға төзімділігі үшін негізгі көрсеткіш (ISO 6336 стандартының талаптары бойынша).
Дән өлшемі: Тістегіштің беріктігі мен серпінділігіне әсер етеді (ASTM E112 бойынша бағаланады).
Микроқұрылым: Мартенсит, қалдық аустенит және карбидтердің морфологиясы циклдық беріктікті анықтайды.
Беттік ақаулар: Жону кезінде пайда болған күйіктер мен трещинаны анықтау (AIAG CQI-9 стандартына сәйкес).

Негізгі микроқұрылымдық компоненттер

Феррит (α): дене-орталық кубтық (BCC) құрылым, жұмсақ және серпімді, төменгі қаттылық (~80HV), төменгі көміртегілі болат пен таза темірде кездеседі.
Аустенит (γ): жағынан орталық кубтық (FCC) құрылым, жоғары пластикалық қасиетке ие және магниттік емес, 304 маркалы нержавейкалық болат пен жоғары марганецті болат сияқты жоғары температурада немесе жоғары қоспалы болатта болады.
Цементит (Fe₃C): ортогональды кристалдық жүйе, қатты және сынғыш (~800HV), тозуға қарсы төзімділікті арттырады, ақ шойын мен жоғары көміртегілі болатта кездеседі.
Мартенсит: дене-орталық тетрагоналды (BCT) құрылым, суыту арқылы алынатын жоғары қаттылық (500~1000HV), суытылған болат пен құралдық болатта қолданылады.

Жиі кездесетін микроконструкциялық пішіндер

Микроконструкция түрі	Түзілу шарттары	Өнімділік сипаттамалары	Типілік қолданулар
Перлит	Баяу суыту (эвтектоидты түрлену)	Тепе-тең беріктік пен серпінділік	Теміржол болаты, шестерняны суықтандыру және түзету
Бейнит	Орта температурада изотермиялық суықтандыру	Пайриттен жоғары беріктік пен серпінділік	Серіппелер, жоғары беріктікті болттар
Сорбит	Түзетілген мартенсит (500~650℃)	Өте жақсы жалпы қасиеттер	Біліктер, шатундар

Сынақ процесі мен стандарттық әдістер

Таңдау және үлгі дайындау

Үлгі алу орындары: Тістің үсті (беттік қатайту әсерін бағалау), тістің тамыры (кернеу концентрациясының аймағындағы микроярымды талдау), көлденең қима (қабықшаның қатайту градиентін өлшеу).
Негізгі дайындау кезеңдері: Кесу → Орнату → Жону → Цехтеу → Тұздықпен өңдеу → Микроскопиялық бақылау.
Орнату: Шетін қорғау үшін эпоксид шайыр пайдаланыңыз (жылулық әсерден сақтану үшін суық орнату ұсынылады).
Цехтеу: Сызықтардың әсерін болдырмау үшін алмаз цехтеу пастасымен 0,05 мкм-ге дейін айна сияқты бет алу керек.

Тұздық таңдау

Материалдың түрі	Ұсынылатын тұздық	Әсер
Карбидтелген болат	4% Ниталь (азот қышқылы-спирт)	Мартенсит/аустенитті айқын көрсетеді
Нитридтелген болат	Пикрин қышқылы + тазартқыш зат	Нитрид қабатын көрсетеді (мысалы, γ'-Fe₄N)
Тот баспайтын болаттан жасалған тісті дөңгелектер	Оксал қышқылымен электролиттік әбдендіру (10 В, 20 с)	Σ фазасы мен карбидтерді ажыратады

Негізгі сынақ құралдары

Оптикалық микроскоп (OM)

Қолданылуы: Негізгі микробықтау құрылымының бақылауы (мысалы, дән өлшемін бағалау).
Конфигурация талаптары: 500×~1000× үлкейту, суретті талдау бағдарламасымен жабдықталған (мысалы, Olympus Stream).

Электрондық сәулелі сканерлеу микроскопы (SEM)

Артықшылықтары: Металл емес қоспалардың (мысалы, MnS) жоғары ажыратымдылықпен бақылануы және EDS арқылы құрамының талдануы.
Мысал: Жел энергиясы редукторының сынған бөлігін талдау кезінде күкірттің шоғырлануынан пайда болған дәндераралық трещинаның анықталуы.

Микротапқырлықты сынау

Әдіс: Беттік қатыру қисығын тұрғызу үшін Виккерс тапқырлығы (HV0.3~HV1) градиентті сынау.
Стандарт: ISO 2639 беттік қатыру тереңдігін беттен 550HV1-ге дейінгі негізге дейінгі қашықтық ретінде анықтайды.

Микроқұрылымды талдау

Қалыпты микроқұрылымдар

Жылулық өңдеу процесі	Идеалды микроқұрылым
Цементация және суыту	Ұсақ инелі мартенсит + 10% аспайтын сақталған аустенит
Индукциялық қатайту	Криптокристалды мартенсит + біркелкі өтпелі аймақ
Су салып қатайту және түзету	Түзетілген сорбит (біркелкі карбид таралуы)

Жиі кездесетін ақаулар мен олардың себептері

Артық карбондау: Бетінде тор тәрізді карбидтер пайда болады, бұл беріктікті арттырады және тістің бетінің сынып түсу қаупін көтереді.
Жылтырлау кезіндегі жану: Естелік әдіспен ашылатын түстер (ASTM E1257), беріліс жылдамдығын бақылау арқылы және CBN жылтырлау дискілерін қолдану арқылы болдырмауға болады.
Су салу кезіндегі трещиндер: СЕМ арқылы расталған, дене шекарасы бойынша таралатын, үшкір ұштары бар.

Ақаудың атауы	Микроскопиялық сипаттамалар	Себептері және әсерлері
Видманштеттен құрылымы	Дәндерді басып кіріп жатқан инелі феррит	Қыздыру температурасының төмендеуі салдарынан беріктігі төмендейді
Жолақты құрылым	Феррит пен перлиттің кезектесіп орналасқан қабаттары	Темір құйма-темірдеу сегрегациясы анизотропияға әкеп соғады
Уысыну	Дән шекарасының тотығуы немесе балқуы	Тым жоғары қыздыру температурасы толық қалдыққа әкеп соғады

Алдыңғы : Тістегіш профилін өзгертуге қысқаша шолу

Келесі : Жоғары дәлдіктегі тістегіштерді өңдеу: Фаска өңдеу технологиясы

Барлық санаттар

Жаңалықтар