La profunditat de la duresa sobre la resistència al desgast
Com a índex de resistència al material a la deformació plàstica local, la duresa té una forta correlació amb la resistència al desgast del bus, però la relació entre tots dos no és lineal simple, sinó pel mecanisme d’abrasió, les condicions de treball, la microestructura de materials i altres factors. La següent anàlisi del paper del principi, la llei d’influència, les condicions del límit:
Primer, el principi bàsic de la duresa i la resistència del desgast
1. Efecte inhibidor de la duresa sobre el mecanisme de desgast
(1) Control de desgast abrasiu
Control de desgast abrasiu:Quan les partícules dures (com els arxius de ferro i la pols) s’incorporen a la superfície de la brasa, el material d’alta duresa (per exemple, HRC 60+ acer) resisteix a la sagnia de partícules, de manera que les partícules abrasives només produeixen solcs superficials en lloc de talls profunds.
Suport de dades:45 # acer (HB200) a l’entorn de lubricació que conté partícules SiO₂ (Hardness HV1000), la velocitat de desgast de 0,5 mg / h; i la taxa de desgast GCR15 (HRC62) fins a 0,05 mg / h, una caiguda del 90%.
(2) Inhibició del desgast adhesiu
Procés microscòpic:Materials de baixa duresa (com l’aliatge d’alumini) en el fregament d’alta velocitat, el metall superficial és fàcil de suavitzar a causa de l’augment de la temperatura local i l’aparició de “soldadura en fred”, la formació de nòduls adhesius; Materials d’alta duresa (com l’acer acer) pics superficials d’alta resistència, els nòduls no són fàcils d’esquinçar, redueixen la migració del material.
Cas típic:A la superfície, apareixen fosses d’adhesió evidents a la superfície; Després de la carburació i el desnivell fins a HRC58, la profunditat de les fosses va disminuir de 0,15 mm a 0,02 mm.
2. Efecte sinèrgic de la duresa i la microestructura superficial
Enfortiment per perfeccionament del gra:Els materials d’alta duresa sovint s’acompanyen d’organització de gra fi (per exemple, la mida del gra martensita <5 μm en l’acer del coixinet després de l’apagat) i es millora l’efecte dificultat dels límits del gra sobre el moviment de luxació, cosa que fa que sigui més difícil produir ranures de desgast a la superfície.
El paper de les partícules de segona fase:Els casos de carbur de carbur (com WC-CO) en la distribució difusa de les partícules de WC (duresa HV2000) com a "armadura microscòpica", quan la duresa de la matriu (HRC65) i la segona fase a combinar, el desgast es pot reduir en un 70% en comparació amb un sol metall.
Segon. Duresa quantitativa: relació de resistència al desgast i llindars crítics
1. Interval de correlació lineal (condició de fricció seca a temperatura ambient)
| Duresa material (HRC) |
|
Escenaris d'aplicacions típics | ||
| 20-30 | 15-20 | Bashings de maquinària agrícola de baixa velocitat a poca velocitat | ||
| 40-50 | 5-8 | Màniga d’eix intermèdia per a la transmissió d’automòbils | ||
| 60-65 | 0.5-1 | Màquines de precisió Màquineso Esbre |
Nota: Dades basades en la prova de desgast lliscant de fricció seca (càrrega 50n, velocitat 0,5 m/s)
2. Fenomen de transició no lineal (després de superar la duresa crítica)
Risc de desgast trencadís:Quan la duresa supera la HRC68 (per exemple, els casos ceràmics), la duresa de la fractura del material (Kic<5MPa/m¹/²) decreases considerably, microcracking occurs under impact loading and the wear rate rises. For example:
Els casquets ceràmics de SI3N4 (HRC75) tenen una taxa de desgast 3 vegades superior a l’acer amb el suport de HRC62 en condicions d’impacte no uubricats.
Gamma de duresa òptima: The optimum hardness for wear resistance of most metal-based bushings is between HRC55-62, where the Vickers hardness (HV) and the logarithm of the wear rate are linearly negatively correlated (R²>0.92).
En tercer lloc, la modulació de les condicions laborals sobre la duresa: relació de resistència al desgast
1. La influència de l’estat de lubricació
Lubricació del límit:A la pel·lícula d’oli és incompleta (com la corba de Stribeck de la zona de lubricació mixta), els casquets d’alta duresa (HRC {{0}) poden punxar la capa d’oxidació a la pel·lícula d’oli, per mantenir l’estabilitat de la pel·lícula límit, la taxa de desgast que la baixa duresa del material és inferior al 40%.
Lubricació de pel·lícula completa:When the oil film thickness (h>1μm) cobreix completament la rugositat superficial, l'impacte de la duresa es debilita. Per exemple, la diferència en la velocitat de desgast entre un casquet d’aliatge de coure (HB120) i una bosc d’acer (HRC62) amb lubricació de pressió dinàmica és <5%.
2. Efecte d'acoblament de temperatura i velocitat
Suavitzant a alta temperatura:45 # acer (HRC40) en 200 graus quan la duresa baixa a HB180, la velocitat de desgast que la temperatura ambient augmenta 2,5 vegades; i acer resistent a la calor (com ara 1CR13, HRC50) en 300 graus quan la taxa de retenció de duresa> 90%.
Efecte tèrmic d'alta velocitat:Quan la velocitat lineal> 10m/s, materials d’alta duresa (ceràmica amb baixa conductivitat tèrmica) a causa d’una acumulació de calor de fricció que condueix a la recobriment superficial, la velocitat de desgast es pot invertir per superar el metall de duresa mitjana (com el bronze).
En quart lloc, estratègia d’optimització de duresa en aplicacions d’enginyeria
1. Disseny de duresa de gradient
Procés d’enduriment superficial:L’ús de nitriding (duresa de la capa d’infiltració HV900-1200), s’abandonen làser (superfície HRC65-70) i d’altres tecnologies, de manera que la superfície del nucli dur dur. Per exemple:
Després que la brossa de l'arbre de lleves del motor d'automòbils estigui nitridada, el desgast de la superfície es redueix en un 60% en comparació amb la de tota la part endurida i, alhora, s'evita la fractura trencadissa del nucli.
2.
Duresa: equilibri de duresa:Els casquets de maquinària de construcció (per exemple, els casquets de l’eix de la galleda de l’excavadora) s’han d’endurir a HRC45-50, on la duresa d’impacte (superior o igual a 25J/cm²) impedeix que el xip a causa de l’impacte de la roca i estén la vida dels casquets en 1,8 vegades en comparació amb els matolls HRC60.
Duresa: coordinació de resistència a la corrosió:Selecció de la bomba de bomba de mar de 316L d’acer inoxidable (HRC28-32), tot i que la duresa és inferior a l’acer del coixinet, però la resistència a la corrosió de la pel·lícula passivació de manera que la vida integral (8.000 hores) que l’acer cromat (HRC60, la vida de 5000 hores) més.
Cinc casos de fallada típica i anàlisi de correlació de duresa
1. Falla de desgast abrasiu (maquinària minera)
fenomen de fracàs:Una trituració de cargol de trituradora (45 # acer, HB220) que funciona 3 mesos després que el desgast del diàmetre interior supera els 0,3 mm, molt més que el valor admissible de 0,1 mm.
Atribució de duresa: La pols de mineral (duresa HV800-1200) va superar amb escreix la duresa superficial de la boscos, i es va recomanar utilitzar acer GCR15 amb HRC58-62, que s'esperava que estengués la vida útil a més d'un any . 2.
2. Falla de desgast adhesiu (compressor)
Fenomen de fallada: es va agafar a la superfície la brossa d'alumini d'alumini (HB90) i es van aparèixer traces de transferència de metalls a la superfície.
Mesures de millora: el xapat de crom dur (HV1000) a la superfície va augmentar la duresa en deu vegades i la velocitat crítica d’adhesió es va augmentar de 2m/s a 8m/s, que va solucionar amb èxit el problema d’adherència.
Resum:La influència de la duresa en la resistència al desgast de la brasa segueix la llei de la "correlació positiva dins de l'interval efectiu, no lineal després de superar el valor del llindar". En el disseny d’enginyeria, és necessari combinar el tipus de desgast (abrasiu/adhesió/fatiga), paràmetres de condició de treball (càrrega/velocitat/temperatura) i material que coincideix per controlar la duresa del rang òptim (normalment HRC45-62) i per optimitzar el rendiment de la “duresa exterior i la duresa interior” a través de la tecnologia reforçant la superfície, així com per maximitzar la vida de desgast.
Poseu -vos en contacte amb nosaltres
📞 Telèfon:+86-8613116375959
📧 Correu electrònic:741097243@qq.com
🌐 Lloc web oficial:https://www.automation-js.com/
