Revner af metaller er en kompleks proces, der involverer en række faktorer. Følgende er nogle af hovedårsagerne:
- Faktorer af selve materialet: den kemiske sammensætning og metallografiske organisation direkte påvirker slagstyrken af metallet, såsom kulstof, fosfor, svovl og andre elementer øges vil reducere slagstyrken.
- Varmebehandlingsproces: ukorrekt varmebehandlingsproces, såsom quenching, temperering osv., kan føre til ændringer i materialets mikrostruktur og egenskaber og derved påvirke dets sejhed.
- Indvendige defekter: indeslutninger, adskillelse, bobler, interne revner og andre defekter i materialet vil betydeligt reducere dets slagfasthed og blive et spændingskoncentrationspunkt.
- Prøveforberedelse og testbetingelser: prøveudtagningsretning, hakgeometri og bearbejdningskvalitet, testtemperatur osv. vil have indflydelse på stødsejheden.
Metalrevner er en af hovedårsagerne til fejl i mange strukturer, især i komponenter, der udsættes for høje belastninger eller høje belastninger. Gennem revneanalyse kan potentielle revneproblemer opdages i tide og dermed undgå sikkerhedsulykker forårsaget af strukturelt svigt, såsom brud, lækage, kollaps mv.
Revneanalyse hjælper med at forstå årsagen, udvidelseshastigheden og resterende levetid for revner. Ved at træffe passende reparations- eller vedligeholdelsesforanstaltninger kan udvidelsen af revner bremses, hvilket forlænger metaldeles levetid og reducerer udskiftnings- og reparationsomkostninger.
Klassificering og forskel på metalrevner
Varmebehandlingsrevner
Egenskaber:
Morfologi: varmebehandlingsrevner produceres ofte i den martensitiske transformationszone, så deres revner kan revne langs krystallen eller revne gennem krystallen. Revner kan være radiale, separate liner eller net.
Placering: Revner har generelt en tendens til at dannes ved skarpe hjørner af emnet, ved pludselige ændringer i tværsnit.
Sektion: Sektionen af en slukningsrevne er normalt ikke oxideret og kan være hvid, mat hvid eller lyserød (vandrust forårsaget af slukning).
Årsager:
Revner opstår, når de store spændinger, der genereres under bratkøling, er større end materialets egen styrke og overstiger den plastiske deformationsgrænse.
Det kan være relateret til faktorer som for høj en bratkølingsvarmetemperatur og for hurtig afkøling.
Årsager til varmebehandlingsrevner
en. Materiale metallurgisk kvalitet:
Metallurgiske problemer såsom krympning og alvorlige rullefejl kan forårsage materialeinhomogeniteter, der øger risikoen for slukningsrevner.
b. Materialets kulstofindhold og legeringselementer: en stigning i kulstofindholdet reducerer brudstyrken af martensit og øger derved tendensen til at slukke revner.
c. Betingelser for bratkølingsproces:
Slukningsopvarmningsmetode og ukorrekt kontrol af opvarmningshastigheden, ujævn opvarmning, bratkølingstemperaturen er for høj kan føre til slukningsrevner.
d. Emnets størrelse og form:
Slukkende revner dannes let ved de skarpe hjørner af emnet og pludselige ændringer i tværsnittet, fordi disse steder er tilbøjelige til spændingskoncentration. Store skaftdele i quenching, hvis de ikke er quenched, tilbøjelige til termisk stress-inducerede revner.
e. Indvendige defekter:
Defekter, der findes i materialet, såsom dampbobler, indeslutninger, hårgrænser, hvide pletter osv., kan blive en kilde til revner under påvirkning af varmebehandlingsstress og gradvist udvide sig.
f. Martensit iboende skørhed:
Den iboende skørhed af martensit er den indre årsag til Slukkende revner, og dets krystalstruktur, kemiske sammensætning, metallurgiske defekter osv. vil have en effekt på det.
Smedning af revner
Egenskaber:
Morfologi: smedningsrevner dannes ved høje temperaturer, revnerne er relativt tykke og eksisterer generelt i form af flere strimler, uden en fin spids, uden en fin retning. Nogle gange er rundt om revnen ikke helt afkullet, men semi-afkullet.
Placering: Fremstilles ofte i den grove organisation, spændingskoncentration eller legeringselementer ved adskillelsen.
Sektion: revne sektion kan være mørkebrun, og endda har ilt hud vises, dette er fordi revnen i smedningen deformation ekspansion og kontakt med luft.
Årsager: a, råmateriale defekter: resterende krympning: råmaterialet i nærværelse af ufuldstændig lukning af porer eller huller, kan føre til smedningsprocessen for at reducere styrken af materialet, let at producere revner.
b, stål indeslutninger: ikke-metalliske indeslutninger i råmaterialet, carbid segregation, heterogene metal indeslutninger osv., kan svække kontinuiteten af materialet og fremme dannelsen af revner.
Forkert smedningsproces:
c, forkert opvarmning: opvarmningstemperaturen er for høj eller for lav, hvilket kan føre til ujævn fordeling af stress i materialet, hvilket igen producerer revner under smedning.
d, ukorrekt deformation: deformationshastigheden er for stor, stålets plasticitet er ikke nok til at modstå trykkets form, let at forårsage brud. Denne revne opstår ofte i begyndelsen af smedningsstadiet og hurtig ekspansion.
e, ukorrekt afkøling efter smedning: afkølingshastigheden er for høj eller for langsom, kan føre til indre spændingskoncentrationer i materialet og udløse revner.
f, ikke rettidig varmebehandling: efter smedning er ikke rettidig og passende varmebehandling, kan føre til, at materialets indre stress ikke effektivt frigives, hvilket øger risikoen for revner.
g, forkert temperaturkontrol:
I opvarmnings- og afkølingsprocessen kan det, hvis temperaturen ikke kontrolleres korrekt, føre til for stor indre spænding i materialet og dermed udløse revner. Hvis afkølingen f.eks. er for hurtig i quenching-processen, kan der opstå quenching-revner.
h. Materialespændingskoncentration:
Hvis der er et spændingskoncentrationsområde i smedningen, såsom skarpe hjørner og tværsnitsmutationer, når spændingen overstiger materialets evne til at modstå, kan det føre til revner.