منصة الرسائل والاطاريح: تحسين أداء الكلال والخواص الميكانيكية للفولاذ واطئ الكربون 1710

الخلاصة

يركز هذا العمل على الدراسة العملية لتأثير معالجات التصليد السطحي, وزمن التثبيت ) (Soaking timeوعمق التصلب على سلوك الكلال والخواص الميكانيكية للفولاذ منخفض الكربون ,DIN 17100وقد أجريت هذه الدراسة على كل من العينات غير المحززة ) un (notchedوالعينات المحززة ) (v-notchبعمق 1مم وزاوية .45ᵒ تتضمن الدراسة العملية على اختبارات ميكانيكية, وتصليد سطحي واختبار الكلال, وفحص كرات سيانيد الصوديوم باستخدام جهاز اكس ري ,X-Ray diffractionكما تم فحص البنية المجهرية باستخدام مجهر ضوئي ).(optical microscope تم اجراء نوعين من طرق التصليد السطحي هي الكربنة الصلبة )(pack carburizing والنيترة الكربونية ).(carbonitriding الطريقة الأولى, الوسط الكربوني يتم تحضيره من فحم الخشب وتحويله إلى مسحوق عن طريق الطحن وخلطها مع %10من كربونات الباريوم لاستخدامه أثناء عملية الكربنة الصلبة. تم معالجة عينات الفولاذ بزمن نقع متغير )زمن التثبيت /2 ( soaking timeو 4و 6ساعة عند درجة حرارة ثابتة 925درجة مئوية متبوعة بعملية التبريد بالماء والتلطيف بدرجة حرارة 180درجة مئوية لمدة 2ساعة. الطريقة الثانية, تم تحضير المنصهر الملحي بإذابة كرات سيانيد الصوديوم بالتسخين. كان وقت غمر العينات )زمن التثبيت / (soaking timeخلال عملية النيترة الكربونية 0.5و 1و 1.5 ساعة عند درجة حرارة ثابتة 800درجة مئوية ثم التبريد مباشرة في الماء متبو ًعا بالتلطيف. اختبار التعب قد تم اجراءه بواسطة نظام ثني ناتئ. تشير نتائج الاختبار ان التحسن في حياة الكلال تعتمد على طريقة التصليد ووقت التصليد ).(soaking time تشير النتائج إلى ان ) (carbonitridingله تأثير أكبر على قوة وحياة الكلل Fatigue Strengthمقارنة بالعينة المعالجة بالكربنة الصلبة. بالإضافة إلى ذلك, أن زيادة وقت التثبيت ,soaking timeيؤدي الى زيادة عمر الكلل بنسبة %20.2و %15.9للنيترة الكربونية والكربنة الصلبة. اظهرت النتائج أن العينات التي تم تصليدها باستخدام طريقة النيترة الكربونية ) (carbonitridingحققت صلادة أعلى للسطح بمقدار .1644.28HVحيث ازدادت الصلادة السطحية بنسبة %461نسبتا الى النيترة الكربونية في حين الصلادة السطحية ازدادت بنسبة %270للكربنة الصلبة.وجد ان منطقة اختبار المقطع العرضي للعينة المكسورة والتي كانت تصلد بواسطة الكربنة الصلبة والنيترة الكربونية مقسمة إلى جزأين, طبقة سطحية وقلب المعدن. نلاحظ أن الطبقة السطحية يتركز فيها الكربون, أو الكربون والنيتروجين معًا, بينما منطقة اللب لا يتغير فيها. كلما طالت مدة بقاء العينات في وسط التصلب )زمن التثبيت/ (soaking timeزاد عمق الطبقة المتصلبة باتجاه القلب. بينت نتائج الفحص ان لتأثير المعالجات الحرارية السطحية على مقاومة الكلل Fatigue Strengthعند القيمة القياسية لعدد الدورات 106بالمقارنة مع العينات الغير معالجة الى تحسين جيد في كلا من الطريقتين المستخدمتين. تم الحصول على أعلى نسبة تحسين في مقاومة الكلل ) (%44.56) (Strength Fatigue و ) (%61.87لكل من الكربنة الصلبة و والنيترة الكربونية على التوالي , لعينات محززة -v .(notch) بينما نسبة تحسن مقاومة الكلل ) (strength fatigueللعينات الغير محززة )(un notched هي % 31.92و % 38.46على التوالي عند زمن تثبيت ) 2 (soaking timeو 0.5ساعة