Komprehensibo at detalyado! Kumpletong kaalaman sa pagsusubo ng bakal!

Ang kahulugan at layunin ng pagsusubo
Ang bakal ay pinainit sa isang temperatura sa itaas ng kritikal na puntong Ac3 (hypoeutectoid steel) o Ac1 (hypereutectoid steel), pinananatili sa loob ng isang yugto ng panahon upang gawin itong ganap o bahagyang austenitized, at pagkatapos ay pinalamig sa bilis na mas mataas kaysa sa kritikal na bilis ng pagsusubo. Ang proseso ng heat treatment na nagpapalit ng supercooled austenite sa martensite o lower bainite ay tinatawag na quenching.

Ang layunin ng pagsusubo ay upang baguhin ang supercooled austenite sa martensite o bainite upang makakuha ng isang martensite o mas mababang istraktura ng bainite, na pagkatapos ay pinagsama sa tempering sa iba't ibang mga temperatura upang lubos na mapabuti ang lakas, tigas, at paglaban ng bakal. Kakayahang maisuot, lakas ng pagkapagod at katigasan, atbp., upang matugunan ang iba't ibang mga kinakailangan sa paggamit ng iba't ibang mekanikal na bahagi at kasangkapan. Ang pagsusubo ay maaari ding gamitin upang matugunan ang mga espesyal na pisikal at kemikal na katangian ng ilang mga espesyal na bakal tulad ng ferromagnetism at corrosion resistance.

Kapag ang mga bahagi ng bakal ay pinalamig sa isang quenching medium na may mga pagbabago sa pisikal na estado, ang proseso ng paglamig ay karaniwang nahahati sa sumusunod na tatlong yugto: vapor film stage, boiling stage, at convection stage.

Hardenability ng bakal
Ang hardenability at hardenability ay dalawang tagapagpahiwatig ng pagganap na nagpapakilala sa kakayahan ng bakal na sumailalim sa pagsusubo. Mahalaga rin ang mga ito na batayan para sa pagpili at paggamit ng materyal.

1. Ang mga konsepto ng hardenability at hardenability

Ang hardenability ay ang kakayahan ng bakal na makamit ang pinakamataas na tigas na maaari nitong makamit kapag napawi at tumigas sa ilalim ng perpektong mga kondisyon. Ang pangunahing kadahilanan na tumutukoy sa hardenability ng bakal ay ang carbon content ng bakal. Upang maging mas tumpak, ito ay ang nilalaman ng carbon na natunaw sa austenite sa panahon ng pagsusubo at pag-init. Kung mas mataas ang nilalaman ng carbon, mas mataas ang hardenability ng bakal. . Ang mga elemento ng alloying sa bakal ay may maliit na epekto sa hardenability, ngunit mayroon silang malaking epekto sa hardenability ng bakal.

Ang hardenability ay tumutukoy sa mga katangian na tumutukoy sa hardening depth at hardness distribution ng bakal sa ilalim ng mga tinukoy na kondisyon. Iyon ay, ang kakayahang makuha ang lalim ng pinatigas na layer kapag ang bakal ay napatay. Ito ay isang likas na pag-aari ng bakal. Ang hardenability ay aktwal na sumasalamin sa kadalian kung saan ang austenite ay nagiging martensite kapag ang bakal ay napatay. Pangunahing nauugnay ito sa katatagan ng supercooled austenite ng bakal, o sa kritikal na rate ng paglamig ng pagsusubo ng bakal.

Dapat ding ituro na ang hardenability ng bakal ay dapat na makilala mula sa epektibong hardening depth ng mga bahagi ng bakal sa ilalim ng mga partikular na kondisyon ng pagsusubo. Ang hardenability ng bakal ay isang likas na pag-aari ng bakal mismo. Ito ay nakasalalay lamang sa sarili nitong panloob na mga kadahilanan at walang kinalaman sa panlabas na mga kadahilanan. Ang epektibong hardenability depth ng bakal ay hindi lamang nakadepende sa hardenability ng bakal, kundi depende rin sa materyal na ginamit. Ito ay nauugnay sa mga panlabas na kadahilanan tulad ng cooling medium at laki ng workpiece. Halimbawa, sa ilalim ng parehong mga kondisyon ng austenitizing, ang hardenability ng parehong bakal ay pareho, ngunit ang epektibong hardening depth ng water quenching ay mas malaki kaysa sa oil quenching, at ang maliliit na bahagi ay mas maliit kaysa sa oil quenching. Ang epektibong hardening depth ng malalaking bahagi ay malaki. Hindi ito maaaring sabihin na ang pagsusubo ng tubig ay may mas mataas na hardenability kaysa sa pagsusubo ng langis. Hindi masasabi na ang maliliit na bahagi ay may mas mataas na hardenability kaysa sa malalaking bahagi. Ito ay makikita na upang suriin ang hardenability ng bakal, ang impluwensya ng panlabas na mga kadahilanan tulad ng workpiece hugis, laki, cooling medium, atbp ay dapat na alisin.

Bilang karagdagan, dahil ang hardenability at hardenability ay dalawang magkaibang konsepto, ang bakal na may mataas na tigas pagkatapos ng pagsusubo ay hindi kinakailangang may mataas na hardenability; at ang bakal na may mababang tigas ay maaari ding magkaroon ng mataas na hardenability.

2. Mga salik na nakakaapekto sa hardenability

Ang hardenability ng bakal ay nakasalalay sa katatagan ng austenite. Anumang kadahilanan na maaaring mapabuti ang katatagan ng supercooled austenite, ilipat ang C curve sa kanan, at sa gayon ay mabawasan ang kritikal na rate ng paglamig ay maaaring mapabuti ang hardenability ng mataas na bakal. Ang katatagan ng austenite ay pangunahing nakasalalay sa komposisyon ng kemikal nito, laki ng butil at pagkakapareho ng komposisyon, na nauugnay sa komposisyon ng kemikal ng bakal at mga kondisyon ng pag-init.

3.Pagsukat ng paraan ng hardenability

Maraming mga paraan upang masukat ang hardenability ng bakal, ang pinakakaraniwang ginagamit ay ang critical diameter measurement method at ang end-hardenability test method.

(1) Kritikal na paraan ng pagsukat ng diameter

Matapos mapawi ang bakal sa isang tiyak na daluyan, ang pinakamataas na diameter kapag nakuha ng core ang lahat ng martensite o 50% martensite na istraktura ay tinatawag na kritikal na diameter, na kinakatawan ng Dc. Ang kritikal na paraan ng pagsukat ng diameter ay ang paggawa ng isang serye ng mga round rod na may iba't ibang diameter, at pagkatapos ng pagsusubo, sukatin ang hardness U curve na ipinamamahagi kasama ang diameter sa bawat sample section, at hanapin ang rod na may semi-martensite na istraktura sa gitna. Ang diameter ng round rod Iyon ang kritikal na diameter. Ang mas malaki ang kritikal na diameter, mas mataas ang hardenability ng bakal.

(2) End quenching test method

Ang end-quenching test method ay gumagamit ng standard size end-quenched specimen (Ф25mm×100mm). Pagkatapos ng austenitization, ang tubig ay i-spray sa isang dulo ng specimen sa mga espesyal na kagamitan upang palamig ito. Pagkatapos ng paglamig, ang katigasan ay sinusukat sa direksyon ng axis - mula sa dulo na pinalamig ng tubig. Paraan ng pagsubok para sa curve ng relasyon sa distansya. Ang end-hardening test method ay isa sa mga paraan upang matukoy ang hardenability ng bakal. Ang mga bentahe nito ay simpleng operasyon at malawak na saklaw ng aplikasyon.

4.Quenching stress, pagpapapangit at pag-crack

(1) Panloob na diin ng workpiece sa panahon ng pagsusubo

Kapag ang workpiece ay mabilis na pinalamig sa quenching medium, dahil ang workpiece ay may isang tiyak na sukat at ang thermal conductivity coefficient ay isang tiyak na halaga, isang tiyak na temperatura gradient ay magaganap sa kahabaan ng panloob na seksyon ng workpiece sa panahon ng proseso ng paglamig. Ang temperatura sa ibabaw ay mababa, ang temperatura ng core ay mataas, at ang ibabaw at ang pangunahing temperatura ay mataas. Mayroong pagkakaiba sa temperatura. Sa panahon ng proseso ng paglamig ng workpiece, mayroon ding dalawang pisikal na phenomena: ang isa ay thermal expansion, habang bumababa ang temperatura, ang haba ng linya ng workpiece ay lumiliit; ang isa pa ay ang pagbabago ng austenite sa martensite kapag bumaba ang temperatura sa martensite transformation point. , na magpapataas sa partikular na volume. Dahil sa pagkakaiba ng temperatura sa panahon ng proseso ng paglamig, ang halaga ng thermal expansion ay magkakaiba sa iba't ibang bahagi sa kahabaan ng cross section ng workpiece, at ang panloob na stress ay bubuo sa iba't ibang bahagi ng workpiece. Dahil sa pagkakaroon ng mga pagkakaiba sa temperatura sa loob ng workpiece, maaaring may mga bahagi din kung saan mas mabilis na bumababa ang temperatura kaysa sa punto kung saan nangyayari ang martensite. Ang pagbabagong-anyo, lumalawak ang volume, at ang mga bahagi na may mataas na temperatura ay mas mataas pa kaysa sa punto at nasa austenite state pa rin. Ang iba't ibang bahagi na ito ay bubuo din ng panloob na stress dahil sa mga pagkakaiba sa mga partikular na pagbabago sa volume. Samakatuwid, dalawang uri ng panloob na diin ang maaaring mabuo sa panahon ng pagsusubo at proseso ng paglamig: ang isa ay ang thermal stress; yung isa ay tissue stress.

Ayon sa mga katangian ng oras ng pagkakaroon ng panloob na stress, maaari din itong nahahati sa madalian na stress at natitirang stress. Ang panloob na stress na nabuo ng workpiece sa isang tiyak na sandali sa panahon ng proseso ng paglamig ay tinatawag na instantaneous stress; pagkatapos palamigin ang workpiece, ang stress na natitira sa loob ng workpiece ay tinatawag na residual stress.

Ang thermal stress ay tumutukoy sa stress na dulot ng hindi pare-parehong thermal expansion (o cold contraction) dahil sa mga pagkakaiba sa temperatura sa iba't ibang bahagi ng workpiece kapag ito ay pinainit (o pinalamig).

Ngayon kumuha ng isang solidong silindro bilang isang halimbawa upang ilarawan ang pagbuo at pagbabago ng mga panuntunan ng panloob na diin sa panahon ng proseso ng paglamig nito. Ang axial stress lang ang tinatalakay dito. Sa simula ng paglamig, dahil ang ibabaw ay mabilis na lumalamig, ang temperatura ay mababa, at napakaliit, habang ang core ay pinalamig, ang temperatura ay mataas, at ang pag-urong ay maliit. Bilang isang resulta, ang ibabaw at ang loob ay kapwa pinigilan, na nagreresulta sa makunat na diin sa ibabaw, habang ang core ay nasa ilalim ng presyon. stress. Habang nagpapatuloy ang paglamig, ang pagkakaiba ng temperatura sa pagitan ng loob at labas ay tumataas, at ang panloob na diin ay tumataas din nang naaayon. Kapag tumaas ang stress na lumampas sa lakas ng ani sa temperaturang ito, nangyayari ang plastic deformation. Dahil ang kapal ng puso ay mas mataas kaysa sa ibabaw, ang puso ay palaging kumukuha ng axially muna. Bilang resulta ng plastic deformation, ang panloob na stress ay hindi na tumataas. Pagkatapos ng paglamig sa isang tiyak na tagal ng panahon, ang pagbaba ng temperatura sa ibabaw ay unti-unting bumagal, at ang pag-urong nito ay unti-unti ring bababa. Sa oras na ito, ang core ay lumiliit pa rin, kaya ang tensile stress sa ibabaw at ang compressive stress sa core ay unti-unting bababa hanggang sa mawala ang mga ito. Gayunpaman, habang nagpapatuloy ang paglamig, ang halumigmig sa ibabaw ay bumababa at bumababa, at ang halaga ng pag-urong ay nagiging mas kaunti, o kahit na humihinto sa pag-urong. Dahil mataas pa rin ang temperatura sa core, patuloy itong lumiliit, at sa wakas ay mabubuo ang compressive stress sa ibabaw ng workpiece, habang ang core ay magkakaroon ng tensile stress. Gayunpaman, dahil mababa ang temperatura, hindi madaling mangyari ang plastic deformation, kaya tataas ang stress na ito habang nagpapatuloy ang paglamig. Patuloy itong tumataas at sa wakas ay nananatili sa loob ng workpiece bilang natitirang stress.

Makikita na ang thermal stress sa panahon ng proseso ng paglamig sa simula ay nagiging sanhi ng pag-unat ng layer sa ibabaw at ang pag-compress ng core, at ang natitirang stress ay ang layer ng ibabaw na dapat i-compress at ang core na i-stretch.

Sa kabuuan, ang thermal stress na nabuo sa panahon ng pagsusubo ng paglamig ay sanhi ng pagkakaiba-iba ng cross-sectional na temperatura sa panahon ng proseso ng paglamig. Kung mas malaki ang rate ng paglamig at mas malaki ang pagkakaiba ng cross-sectional na temperatura, mas malaki ang nabuong thermal stress. Sa ilalim ng parehong mga kondisyon ng daluyan ng paglamig, mas mataas ang temperatura ng pag-init ng workpiece, mas malaki ang sukat, mas maliit ang thermal conductivity ng bakal, mas malaki ang pagkakaiba ng temperatura sa loob ng workpiece, at mas malaki ang thermal stress. Kung ang workpiece ay pinalamig nang hindi pantay sa mataas na temperatura, ito ay magiging pangit at deformed. Kung ang madalian na tensile stress na nabuo sa panahon ng proseso ng paglamig ng workpiece ay mas malaki kaysa sa tensile strength ng materyal, ang pagsusubo ng mga bitak ay magaganap.

Ang phase transformation stress ay tumutukoy sa stress na dulot ng magkakaibang timing ng phase transformation sa iba't ibang bahagi ng workpiece sa panahon ng proseso ng heat treatment, na kilala rin bilang tissue stress.

Sa panahon ng pagsusubo at mabilis na paglamig, kapag ang ibabaw na layer ay pinalamig hanggang sa Ms point, nangyayari ang martensitic transformation at nagiging sanhi ng pagpapalawak ng volume. Gayunpaman, dahil sa sagabal ng core na hindi pa sumasailalim sa pagbabago, ang ibabaw na layer ay bumubuo ng compressive stress, habang ang core ay may tensile stress. Kapag ang stress ay sapat na malaki, ito ay magiging sanhi ng pagpapapangit. Kapag ang core ay pinalamig hanggang sa Ms point, ito ay sasailalim din sa martensitic transformation at lalawak sa volume. Gayunpaman, dahil sa mga hadlang ng nabagong layer ng ibabaw na may mababang plasticity at mataas na lakas, ang huling natitirang stress ay magiging sa anyo ng pag-igting sa ibabaw, at ang core ay Sa ilalim ng presyon. Makikita na ang pagbabago at huling estado ng phase transformation stress ay eksaktong kabaligtaran sa thermal stress. Bukod dito, dahil nangyayari ang stress sa pagbabago ng phase sa mababang temperatura na may mababang plasticity, mahirap ang deformation sa oras na ito, kaya mas malamang na magdulot ng pag-crack ng workpiece ang phase change stress.

Mayroong maraming mga kadahilanan na nakakaapekto sa laki ng phase transformation stress. Ang mas mabilis na rate ng paglamig ng bakal sa hanay ng temperatura ng pagbabagong-anyo ng martensite, mas malaki ang sukat ng piraso ng bakal, mas malala ang thermal conductivity ng bakal, mas malaki ang tiyak na volume ng martensite, mas malaki ang phase transformation stress. Lalong lumaki. Bilang karagdagan, ang stress ng pagbabago ng bahagi ay nauugnay din sa komposisyon ng bakal at ang hardenability ng bakal. Halimbawa, pinapataas ng high carbon high alloy steel ang partikular na volume ng martensite dahil sa mataas na carbon content nito, na dapat magpapataas ng phase transformation stress ng bakal. Gayunpaman, habang tumataas ang nilalaman ng carbon, bumababa ang punto ng Ms, at mayroong isang malaking halaga ng nananatiling austenite pagkatapos ng pagsusubo. Bumababa ang volume expansion nito at mababa ang natitirang stress.

(2) Deformation ng workpiece sa panahon ng pagsusubo

Sa panahon ng pagsusubo, mayroong dalawang pangunahing uri ng pagpapapangit sa workpiece: ang isa ay ang pagbabago sa geometric na hugis ng workpiece, na ipinapakita bilang mga pagbabago sa laki at hugis, madalas na tinatawag na warping deformation, na sanhi ng pagsusubo ng stress; ang isa pa ay ang volume deformation. , na nagpapakita ng sarili bilang isang proporsyonal na pagpapalawak o pag-urong ng volume ng workpiece, na sanhi ng pagbabago sa tiyak na volume sa panahon ng pagbabago ng bahagi.

Kasama rin sa warping deformation ang shape deformation at twisting deformation. Ang twist deformation ay pangunahing sanhi ng hindi tamang paglalagay ng workpiece sa furnace sa panahon ng pag-init, o kawalan ng shaping treatment pagkatapos ng deformation correction bago ang pagsusubo, o hindi pantay na paglamig ng iba't ibang bahagi ng workpiece kapag ang workpiece ay pinalamig. Ang pagpapapangit na ito ay maaaring masuri at malutas para sa mga partikular na sitwasyon. Pangunahing tinatalakay ng sumusunod ang pagpapapangit ng dami at pagpapapangit ng hugis.

1) Mga sanhi ng pagsusubo ng pagpapapangit at pagbabago ng mga panuntunan nito

Dami ng pagpapapangit na dulot ng structural transformation Ang istrukturang estado ng workpiece bago ang pagsusubo ay karaniwang pearlite, iyon ay, isang halo-halong istraktura ng ferrite at cementite, at pagkatapos ng pagsusubo ay isang martensitic na istraktura. Ang iba't ibang partikular na volume ng mga tissue na ito ay magdudulot ng mga pagbabago sa volume bago at pagkatapos ng pagsusubo, na magreresulta sa pagpapapangit. Gayunpaman, ang pagpapapangit na ito ay nagiging sanhi lamang ng pagpapalawak at pagkontrata ng workpiece nang proporsyonal, kaya hindi nito binabago ang hugis ng workpiece.

Bilang karagdagan, ang mas maraming martensite sa istraktura pagkatapos ng paggamot sa init, o mas mataas ang nilalaman ng carbon sa martensite, mas malaki ang pagpapalawak ng dami nito, at mas malaki ang halaga ng napanatili na austenite, mas mababa ang pagpapalawak ng volume. Samakatuwid, ang pagbabago ng dami ay maaaring kontrolin sa pamamagitan ng pagkontrol sa kamag-anak na nilalaman ng martensite at natitirang martensite sa panahon ng paggamot sa init. Kung kontrolado nang maayos, ang volume ay hindi lalawak o liliit.

Ang pagpapapangit ng hugis na dulot ng thermal stress Ang pagpapapangit na dulot ng thermal stress ay nangyayari sa mga lugar na may mataas na temperatura kung saan mababa ang lakas ng ani ng mga bahagi ng bakal, mataas ang plasticity, mabilis na lumalamig ang ibabaw, at ang pagkakaiba ng temperatura sa pagitan ng loob at labas ng workpiece ang pinakamalaki. Sa oras na ito, ang instantaneous thermal stress ay surface tensile stress at core compressive stress. Dahil ang temperatura ng core ay mataas sa oras na ito, ang lakas ng ani ay mas mababa kaysa sa ibabaw, kaya nagpapakita ito bilang pagpapapangit sa ilalim ng pagkilos ng multi-directional compressive stress, iyon ay, ang cube ay spherical sa direksyon. Iba't-ibang. Ang resulta ay ang mas malaki ay lumiliit, habang ang mas maliit ay lumalawak. Halimbawa, ang isang mahabang silindro ay umiikli sa direksyon ng haba at lumalawak sa direksyon ng diameter.

Ang pagpapapangit ng hugis na dulot ng tissue stress Ang pagpapapangit na dulot ng tissue stress ay nangyayari din sa maagang sandali kapag ang tissue stress ay pinakamataas. Sa oras na ito, ang pagkakaiba ng temperatura ng cross-section ay malaki, ang temperatura ng core ay mas mataas, ito ay nasa austenite state pa rin, ang plasticity ay mabuti, at ang lakas ng ani ay mababa. Ang instantaneous tissue stress ay surface compressive stress at core tensile stress. Samakatuwid, ang pagpapapangit ay ipinahayag bilang ang pagpahaba ng core sa ilalim ng pagkilos ng multi-directional tensile stress. Ang resulta ay na sa ilalim ng pagkilos ng tissue stress, ang mas malaking bahagi ng workpiece ay nagpapahaba, habang ang mas maliit na bahagi ay umiikli. Halimbawa, ang pagpapapangit na dulot ng stress ng tissue sa isang mahabang silindro ay pagpahaba sa haba at pagbawas sa diameter.

Ipinapakita ng talahanayan 5.3 ang mga panuntunan sa pagsusubo ng pagpapapangit ng iba't ibang tipikal na bahagi ng bakal.

2) Mga salik na nakakaapekto sa pagsusubo ng pagpapapangit

Ang mga kadahilanan na nakakaapekto sa pagpapapangit ng pagsusubo ay pangunahin ang kemikal na komposisyon ng bakal, ang orihinal na istraktura, ang geometry ng mga bahagi at ang proseso ng paggamot sa init.

3) Pag-aalis ng mga bitak

Ang mga bitak sa mga bahagi ay pangunahing nangyayari sa huling yugto ng pagsusubo at paglamig, iyon ay, pagkatapos makumpleto ang martensitic transformation o pagkatapos ng kumpletong paglamig, nangyayari ang malutong na pagkabigo dahil ang tensile stress sa mga bahagi ay lumampas sa lakas ng bali ng bakal. Ang mga bitak ay karaniwang patayo sa direksyon ng pinakamataas na makunat na pagpapapangit, kaya ang iba't ibang anyo ng mga bitak sa mga bahagi ay pangunahing nakasalalay sa estado ng pamamahagi ng stress.

Mga karaniwang uri ng mga bitak sa pagsusubo: Pangunahing nabubuo ang mga longitudinal (axial) na bitak kapag ang tangential tensile stress ay lumampas sa lakas ng pagkasira ng materyal; Ang mga transverse crack ay nabuo kapag ang malaking axial tensile stress na nabuo sa panloob na ibabaw ng bahagi ay lumampas sa lakas ng pagsira ng materyal. mga bitak; ang mga bitak ng network ay nabuo sa ilalim ng pagkilos ng dalawang-dimensional na tensile stress sa ibabaw; Ang pagbabalat ng mga bitak ay nangyayari sa isang napakanipis na tumigas na layer, na maaaring mangyari kapag ang stress ay nagbabago nang husto at ang labis na makunat na stress ay kumikilos sa radial na direksyon. Uri ng crack.

Ang mga longitudinal crack ay tinatawag ding axial crack. Ang mga bitak ay nangyayari sa pinakamataas na tensile stress malapit sa ibabaw ng bahagi, at may tiyak na lalim patungo sa gitna. Ang direksyon ng mga bitak ay karaniwang parallel sa axis, ngunit ang direksyon ay maaari ding magbago kapag mayroong stress concentration sa bahagi o kapag may mga panloob na depekto sa istruktura.

Matapos ang workpiece ay ganap na mapawi, ang mga longitudinal crack ay madaling mangyari. Ito ay nauugnay sa malaking tangential tensile stress sa ibabaw ng quenched workpiece. Habang tumataas ang carbon content ng bakal, tumataas ang tendency na bumuo ng longitudinal cracks. Ang mababang carbon steel ay may maliit na tiyak na dami ng martensite at malakas na thermal stress. Mayroong malaking natitirang compressive stress sa ibabaw, kaya hindi ito madaling pawiin. Habang tumataas ang carbon content, bumababa ang surface compressive stress at tumataas ang structural stress. Kasabay nito, ang peak tensile stress ay gumagalaw patungo sa ibabaw na layer. Samakatuwid, ang mataas na carbon steel ay madaling kapitan ng mga longitudinal quenching crack kapag sobrang init.

Ang laki ng mga bahagi ay direktang nakakaapekto sa laki at pamamahagi ng natitirang stress, at ang pagkahilig sa pag-crack nito ay iba rin. Ang mga longitudinal crack ay madaling mabuo sa pamamagitan ng pagsusubo sa loob ng mapanganib na hanay ng laki ng cross-section. Bilang karagdagan, ang pagbara ng mga hilaw na materyales ng bakal ay kadalasang nagiging sanhi ng mga longitudinal crack. Dahil ang karamihan sa mga bahagi ng bakal ay ginawa sa pamamagitan ng pag-roll, ang mga non-gold inclusions, carbide, atbp. sa bakal ay ipinamamahagi sa direksyon ng pagpapapangit, na nagiging sanhi ng bakal na anisotropic. Halimbawa, kung ang tool steel ay may parang band na istraktura, ang transverse fracture strength nito pagkatapos ng pagsusubo ay 30% hanggang 50% na mas maliit kaysa sa longitudinal fracture strength. Kung may mga kadahilanan tulad ng mga hindi gintong inklusyon sa bakal na nagdudulot ng konsentrasyon ng stress, kahit na ang tangential stress ay mas malaki kaysa sa axial stress, ang mga longitudinal crack ay madaling mabuo sa ilalim ng mababang kondisyon ng stress. Para sa kadahilanang ito, ang mahigpit na kontrol sa antas ng mga non-metallic inclusions at asukal sa bakal ay isang mahalagang kadahilanan sa pagpigil sa pagsusubo ng mga bitak.

Ang mga katangian ng pamamahagi ng panloob na stress ng mga transverse crack at arc crack ay: ang ibabaw ay napapailalim sa compressive stress. Pagkatapos umalis sa ibabaw para sa isang tiyak na distansya, ang compressive stress ay nagbabago sa isang malaking tensile stress. Ang crack ay nangyayari sa lugar ng tensile stress, at pagkatapos ay kapag ang panloob na stress Kumakalat ito sa ibabaw ng bahagi lamang kung ito ay muling ibinahagi o ang brittleness ng bakal ay lalong tumataas.

Ang mga transverse crack ay kadalasang nangyayari sa malalaking bahagi ng shaft, tulad ng mga roller, turbine rotors o iba pang bahagi ng shaft. Ang mga katangian ng mga bitak ay ang mga ito ay patayo sa direksyon ng axis at masira mula sa loob hanggang sa labas. Kadalasang nabuo ang mga ito bago tumigas at sanhi ng thermal stress. Ang mga malalaking forging ay kadalasang may mga metalurhikong depekto tulad ng mga pores, inclusions, forging crack at white spots. Ang mga depektong ito ay nagsisilbing panimulang punto ng bali at masira sa ilalim ng pagkilos ng axial tensile stress. Ang mga bitak ng arko ay sanhi ng thermal stress at kadalasang ipinamamahagi sa isang hugis ng arko sa mga bahagi kung saan nagbabago ang hugis ng bahagi. Pangunahing nangyayari ito sa loob ng workpiece o malapit sa matutulis na mga gilid, mga uka at mga butas, at ipinamamahagi sa isang hugis ng arko. Kapag ang mga high-carbon steel parts na may diameter o kapal na 80 hanggang 100 mm o higit pa ay hindi napatay, ang ibabaw ay magpapakita ng compressive stress at ang gitna ay magpapakita ng tensile stress. Stress, ang pinakamataas na tensile stress ay nangyayari sa transition zone mula sa hardened layer hanggang sa non-hardened layer, at ang mga arc crack ay nangyayari sa mga lugar na ito. Bilang karagdagan, ang bilis ng paglamig sa matutulis na mga gilid at sulok ay mabilis at lahat ay napawi. Kapag lumilipat sa magiliw na mga bahagi, iyon ay, sa hindi matigas na lugar, ang pinakamataas na tensile stress zone ay lilitaw dito, kaya ang mga arc crack ay madaling mangyari. Ang bilis ng paglamig malapit sa pin hole, groove o center hole ng workpiece ay mabagal, ang katumbas na hardened layer ay manipis, at ang tensile stress malapit sa hardened transition zone ay madaling maging sanhi ng mga arc crack.

Ang mga reticular crack, na kilala rin bilang surface crack, ay surface crack. Ang lalim ng bitak ay mababaw, sa pangkalahatan ay nasa 0.01~1.5mm. Ang pangunahing katangian ng ganitong uri ng crack ay ang arbitrary na direksyon ng crack ay walang kinalaman sa hugis ng bahagi. Maraming mga bitak ang konektado sa isa't isa upang bumuo ng isang network at malawak na ipinamamahagi. Kapag ang lalim ng crack ay mas malaki, tulad ng higit sa 1 mm, ang mga katangian ng network ay nawawala at nagiging random na naka-orient o longitudinally na namamahagi ng mga bitak. Ang mga bitak sa network ay nauugnay sa estado ng dalawang-dimensional na tensile stress sa ibabaw.

Ang mga high carbon o carburized na bahagi ng bakal na may decarburized na layer sa ibabaw ay madaling bumuo ng mga bitak sa network sa panahon ng pagsusubo. Ito ay dahil ang ibabaw na layer ay may mas mababang nilalaman ng carbon at mas maliit na tiyak na volume kaysa sa panloob na layer ng martensite. Sa panahon ng pagsusubo, ang ibabaw na layer ng carbide ay napapailalim sa makunat na stress. Ang mga bahagi na ang layer ng dephosphorization ay hindi pa ganap na naalis sa panahon ng mekanikal na pagproseso ay bubuo din ng mga bitak sa network sa panahon ng high-frequency o flame surface quenching. Upang maiwasan ang gayong mga bitak, ang kalidad ng ibabaw ng mga bahagi ay dapat na mahigpit na kontrolin, at ang oxidation welding ay dapat na pigilan sa panahon ng paggamot sa init. Bilang karagdagan, pagkatapos gamitin ang forging die para sa isang tiyak na tagal ng panahon, ang mga bitak ng thermal fatigue na lumilitaw sa mga piraso o mga network sa lukab at mga bitak sa proseso ng paggiling ng mga napatay na bahagi ay nabibilang sa form na ito.

Ang pagbabalat ng mga bitak ay nangyayari sa isang napakakitid na lugar ng ibabaw na layer. Ang compressive stress ay kumikilos sa axial at tangential na direksyon, at ang tensile stress ay nangyayari sa radial na direksyon. Ang mga bitak ay parallel sa ibabaw ng bahagi. Ang pagbabalat ng matigas na layer pagkatapos ng pagsusubo sa ibabaw at mga bahagi ng carburizing ay pinalamig ay nabibilang sa mga nasabing bitak. Ang paglitaw nito ay nauugnay sa hindi pantay na istraktura sa pinatigas na layer. Halimbawa, pagkatapos ng haluang metal na carburized na bakal ay pinalamig sa isang tiyak na bilis, ang istraktura sa carburized layer ay: panlabas na layer ng sobrang pinong pearlite + carbide, at ang sublayer ay martensite + residual Austenite, ang panloob na layer ay pinong pearlite o sobrang pinong istraktura ng pearlite. Dahil ang tukoy na dami ng pagbuo ng sub-layer martensite ay ang pinakamalaking, ang resulta ng pagpapalawak ng volume ay ang compressive stress ay kumikilos sa ibabaw na layer sa axial at tangential na direksyon, at ang tensile stress ay nangyayari sa radial na direksyon, at ang stress mutation ay nangyayari sa loob, lumilipat sa isang compressive stress state, at pagbabalat ng mga bitak Nangyayari sa mga napakanipis na lugar kung saan ang mga stress ay nangyayari. Sa pangkalahatan, ang mga bitak ay nagtatago sa loob na kahanay sa ibabaw, at sa mga malalang kaso ay maaaring magdulot ng pagbabalat sa ibabaw. Kung ang rate ng paglamig ng mga carburized na bahagi ay pinabilis o nabawasan, ang isang pare-parehong martensite na istraktura o ultra-fine pearlite na istraktura ay maaaring makuha sa carburized layer, na maaaring maiwasan ang paglitaw ng naturang mga bitak. Bilang karagdagan, sa panahon ng high-frequency o flame surface quenching, ang ibabaw ay madalas na sobrang init at ang structural inhomogeneity sa kahabaan ng hardened layer ay madaling makabuo ng mga naturang surface crack.

Ang mga microcrack ay iba sa apat na nabanggit na mga bitak dahil ang mga ito ay sanhi ng microstress. Ang mga intergranular crack na lumilitaw pagkatapos ng pagsusubo, overheating at paggiling ng high-carbon tool steel o carburized workpieces, pati na rin ang mga bitak na dulot ng hindi napapanahong tempering ng quenched parts, ay lahat ay nauugnay sa pagkakaroon at kasunod na pagpapalawak ng microcracks sa bakal.

Ang mga microcrack ay dapat suriin sa ilalim ng mikroskopyo. Karaniwang nangyayari ang mga ito sa orihinal na hangganan ng austenite grain o sa junction ng martensite sheet. Ang ilang mga bitak ay tumagos sa martensite sheet. Ipinapakita ng pananaliksik na ang mga microcrack ay mas karaniwan sa flaky twinned martensite. Ang dahilan ay ang patumpik-tumpik na martensite ay nagbanggaan sa isa't isa kapag lumalaki sa isang mataas na bilis at bumubuo ng mataas na stress. Gayunpaman, ang twinned martensite mismo ay malutong at hindi makagawa ng Plastic deformation na nakakapagpapahinga ng stress, kaya madaling nagiging sanhi ng microcracks. Ang mga butil ng austenite ay magaspang at ang pagkamaramdamin sa microcracks ay tumataas. Ang pagkakaroon ng microcracks sa bakal ay makabuluhang bawasan ang lakas at plasticity ng quenched bahagi, na humahantong sa maagang pinsala (bali) ng mga bahagi.

Upang maiwasan ang mga microcrack sa mga bahagi ng high-carbon na bakal, ang mga hakbang tulad ng mas mababang temperatura ng pag-init ng pagsusubo, pagkuha ng pinong istraktura ng martensite, at pagbabawas ng nilalaman ng carbon sa martensite ay maaaring gamitin. Bilang karagdagan, ang napapanahong tempering pagkatapos ng pagsusubo ay isang epektibong paraan upang mabawasan ang panloob na stress. Napatunayan ng mga pagsubok na pagkatapos ng sapat na tempering sa itaas ng 200°C, ang mga carbide na namuo sa mga bitak ay may epekto ng "welding" ng mga bitak, na maaaring makabuluhang bawasan ang mga panganib ng microcracks.

Ang nasa itaas ay isang pagtalakay sa mga sanhi at paraan ng pag-iwas sa mga bitak batay sa pattern ng pamamahagi ng crack. Sa aktwal na produksyon, nag-iiba ang pamamahagi ng mga bitak dahil sa mga salik gaya ng kalidad ng bakal, hugis ng bahagi, at mainit at malamig na teknolohiya sa pagproseso. Minsan ang mga bitak ay umiiral na bago ang paggamot sa init at higit pang lumawak sa panahon ng proseso ng pagsusubo; kung minsan ang ilang mga anyo ng mga bitak ay maaaring lumitaw sa parehong bahagi sa parehong oras. Sa kasong ito, batay sa mga morphological na katangian ng crack, macroscopic analysis ng fracture surface, metallographic examination, at kung kinakailangan, chemical analysis at iba pang mga pamamaraan ay dapat gamitin upang magsagawa ng isang komprehensibong pagsusuri mula sa materyal na kalidad, organisasyonal na istraktura sa mga sanhi ng init paggamot stress upang mahanap ang crack. ang mga pangunahing sanhi at pagkatapos ay tukuyin ang mabisang mga hakbang sa pag-iwas.

Ang pagsusuri ng bali ng mga bitak ay isang mahalagang paraan upang pag-aralan ang mga sanhi ng mga bitak. Ang anumang bali ay may panimulang punto para sa mga bitak. Ang pagpuksa ng mga bitak ay karaniwang nagsisimula sa convergence point ng radial crack.

Kung ang pinagmulan ng bitak ay umiiral sa ibabaw ng bahagi, nangangahulugan ito na ang bitak ay sanhi ng labis na tensile stress sa ibabaw. Kung walang mga depekto sa istruktura tulad ng mga inklusyon sa ibabaw, ngunit may mga salik sa konsentrasyon ng stress tulad ng matitinding marka ng kutsilyo, sukat ng oxide, matutulis na sulok ng mga bahagi ng bakal, o mga bahagi ng mutation sa istruktura, maaaring magkaroon ng mga bitak.

Kung ang pinagmulan ng bitak ay nasa loob ng bahagi, ito ay nauugnay sa mga depekto sa materyal o labis na panloob na natitirang tensile stress. Ang ibabaw ng bali ng normal na pagsusubo ay kulay abo at pinong porselana. Kung ang ibabaw ng bali ay madilim na kulay abo at magaspang, ito ay sanhi ng sobrang init o ang orihinal na tissue ay makapal.

Sa pangkalahatan, dapat na walang kulay ng oksihenasyon sa seksyon ng salamin ng quenching crack, at dapat walang decarburization sa paligid ng crack. Kung mayroong decarburization sa paligid ng crack o isang oxidized na kulay sa seksyon ng crack, ito ay nagpapahiwatig na ang bahagi ay nagkaroon na ng mga bitak bago ang pagsusubo, at ang orihinal na mga bitak ay lalawak sa ilalim ng impluwensya ng heat treatment stress. Kung ang mga segregated carbide at inclusions ay makikita malapit sa mga bitak ng bahagi, nangangahulugan ito na ang mga bitak ay nauugnay sa matinding paghihiwalay ng mga carbide sa hilaw na materyal o ang pagkakaroon ng mga inklusyon. Kung ang mga bitak ay lilitaw lamang sa mga matutulis na sulok o mga bahagi ng mutation ng hugis ng bahagi nang walang kababalaghan sa itaas, nangangahulugan ito na ang bitak ay sanhi ng hindi makatwirang disenyo ng istruktura ng bahagi o hindi tamang mga hakbang upang maiwasan ang mga bitak, o labis na stress sa paggamot sa init.

Bilang karagdagan, ang mga bitak sa chemical heat treatment at surface quenching parts ay kadalasang lumilitaw malapit sa hardened layer. Ang pagpapabuti ng istraktura ng pinatigas na layer at pagbabawas ng stress sa paggamot sa init ay mahalagang paraan upang maiwasan ang mga bitak sa ibabaw.