Stökkleiki í skapi, sem algengt fyrirbæri við málmhitameðferð, hefur veruleg áhrif á vélræna eiginleika efna, sérstaklega höggseigu. Í þessari grein verður byrjað á grunnhugmyndinni um skapbrot, fjallað ítarlega um orsakir myndunar þess og lagt til samsvarandi forvarnaraðferðir.
1. Grunnhugmynd um skapbrot
Stökkleiki í skapi, eins og nafnið gefur til kynna, vísar til brothættu fyrirbærisins sem á sér stað þegar málmur er mildaður eftir slökun. Samkvæmt temprunarhitasviðinu sem framleiðir stökkleika má skipta temprunarstökkleika í lághitabrot og háhitabrot. Lágt hitastig brothætt, einnig þekkt sem fyrsta tegund af skapbrjótleika, kemur aðallega fram á hitastigi á bilinu 250 til 400 gráður; en stökkleiki við háan hita, einnig þekktur sem önnur tegund skapstökks, kemur aðallega fram á hitastigi á bilinu 450 til 650 gráður.
2. Orsakir skapstökks
a. Lágt hitastig skapbrot (tegund 1 skapbrjótleiki)
Ástæður fyrir myndun lághita skapstökks eru tiltölulega flóknar. Eins og er eru aðallega eftirfarandi kenningar:
• Retained austenite transformation theory: Talið er að temprun við lágt hitastig stafi þegar haldið austenít breytist í mildað martensít eða bainít meðan á temprunarferlinu stendur.
• Karbíðúrkomukenning: Talið er að stökkleiki við lágt hitastig stafi af útfellingu flögukarbíða úr martensíti. Þessi karbíð falla út meðfram viðmóti martensítræma eða blaða, draga úr brotstyrk kornamarkanna og breyta þeim í sprungur. Stækkuð leið.
• Óhreinindaaðskilnaðarkenning: Talið er að stökkleiki við lágt hitastig stafi af aðskilnaði óhreinindaþátta í stáli eins og fosfór, brennisteini, arsenik, tin, antímon o.s.frv. kornmörkin.
b. Hátt hitastig brothætt (önnur tegund af skapbroti)
Ástæðan fyrir stökkleika háhitastigs er tiltölulega skýr, aðallega vegna aðskilnaðar snefilefna (eins og fosfórs, tins, antímóns, arseniks o.s.frv.) eða málmblöndur í stálinu að upprunalegu austenítkornamörkunum meðan á hertingu stendur. ferli. Aðskilnaður þessara þátta á kornamörkum dregur úr brotstyrk kornamarkanna, sem leiðir til brothættra brota. Að auki munu málmblöndur eins og nikkel, króm, mangan o.s.frv. einnig stuðla að aðskilnaði óhreinindaþátta, sem eykur enn frekar á brothætt fyrirbæri.
Það má sjá á mynd 1 að meðan á hertunarferli 30Ni-Cr stáls stendur, þegar hitunarhitinn eykst, nær höggseignin lágmarksgildum við 300 gráður og 550 gráður. Fyrsta tegund skapstökks birtist nálægt 300 gráðum. Eftir að þessi tegund af stökkleika skapi á sér stað, tempra það við hitastig sem er hærra en eða jafnt og 300 gráður til að forðast stökkt hitastig og endurheimta hörku þess; ef það er aftur á bilinu 250 ~ 400 gráður mun innri temprun ekki draga úr seigleika efnisins, þannig að það sést að fyrsta tegund skapbrots er óafturkræf. Eins og sést á mynd 1 virðist önnur tegund skapstökks nálægt 500 gráðum; eftir temprun við hitastig sem er hærra en eða jafnt og 650 gráður, kæling hægt og við 500 ~ 650 gráður í langan tíma mun einnig valda stökkleika, en hröð kæling mun ekki verða stökk, eins og sýnt er á mynd 1. Eftir stökkleika efnið sem framkallar seinni tegund skapstökks er eytt, ef það er hitað upp í brothætt hitastig aftur, eða ef það er hægt að kólna á brothættu sviðinu í langan tíma mun brothættan birtast aftur. Það má sjá að önnur tegund skapbrots er afturkræf.
3. Aðferðir til að koma í veg fyrir skapbrot
a. Aðferðir til að koma í veg fyrir stökkleika við lágt hitastig
• Draga úr innihaldi óhreinindaþátta í stáli: Að draga úr innihaldi fosfórs, brennisteins, arsens, tins, antímóns og annarra óhreinindaþátta í stáli með hreinsun og öðrum ferlum getur í grundvallaratriðum dregið úr hættu á lághitabroti.
• Að bæta við frumefnum sem betrumbæta austenítkorn: eins og níóbín (Nb), vanadíum (V), títaníum (Ti) o.s.frv., getur hreinsað austenítkorn og aukið kornmörkin og þar með dregið úr óhreinindum á hverja flatarmálseiningu Magn aðskilnaðar .
• Stilltu temprunarferlið: Með því að nota jafnhita slökkva í stað slökkvistarfs og háhita temprunarferli getur í raun komið í veg fyrir að lághitabrjótleiki komi fram.
• Málmblöndur: Með því að bæta við viðeigandi magni af mólýbdeni (Mo), wolfram (W) og öðrum málmblöndurþáttum getur það dregið úr stökkleika við lágt hitastig. Á sama tíma geta þættir eins og sílikon (Si) og króm (Cr) einnig stillt hitastigið þar sem lághitabrot á sér stað til að forðast nauðsynlegan hitunarhita.