1912 年 4 月的一天,一艘輪船在航行時與冰山的撞擊導致船體右舷被海平面下的冰山體撕開一條口子,船的前部吃水線下鉚釘斷裂,貨艙開始迅速滲入海水。號稱“永不沉沒”的泰坦尼克號首航即沉沒于冰海,成了20世紀令人難以釋懷的悲慘海難。
究竟是什么導致泰坦尼克號永遠沉沒大西洋?據后來的失效分析專家稱:把殘骸的金屬碎片與如今的造船鋼材作一對比試驗,如今的造船鋼材在受到撞擊時可彎成V形,但在“泰坦尼克號”沉沒地點的水溫中,殘骸上的鋼材則因韌性不夠而很快斷裂。由此發現了泰坦尼克號所使用鋼材的冷脆性,即在-40℃~0℃的溫度下,鋼材的力學行為由韌性變成脆性,從而導致災難性的脆性斷裂。
再加上當時造船廠的生產技術還比較落后,在鋼板制造過程中,生鐵會因使用的燃料(含硫)而混入較多的硫,在固態下,硫在生鐵中的溶解度極小,以FeS的形式存在鋼中,而FeS的塑性較差,所以導致鋼板的脆性較大,更嚴重的是,FeS與Fe可形成低熔點(985℃)的共晶體,分布在奧氏體的晶界上。當鋼加熱到約1200℃進行熱壓力加工時,晶界上的共晶體已溶化,晶粒間結合被破壞,使鋼材在加工過程中沿晶界開裂,所以在制造船體的時候已經留下很大的隱患。
環境因素加上船體材料的致命缺陷導致了泰坦尼克號海難的發生。因此分析缺陷形成機制與影響,探討有效的預防和修復策略,使零件具有“表硬里韌”的力學性能,提高產品質量和生產效率是生產的重中之重!
感應熱處理就是實現鋼鐵零件表面熱處理強化的主要熱處理工藝方法之一,該技術因生產效率高,節能工藝過程易于實現機械化和自動化等優點而得到廣泛的應用。無錫萬領高頻設備制造有限公司總經理張就坤作為講師,受邀參加“感應熱處理技術專題培訓班”,熱處理質量,需要系統體系保證,張總會就“感應熱處理的質量控制”展開講解。
對于感應淬火裂紋的起因進行深度剖析,包括零件幾何形狀,尺寸、材料、加熱溫度過高或加熱不勻等等一系列因素,點對點分析解決方式,能否用Mn、Cr、Mo這些合金元素來提高鋼材的淬透性,用精選碳量的方法來縮小碳量的上、下限差等多種方案對癥下藥!
張總還介紹到,甚至感應器與工件間隙不勻、淬火夾具偏置、機床上、下頂尖不同心、所用電源頻率太高、功率過高、都會影響淬火質量。尤其在頻率方面,高頻感應淬火是一個復雜的過程,而實現同時加熱則難度更大。在具體操作中,必須綜合考慮設備功率、工作頻率、感應器、熱處理參數、材料組織轉變、淬火介質、冷卻方式等因素。
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