Gaminant, apdorojant ir naudojant metalines medžiagas, įtrūkimai yra dažnas defektas, kuris labai paveikia medžiagų eksploatacines savybes ir tarnavimo laiką. Atsiradę įtrūkimai ne tik sumažins medžiagos stiprumą, kietumą ir nuovargio naudojimo laiką, bet ir gali sukelti lūžimo nelaimingus atsitikimus, o tai gali sukelti rimtų pavojų saugai. Todėl svarbu tiksliai atskirti ir identifikuoti žaliavos įtrūkimus, terminio apdorojimo įtrūkimus ir kalimo įtrūkimus, siekiant užtikrinti gaminio kokybę, optimizuoti gamybos procesą ir užkirsti kelią saugos avarijoms.
I. Žaliavos įtrūkimai
1. Charakteristikos
Žaliavos įtrūkimai paprastai būna žaliavoje, įvairių formų, pavyzdžiui, tiesių linijų, sulankstytų linijų, tinklelio arba netaisyklingos formos. Šiuos įtrūkimus gali sukelti inkliuzai, burbuliukai, netolygi organizacija arba lydymosi defektai žaliavos gamybos procese. Plyšiuose dažnai pastebimas ryškus spalvos pasikeitimas, pvz., oksidacija, korozija ar dėmė, o įtrūkimų paviršius yra gana šiurkštus, dažnai jį lydi maži fragmentai arba įtrūkimų galiukai.
2. Genesis
Žaliavų įtrūkimų priežastys yra sudėtingos ir įvairios:
- Neadekvatus lydymo procesas: netinkama lydymosi temperatūros ir laiko kontrolė, dėl kurios legiravimo elementai pasiskirsto netolygiai, atsiskiria arba įsiskverbia.
- Liejimo defektai: netinkama temperatūros kontrolė liejimo metu, prastai suprojektuotos formos arba didelis liejimo greitis gali sukelti dujų burbuliukų arba inkliuzų, kurių negalima visiškai išvėdinti, ir kurie gali išsivystyti į įtrūkimus.
- Žaliavų laikymas ir transportavimas: ilgai laikant drėgnoje aplinkoje, netinkamai tvarkant ar sukraunant slėgį, žaliavose gali susikaupti įtempiai, dėl kurių gali atsirasti įtrūkimų.
3. Atskyrimo metodai
Žaliavų įtrūkimus dažniausiai galima nustatyti vizualiai stebint, atliekant metalurginę mikroskopinę analizę ar rentgeno tyrimą. Įtrūkimai dažnai būna žaliavos viduje arba ant jos paviršiaus ir labai skiriasi nuo medžiagos struktūros, spalvos ir paviršiaus būklės.
II. Terminio apdorojimo įtrūkimai
1. Charakteristikos
Terminio apdorojimo plyšys yra medžiagų terminio apdorojimo procese dėl organizacinės transformacijos, įtempių koncentracijos ar temperatūros pokytis yra per greitas ir susidaro įtrūkimai. Šie įtrūkimai paprastai pateikiami išilgai grūdelių ribų arba per kristalų pasiskirstymo charakteristikas, o įtrūkimo kryptis dažnai atitinka įtempių kryptį. Termiškai apdorotų įtrūkimų paviršius lygus, kartais oksidacijos spalvos.
2. Priežastys
Terminio apdorojimo įtrūkimų susidarymas yra susijęs su šiais veiksniais:
- Įtempių koncentracija: terminiai įtempimai susidaro dėl medžiagos temperatūros pokyčių terminio apdorojimo metu. Jei medžiagoje yra defektų ar netolygios struktūros, tai gali sukelti įtempių susikaupimą ir įtrūkimų susidarymą.
- Audinių transformacija: kai kuriuose metaluose greito kaitinimo ar aušinimo metu audinių transformaciją gali lydėti tūrio pokyčiai, todėl padidės vidinis įtempis, dėl kurio gali atsirasti įtrūkimų.
- Kaitinimo ir vėsinimo greitis: Netinkamas kaitinimo greitis, aušinimo greitis arba gesinimo terpės parinkimas gali lemti netolygų vidinių įtempių pasiskirstymą medžiagoje, todėl gali susidaryti įtrūkimai.
3. Atskyrimo metodai
Terminio apdorojimo įtrūkimų nustatymas paprastai priklauso nuo metalurginės mikroskopijos analizės, skenuojančio elektroninio mikroskopinio (SEM) stebėjimo ir mechaninių savybių bandymų. Stebint plyšio morfologiją, vietą ir ryšį su audiniu, kartu su terminio apdorojimo proceso parametrais, galima tiksliau spręsti apie įtrūkimo tipą.
III. Kalimo įtrūkimai
1. Charakteristikos
Kalimo plyšys yra medžiagos kalimo procese dėl netolygios deformacijos, įtempių koncentracijos arba štampo konstrukcijos ir įtrūkimų. Šie įtrūkimai paprastai tęsiasi išilgai kalimo krypties, o įtrūkimus lydi akivaizdžios kalimo srauto linijos iš abiejų pusių. Kalimo įtrūkimų paviršius yra grubus, dažnai su oksido sluoksniais ir kalimo raukšlėmis.
2. Priežastys
Pagrindinės kalimo įtrūkimų priežastys:
- Netolygi deformacija: kalimo proceso metu medžiaga netolygiai deformuojasi dėl netolygaus temperatūros pasiskirstymo, deformacijos greičio skirtumų arba netinkamai suprojektuotų štampų formų, dėl ko susidaro netolygi deformacija ir įtempių koncentracija.
- Formos projektavimo problemos: formos dizainas yra nepagrįstas, pvz., per mažas apvalaus kampo spindulys, netinkamas formos tarpas arba netinkamai parinktos formos medžiagos, todėl kalimo procese gali atsirasti įtrūkimų.
- Netinkamas veikimas: prastas tepimas kalimo metu, per aukšta arba per žema temperatūra, per didelis kalimo greitis ir pan., gali atsirasti įtrūkimų.
3. Atskyrimo metodai
Kalimo įtrūkimų nustatymas paprastai priklauso nuo makroskopinio stebėjimo, metalurginės mikroskopo analizės ir mechaninių savybių bandymų. Stebėdami plyšio formą, vietą, ryšį su kalimo srauto linija ir oksidaciją plyšio viduje, kartu su kalimo proceso parametrais, galite tiksliau įvertinti įtrūkimo tipą.
Ketvirta, visapusiškas atskyrimo metodas
Norint tiksliai atskirti žaliavos įtrūkimus, terminio apdorojimo įtrūkimus ir kalimo įtrūkimus, galima visapusiškai taikyti šiuos metodus:
1. Makro stebėjimas: stebint įtrūkimo formą, vietą, spalvą ir paviršiaus būklę, pirminis įtrūkimo tipo įvertinimas.
2. Metalografinės mikroskopijos analizė: naudojant metalografinę mikroskopiją, siekiant stebėti plyšio organizacinę struktūrą, ryšį su aplinkiniais audiniais ir plyšio vidaus ypatybes, siekiant dar labiau patvirtinti įtrūkimo tipą.
3. Stebėjimas skenuojančiu elektroniniu mikroskopu (SEM): stebėkite mikroskopinę plyšio morfologiją, lūžio paviršiaus charakteristikas ir elementų pasiskirstymą plyšio viduje per SEM, o tai suteikia tikslesnį plyšio tipo įvertinimo pagrindą.
4. Mechaninių savybių bandymas: matuojant mechanines savybes, tokias kaip medžiagos kietumas, atsparumas tempimui, takumo riba ir atsparumas smūgiams, kartu su plyšių morfologija ir vieta, visapusiškai išanalizuojamas įtrūkimų tipas ir priežastis.
5. Proceso parametrų analizė: kartu su žaliavų gamybos procesu, terminio apdorojimo procesu ir kalimo proceso parametrais, išanalizuoti galimas plyšių susidarymo priežastis ir pateikti svarbių įtrūkimų nustatymo užuominų.
