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详解细碎机零件工况及金属表面的材料

11/11/26  浏览:

    实际细碎机零件的宏观分析和微观分析有了解细碎机零件在工况条件的基础上,就要对零件失效原因进行宏观分析。所谓宏观分析就是指用肉眼观察零件细碎机的特征,拍摄各种有代表性的照片,对细碎机部位尺寸和形状的变化进行必要的测量和记录,收集现场资料等。对磨料细碎机零件来说,它在细碎机和失效过程中的宏观特征是十分明显的,其尺寸细碎机量和形状变化特征常常是显而易见的,而细碎机表面的擦痕、凹坑常常用肉眼都能观察到,因此,对实际细碎机零件的宏观分析,并及时将观察到的直观形象用像片给予记录和保留,将是有益和重要的工作。从某种意义上说,宏观失效的特征有时更能直观地反映零件细碎机的特征,那种忽视宏观特征片面追求离倍F的微观分析结果是错误的,正确的方法应是多种方法综合分析的结果。
    为了获得进一步的信息就需要对细碎机零件表面进行细致的微观分析。采用更高倍数的微观分析仪器在实验室中对样品进行分析。这里叮以采用一般的光学金相显微镜,实体显微镜等,目前常用而比较有效的方法是采用扫描电镜和透射电镜来观察新鲜的细碎机表而,其取样部位及分析力法的慨貌。
    在经受磨料细碎机的工作表面上,其宏观形貌常常是用肉眼直接能观察到的擦痕、凹坑及粗大裂纹等缺陷。而在扫描电镜下观察,则可进一步看到犁沟及金属隆起的微观形貌,还可以看到更细小的凹坑形貌,底部构成以及微裂纹的产生和发展过程。利用扫描电镜中的能谱或波谱仪可以判断和测出异物的成分和分布,从而分析产生细碎机的原因。分析细碎机表面微观缺陷的严重程度和各种缺陷所占的比重,将对确定细碎机类型和选材依据提供有效的信息。
细碎机金属表面的材料冶金效应的介绍经过大量的金相研究证明,金属表面层的细碎机塑性变形是滑动细碎机摩擦的普遍现象。45号钢表面细碎机塑性变形层戴面的扫描电镜形貌及其示意图。可见在细碎机塑性变形区中靠近表面的部分形成一个高度变形层,显微组织强烈细化,取向性显著提高,其流线几乎与表面平行。在经过大距离的滑动细碎机摩擦之后,表面变形层会达到稳定状态,即高度变形层的厚度趋于恒定。
在细碎机塑性变形层的微观结构分析中,会发现位错结构的剧烈变化。如对低碳钢的细碎机摩擦表面层进行透射电镜薄膜样品的观察,可以看到不同深度处的位错结构。其中表示细碎机摩擦之前原始材料的位错。数量很少面且分布均匀。表示在~15um深度的位错结构已发生了明显的变化,可以看到很多高位错密度的窄带,这些区域是由细碎机塑性变形引起的小角度晶界的核心。表示在8~10um深度处位错的胞状结构已经开始形成。在最表层的位错胞尺寸还要小一些,而且沿滑动方向被拉长,甚至发生碎花。在周期运动中,这些位错包壁将形成应力集中,特别是与滑动方向垂直的那些胞壁。这些区域将在循环载荷作用下产生微粒裂纹,成为疲劳磨损的根源。
  如果同时考虑到细碎机摩擦过程的温度效应,则可以想象,细碎机塑性变形所引起的组织结构及性能变化必然受到细碎机摩擦温度的影响而发生回复再结晶过程。对这种综合效应在细碎机摩擦表面层的组织与性能方面造成的效果还很少进行研究,但无疑这对于细碎机摩擦与磨损机理的研究来说是一个十分重要的问题。
  对于一般细碎机材料,滑动细碎机摩擦可能引起表面层组织结构变化的另一个典型现象,就是形成“白层”结构。它的一般特征是具有相当高的硬度和耐腐蚀性,在制备金相试样时,用一般的腐蚀液很难被腐蚀,因此呈现白色,其厚度根据细碎机摩擦条件可以从几个到100um不等。这种现象并不限于细碎机摩擦表面,有时在喷完强化,磨削加工,电火花切割,激光处理之后的表面,以及长期使用的铁轨接头都会形成,因此是一个具有普遍性和现实意义的问题。