Den mest intuitiva förståelsen av ythärdning är att den kan förbättra ythårdheten hos material och förbättra slitstyrkan. Men det är också ett effektivt sätt att förbättra utmattningshållfastheten hos material. Vet du varför? Idag ska vi ta en titt på mekanismen bakom detta.
Det finns tre huvudorsaker till den vanligaste kärnbildningen av utmattningssprickor, som visas i figuren ovan. Den ena är glidförskjutning på materialets yta, och de andra två orsakas av inre defekter i materialet, såsom inre främmande materialinneslutningar, korngränsspalter (såsom krymphål), etc. Idag diskuterar vi effekten av ythärdning på utmattningshållfasthet. Förutsatt att materialet inte har några defekter, är glidluxationer i fokus.
När materialet utsätts för yttre kraft sker glidning i mikroskopisk skala, och glidbanden producerar extrudering och intrång genom att glida mot varandra. Som visas i figuren nedan fungerar dessa glidband och de intilliggande områdena för extrudering och intrång som spänningskoncentrationspunkter, där sprickor uppstår och utvecklas. Eftersom skjuvspänningen är dominerande uppstår vanligtvis sprickor och expanderar i 45 graders vinkel. Jämfört med de inre kornen är kornen på ytan av delarna mer benägna att bilda defekter tidigare på grund av bristen på stöd från de omgivande kornen.
När vi ythärdar delarna, förbättras materialytans hårdhet avsevärt, och hårdheten är direkt relaterad till metallens styrka. Hårdhetsökningen gör att dess förmåga att motstå plastisk deformation har ökat. Jämfört med mjuka material som inte har härdat, är det relativt mindre sannolikt att det härdade materialet producerar glidförskjutning. Om du observerar mikrofotografiet kommer du att upptäcka att det i princip inte finns någon tydlig extrudering eller intrång på den härdade ytan. Därför finns det ingen spänningskoncentration orsakad av glidförskjutning på metallytan, och möjligheten för sprickinitiering är avsevärt reducerad. Detta är huvudorsaken till att ythärdning kan förbättra materialets utmattningshållfasthet. Naturligtvis finns det också en sekundär anledning. Efter härdning och härdning kan ytan av materialet vanligtvis bilda kvarvarande tryckspänning på ytan. Denna resterande tryckspänning hjälper också till att motstå initieringen och expansionen av utmattningssprickor, och förbättrar därigenom materialets utmattningslivslängd. Det finns dock två punkter att påminna alla i slutet: För det första, om den strukturella utformningen av delarna är orimlig eller kontrollen av härdningsprocessen är orimlig, kan sprickor eller mikrosprickor uppstå under härdningsprocessen, vilket kommer att bli källan till utmattningsfel. För det andra, om de härdade delarna behöver bearbetas, kan dessa processer också orsaka mikrosprickor (som slipsprickor) eller ändra hårdhetsfördelningen, minska kvarvarande tryckspänning eller till och med omvandla den till dragspänning, vilket kommer att bli några ogynnsamma faktorer som påverkar utmattningshållfastheten.(文章来源:iMechanics机械)
