Niyə yüksək karbonlu polad asanlıqla qırılır?

Emal prosesində biz tapa bilərik ki, yay polad, daşıyıcı polad, təkər və ox polad kimi orta və yüksək karbonlu polad çoxlu qırılmalara meyllidir, metaloqrafik analiz üçün sınıq nümunəsi çox vaxt səbəb tapa bilmir. Bu poladlar ümumiyyətlə yüksək yorulma müqavimətini tələb edir və poladların qırılma möhkəmliyi yorğunluq performansının mühüm amilidir.

Elektrokimyəvi nöqteyi-nəzərdən daha yüksək möhkəmliyi təmin etmək üçün poladın tərkibinə karbonun əlavə edilməsi, katod rolunu oynayan və matrisin ətrafında anodik həll olunma reaksiyasını sürətləndirən dəmir karbidlərin çökməsinə gətirib çıxarır. Mikrostrukturda dəmir karbidin həcm hissəsinin artması da karbidin aşağı hidrogen həddindən artıq gərginliyi ilə əlaqələndirilir. Poladın səthi hidrogeni yaratmaq və adsorbsiya etmək asandır və hidrogen atomlarının poladın içərisinə sızması onun həcm hissəsini artıra bilər ki, bu da nəticədə materialın hidrogenin kövrəklik müqavimətini əhəmiyyətli dərəcədə azaldır. Avtomobil poladı xlorid kimi müxtəlif korroziyalı mühitlərə məruz qalarsa, mümkün stress korroziyasının krekinqi (SCC) avtomobilin təhlükəsizliyinə ciddi təsir göstərəcəkdir.

Karbon miqdarı nə qədər yüksəkdirsə, hidrogenin diffuziya əmsalı bir o qədər aşağı olur və polad səthində hidrogen həddindən artıq gərginliyinin azalması nəticəsində yaranan hidrogenin həllolma qabiliyyəti bir o qədər yüksəkdir. Yavaş deformasiya dərəcəsinin dartılma sınağı göstərir ki, stres korroziyasına qarşı krekinq müqaviməti karbon miqdarının artması ilə azalır. Karbidlərin həcm hissəsi ilə düz mütənasibdir. Hidrogenin azaldılması reaksiyasının artması və hidrogenin nümunəyə vurulması ilə anodik həll olunma reaksiyası sürüşmə zolaqları yaratmaq üçün sürətlənir. Karbon miqdarı nə qədər yüksək olarsa, elektrokimyəvi korroziya reaksiyasının təsiri altında poladdakı karbidlərin hidrogenin kövrəkləşməsi ehtimalı bir o qədər çox olacaqdır. Poladın əla korroziyaya davamlılığına və hidrogen kövrəkliyinə qarşı müqavimətə malik olmasını təmin etmək üçün karbidlərin çökdürülməsi və idarə edilməsi effektiv üsuldur.

Avtomobil hissələrində orta və yüksək karbonlu poladın tətbiqi hidrogenin kövrəklik müqavimətinin açıq şəkildə azalması səbəbindən məhduddur. Bu hidrogen kövrəkliyi həssaslığı karbon tərkibi ilə sıx bağlıdır və dəmir karbid (Fe2.4C/Fe3C) aşağı hidrogen həddindən artıq gərginliyi şəraitində çökür. Ümumiyyətlə, istilik müalicəsi qalıq gərginliyi aradan qaldırmaq və stres korroziyasının krekinqi və ya hidrogen kövrəkləşməsi nəticəsində yaranan yerli səth korroziya reaksiyası üçün hidrogen tələsinin səmərəliliyini artırmaq üçün istifadə edilə bilər. Orta karbonlu və ya yüksək karbonlu poladdan hissələr və ya sürücü valları kimi istifadə edərkən karbid tərkibinə ciddi nəzarət edilməlidir.

Hal-hazırda poladın qırılma möhkəmliyini artırmaq üçün üç üsul var. Birinci üsul poladın tərkibini optimallaşdırmaqdır, yəni Ni, V, N və digər ərinti elementlərinin gücləndirici təsirindən istifadə etməkdir. İkincisi, poladın taxıl və strukturu yuvarlanma və istilik müalicəsi zamanı təmizlənir və homojenləşdirilir. Üçüncüsü, poladdakı sərt faza daxilolmalarını denatürasiya etməkdir. Həm də bilinməlidir ki, polad matrisin sınıq möhkəmliyini artırmaq özü polad matrisdə sərt daxilolmaların yaratdığı güclü gərginlik konsentrasiyası problemini həll etmir və buna görə də məhdud şəkildə qırılma möhkəmliyini artırır.