Metallmaterjalide tootmisel, töötlemisel ja pealekandmisel on praod sagedaseks defektiks, mis mõjutab tõsiselt materjalide jõudlust ja kasutusiga. Pragude ilmnemine mitte ainult ei vähenda materjali tugevust, sitkust ja väsimust, vaid võib põhjustada ka purunemisõnnetusi, mille tulemuseks on tõsine ohutusoht. Seetõttu on toote kvaliteedi tagamiseks, tootmisprotsessi optimeerimiseks ja ohutusavariide ärahoidmiseks oluline täpselt eristada ja tuvastada toorainepraod, kuumtöötluspraod ja sepistamispraod.
I. Tooraine praod
1. Omadused
Toormaterjalis esinevad tavaliselt mitmesuguse kujuga praod, näiteks sirgjooned, volditud jooned, võrk või ebakorrapärane kuju. Need praod võivad olla põhjustatud lisanditest, mullidest, ebaühtlasest korraldusest või sulamisdefektidest tooraine tootmisprotsessis. Praod näitavad sageli selget värvimuutust, nagu oksüdatsioon, korrosioon või määrdumine, ja pragude pind on suhteliselt kare, sageli kaasnevad väikesed killud või pragude tipud.
2. Genesis
Tooraine pragude põhjused on keerulised ja mitmekesised:
- Ebapiisav sulatusprotsess: sulamistemperatuuri ja -aja ebapiisav kontroll, mille tulemuseks on legeerivate elementide ebaühtlane jaotumine, eraldumine või lisamine.
- Valamise defektid: ebapiisav temperatuuri reguleerimine valamise ajal, halvasti konstrueeritud vormid või kiire valukiirus võivad põhjustada gaasimulle või lisandeid, mida ei saa täielikult õhutada ja millest võivad tekkida praod.
- Tooraine ladustamine ja transport: pikaajaline ladustamine niiskes keskkonnas, ebaõige käsitsemine või virnastamissurve võivad põhjustada pinge kontsentratsiooni tooraine sees, mis võib põhjustada pragude tekkimist.
3. Eristamismeetodid
Toormaterjalide pragusid saab tavaliselt tuvastada visuaalse vaatluse, metallurgilise mikroskoopilise analüüsi või röntgenuuringuga. Praod paiknevad sageli tooraine sees või pinnal ning erinevad oluliselt materjali korraldusest, värvist ja pinnaseisundist.
II. Kuumtöötluspraod
1. Omadused
Termotöötluspragu on materjali kuumtöötlusprotsessis organisatsiooni ümberkujundamise tõttu, pinge kontsentratsioon või temperatuurimuutus on liiga kiire ja tekitab pragusid. Need praod esinevad tavaliselt piki terade piire või kristallide jaotusomaduste kaudu ning pragude suund on sageli kooskõlas pinge suunaga. Kuumtöödeldud pragude pind on sile, mõnikord oksüdatsioonivärviga.
2. Põhjused
Kuumtöötluspragude teke on seotud järgmiste teguritega:
- Pingete kontsentratsioon: termilised pinged tekivad materjali temperatuurimuutustest kuumtöötlemisel. Kui materjali sees on defekte või ebaühtlane struktuur, võib see põhjustada pingete koondumist ja pragude teket.
- Kudede transformatsioon: mõnes metallis võivad koe muundumisega kiirel kuumutamisel või jahutamisel kaasneda mahu muutused, mis toob kaasa sisepingete suurenemise, mis võib põhjustada pragusid.
- Kuumutamis- ja jahutuskiirus: Sobimatu kuumutamis-, jahutuskiiruse või jahutusaine valik võib põhjustada sisepingete ebaühtlast jaotumist materjalis, mille tulemuseks on pragude teke.
3. Eristamismeetodid
Kuumtöötluspragude tuvastamine põhineb tavaliselt metallurgilise mikroskoopia analüüsil, skaneeriva elektronmikroskoopia (SEM) vaatlusel ja mehaaniliste omaduste testimisel. Jälgides pragude morfoloogiat, asukohta ja seost koega ning kombineerides kuumtöötlusprotsessi parameetreid, saab pragu tüüpi täpsemalt hinnata.
III. Pragude sepistamine
1. Omadused
Sepistamispragu on materjali sepistamise protsessis ebaühtlase deformatsiooni, pinge kontsentratsiooni või stantsi disaini ja pragude tõttu. Need praod ulatuvad tavaliselt piki sepistamissuunda ja pragudega kaasnevad mõlemal küljel ilmsed sepistamise voolujooned. Sepispragude pind on krobeline, sageli oksiidikihtide ja sepisvoltidega.
2. Põhjused
Sepistamise pragude peamised põhjused on järgmised:
- Ebaühtlane deformatsioon: sepistamise käigus deformeerub materjal ebaühtlaselt ebaühtlase temperatuurijaotuse, deformatsioonikiiruste erinevuste või valede vormide tõttu, mille tulemuseks on ebaühtlane deformatsioon ja pingekontsentratsioonid.
- Vormikujundusprobleemid: vormi kujundus on ebamõistlik, näiteks ümarnurga raadius on liiga väike, hallitusseened on ebaõiged või vormimaterjalide valik on vale, võib sepistamisprotsessis tekkida pragusid.
- Vale kasutamine: halb määrimine sepistamise ajal, liiga kõrge või liiga madal temperatuur, liiga suur sepistamiskiirus jne, võivad põhjustada pragusid.
3. Eristamismeetodid
Sepistamispragude tuvastamine põhineb tavaliselt makroskoopilisel vaatlusel, metallurgilise mikroskoobi analüüsil ja mehaaniliste omaduste testimisel. Jälgides prao kuju, asukohta, seost sepistamise voolujoonega ja prao sees toimuvat oksüdatsiooni koos sepistamisprotsessi parameetritega, saate täpsemalt hinnata prao tüüpi.
Neljandaks, kõikehõlmav eristamise meetod
Toorainepragude, kuumtöötluspragude ja sepistamispragude täpseks eristamiseks saab kõikehõlmavalt kasutada järgmisi meetodeid:
1. makrovaatlus: pragude vormi, asukoha, värvi ja pinnaseisundi jälgimise kaudu esialgne hinnang pragude tüübi kohta.
2. metallograafilise mikroskoopia analüüs: metallograafilise mikroskoopia abil pragu organisatsioonilise struktuuri, seose ümbritseva koega ja prao sisemuse omaduste jälgimiseks, et täiendavalt kinnitada pragu tüüpi.
3. Skaneeriva elektronmikroskoobi (SEM) vaatlus: jälgige prao mikroskoopilist morfoloogiat, murdepinna karakteristikuid ja elementide jaotust praos sees läbi SEM-i, mis annab täpsema aluse prao tüübi hindamiseks.
4. Mehaaniliste omaduste katse: mõõtes materjali mehaanilisi omadusi, nagu kõvadus, tõmbetugevus, voolavuspiir ja löögitugevus, koos pragude morfoloogia ja asukohaga, analüüsige põhjalikult pragude tüüpi ja põhjust.
5. Protsessi parameetrite analüüs: koos tooraine tootmisprotsessi, kuumtöötlemisprotsessi ja sepistamisprotsessi parameetritega analüüsida pragude tekke võimalikke põhjuseid ja anda olulisi vihjeid pragude tuvastamiseks.