Itzaltzearen definizioa eta helburua
Altzairua Ac3 (altzairu hipoeutektoidea) edo Ac1 (altzairu hipereutektoidea) puntu kritikoaren gainetik berotzen da, denbora batez mantentzen da guztiz edo partzialki austenizatu arte, eta ondoren hozte-abiadura kritikoa baino handiagoa den abiaduran hozten da. Superhoztutako austenita martensita edo bainita baxuago bihurtzen duen tratamendu termiko prozesuari hozte deritzo.
Tenplatzearen helburua superhoztutako austenita martensita edo bainita bihurtzea da, martensita edo bainita baxuagoko egitura bat lortzeko, eta ondoren tenperatura desberdinetan tenplatzearekin konbinatzen da altzairuaren erresistentzia, gogortasuna eta erresistentzia asko hobetzeko. Higadura, nekearekiko erresistentzia eta gogortasuna, etab., hainbat pieza mekaniko eta erreminta erabilera-eskakizun desberdinak betetzeko. Tenplatzea ere erabil daiteke altzairu berezi batzuen propietate fisiko eta kimiko bereziak betetzeko, hala nola ferromagnetismoa eta korrosioarekiko erresistentzia.
Altzairuzko piezak egoera fisikoan aldaketak eragiten dituen hozte-ingurune batean hozten direnean, hozte-prozesua, oro har, hiru etapa hauetan banatzen da: lurrun-filmaren etapa, irakite-etapa eta konbekzio-etapa.
Altzairuaren gogorgarritasuna.
Gogortasuna eta gogortasuna altzairuak hozte-gaitasuna ezaugarritzen duten bi errendimendu-adierazle dira. Materialak hautatzeko eta erabiltzeko oinarri garrantzitsua ere badira.
1. Gogorgarritasunaren eta gogorgarritasunaren kontzeptuak
Gogortasuna altzairuak baldintza idealetan hoztu eta gogortu ondoren lor dezakeen gogortasun handiena lortzeko duen gaitasuna da. Altzairuaren gogortasuna zehazten duen faktore nagusia altzairuaren karbono edukia da. Zehatzago esateko, austenitan hoztean eta berotzean disolbatutako karbono edukia da. Zenbat eta karbono eduki handiagoa izan, orduan eta handiagoa da altzairuaren gogortasuna. . Altzairuaren aleazio elementuek eragin txikia dute gogortasunean, baina eragin handia dute altzairuaren gogortasunean.
Gogorgarritasunak altzairuaren gogortze-sakonera eta gogortasun-banaketa baldintza zehatzetan zehazten dituzten ezaugarriei egiten die erreferentzia. Hau da, altzairua hozten denean gogortutako geruzaren sakonera lortzeko gaitasuna. Altzairuaren berezko propietate bat da. Gogorgarritasunak, hain zuzen ere, austenitak martensita bihurtzeko duen erraztasuna islatzen du altzairua hozten denean. Batez ere, altzairuaren superhoztutako austenitaren egonkortasunarekin edo altzairuaren hozte-tasa kritikoarekin lotuta dago.
Aipatu behar da, halaber, altzairuaren gogorgarritasuna bereizi egin behar dela altzairuzko piezen gogortze-sakonera eraginkorra hozte-baldintza espezifikoetan. Altzairuaren gogorgarritasuna altzairuaren beraren propietate bat da. Bere barne faktoreen araberakoa da soilik eta ez du zerikusirik kanpoko faktoreekin. Altzairuaren gogortze-sakonera eraginkorra ez dago altzairuaren gogorgarritasunaren araberakoa soilik, baita erabilitako materialaren araberakoa ere. Kanpoko faktoreekin lotuta dago, hala nola hozte-euskarria eta piezaren tamaina. Adibidez, austenizazio-baldintza berdinetan, altzairu beraren gogorgarritasuna berdina da, baina uretan hoztearen gogortze-sakonera eraginkorra olioetan hoztearena baino handiagoa da, eta pieza txikiak olioetan hoztearena baino txikiagoak dira. Pieza handien gogortze-sakonera eraginkorra handia da. Ezin da esan uretan hozteak olioetan hozteak baino gogorgarritasun handiagoa duenik. Ezin da esan pieza txikiek pieza handiek baino gogorgarritasun handiagoa dutenik. Ikus daiteke altzairuaren gogorgarritasuna ebaluatzeko, kanpoko faktoreen eragina, hala nola piezaren forma, tamaina, hozte-euskarria, etab. ezabatu behar dela.
Gainera, gogorgarritasuna eta gogorgarritasuna bi kontzeptu desberdin direnez, hoztu ondoren gogortasun handia duen altzairuak ez du zertan gogorgarritasun handia izan; eta gogortasun txikiko altzairuak ere gogorgarritasun handia izan dezake.
2. Gogortasunean eragina duten faktoreak
Altzairuaren gogorgarritasuna austenitaren egonkortasunaren araberakoa da. Superhoztutako austenitaren egonkortasuna hobetu, C kurba eskuinera mugitu eta, horrela, hozte-abiadura kritikoa murriztu dezakeen edozein faktorek altzairu altuaren gogorgarritasuna hobetu dezake. Austenitaren egonkortasuna batez ere bere konposizio kimikoaren, ale-tamainaren eta konposizio-uniformetasunaren araberakoa da, eta hauek altzairuaren konposizio kimikoarekin eta berotze-baldintzekin lotuta daude.
3. Gogortasunaren neurketa-metodoa
Altzairuaren gogorgarritasuna neurtzeko metodo asko daude, baina erabilienak diametro kritikoaren neurketa-metodoa eta amaierako gogorgarritasun-proba-metodoa dira.
(1) Diametro kritikoa neurtzeko metodoa
Altzairua ingurune jakin batean hoztu ondoren, nukleoak martensita osoa edo % 50eko martensita egitura lortzen duenean gehienezko diametroa diametro kritikoa da, Dc-k adierazten duena. Diametro kritikoa neurtzeko metodoa diametro desberdineko haga biribil sorta bat egitea da, eta hoztu ondoren, gogortasun U kurba neurtzea diametroan zehar banatuta lagin-sekzio bakoitzean, eta erdian erdi-martensita egitura duen haga aurkitzea. Haga biribilen diametroa Hau da diametro kritikoa. Zenbat eta handiagoa izan diametro kritikoa, orduan eta handiagoa izango da altzairuaren gogorgarritasuna.
(2) Amaierako itzaltze-proba metodoa
Amaierako hozte-proba metodoak tamaina estandarreko amaierako hozte-lagin bat erabiltzen du (Ф25mm × 100mm). Austenizatu ondoren, ura ihinztatzen da laginaren mutur batean ekipamendu berezi batean hozteko. Hoztu ondoren, gogortasuna ardatzaren norabidean neurtzen da - urez hoztutako muturretik hasita. Distantzia-erlazio kurbaren proba-metodoa. Amaierako gogortze-proba metodoa altzairuaren gogorgarritasuna zehazteko metodoetako bat da. Bere abantailak funtzionamendu erraza eta aplikazio-eremu zabala dira.
4. Tentsioa, deformazioa eta pitzadurak baretzea
(1) Piezaren barne-tentsioa hoztean zehar
Pieza hozte-ingurune batean azkar hozten denean, piezak tamaina jakin bat duenez eta eroankortasun termikoaren koefizientea ere balio jakin bat duenez, tenperatura-gradiente jakin bat sortuko da piezaren barne-sekzioan hozte-prozesuan zehar. Gainazaleko tenperatura baxua da, nukleoaren tenperatura altua da, eta gainazaleko eta nukleoaren tenperaturak altuak dira. Tenperatura-aldea dago. Pieza hozteko prozesuan, bi fenomeno fisiko ere gertatzen dira: bata hedapen termikoa da, tenperatura jaisten den heinean, piezaren lerro-luzera txikitu egingo da; bestea austenita martensita bihurtzea da, tenperatura martensitaren eraldaketa-punturaino jaisten denean, eta horrek bolumen espezifikoa handituko du. Hozte-prozesuan zehar tenperatura-aldea dela eta, hedapen termikoaren kopurua desberdina izango da piezaren zeharkako sekzioko atal desberdinetan, eta barne-tentsioa sortuko da piezaren atal desberdinetan. Pieza barruan tenperatura-aldeak daudenez, baliteke tenperatura martensita agertzen den puntua baino azkarrago jaistea atalak ere egotea. Transformazioan, bolumena hedatu egiten da, eta tenperatura altua duten piezak oraindik puntua baino altuago daude eta austenita egoeran daude oraindik. Pieza desberdin hauek ere barne-tentsioa sortuko dute bolumen espezifikoen aldaketen ondorioz. Beraz, bi barne-tentsio mota sor daitezke hozte- eta tenplatze-prozesuan: bata tentsio termikoa da; bestea ehunen tentsioa.
Barne-tentsioaren existentzia-denboraren ezaugarrien arabera, berehalako tentsioan eta hondar-tentsioan ere bana daiteke. Hozte-prozesuan zehar une jakin batean piezak sortutako barne-tentsioari berehalako tentsioa deritzo; pieza hoztu ondoren, piezaren barruan geratzen den tentsioari hondar-tentsioa deritzo.
Tentsio termikoa piezaren berotzean (edo hoztean) tenperatura-aldeen ondorioz hedapen termiko (edo uzkurdura hotza) inkoherenteak eragindako tentsioa da.
Orain, hartu zilindro solido bat adibide gisa, hozte-prozesuan barne-tentsioaren eraketa eta aldaketa-arauak ilustratzeko. Hemen tentsio axiala bakarrik aztertuko da. Hoztearen hasieran, gainazala azkar hozten denez, tenperatura baxua da eta asko uzkurtzen da, nukleoa hozten den bitartean, tenperatura altua da eta uzkurdura txikia da. Ondorioz, gainazala eta barnealdea elkarri lotuta daude, eta horrek gainazalean trakzio-tentsioa sortzen du, nukleoa presiopean dagoen bitartean. Hozteak aurrera egin ahala, barnealdearen eta kanpoaldearen arteko tenperatura-aldea handitzen da, eta barne-tentsioa ere horren arabera handitzen da. Tentsioa tenperatura horretan etekin-erresistentzia gainditzeko handitzen denean, deformazio plastikoa gertatzen da. Bihotzaren lodiera gainazalarena baino handiagoa denez, bihotza beti uzkurtzen da axialki lehenik. Deformazio plastikoaren ondorioz, barne-tentsioa ez da gehiago handitzen. Denbora-tarte jakin batera hoztu ondoren, gainazaleko tenperaturaren jaitsiera pixkanaka motelduko da, eta uzkurdura ere pixkanaka gutxituko da. Une honetan, nukleoa oraindik uzkurtzen ari da, beraz, gainazaleko trakzio-tentsioa eta nukleoaren konpresio-tentsioa pixkanaka gutxituko dira desagertu arte. Hala ere, hozteak aurrera egin ahala, gainazaleko hezetasuna gero eta txikiagoa da, eta uzkurdura kopurua gero eta txikiagoa da, edo uzkurtzeari ere utziko dio. Nukleoko tenperatura oraindik altua denez, uzkurtzen jarraituko du, eta azkenean konpresio-tentsioa sortuko da piezaren gainazalean, nukleoak, berriz, trakzio-tentsioa izango du. Hala ere, tenperatura baxua denez, deformazio plastikoa ez da erraza gertatzen, beraz, tentsio hori handituko da hozteak aurrera egin ahala. Handitzen jarraitzen du eta azkenean piezaren barruan geratzen da hondar-tentsio gisa.
Ikus daiteke hozte-prozesuan zehar gertatzen den tentsio termikoak hasieran gainazaleko geruza luzatzea eta nukleoa konprimitzea eragiten duela, eta geratzen den hondar-tentsioa gainazaleko geruza konprimitzea eta nukleoa luzatzea dela.
Laburbilduz, hozte-prozesuan zehar sortutako tentsio termikoa hozte-prozesuan zeharreko tenperatura-aldeak eragiten du. Zenbat eta hozte-abiadura handiagoa eta zenbat eta handiagoa izan zeharreko tenperatura-aldea, orduan eta handiagoa izango da sortutako tentsio termikoa. Hozte-ingurunearen baldintza berberetan, zenbat eta handiagoa izan piezaren berotze-tenperatura, orduan eta handiagoa izango da tamaina, orduan eta txikiagoa izango da altzairuaren eroankortasun termikoa, orduan eta handiagoa izango da piezaren barruko tenperatura-aldea eta orduan eta handiagoa izango da tentsio termikoa. Pieza tenperatura altuan modu irregularrean hozten bada, distortsionatu eta deformatu egingo da. Pieza hozte-prozesuan zehar sortutako berehalako trakzio-tentsioa materialaren trakzio-erresistentzia baino handiagoa bada, hozte-pitzadurak gertatuko dira.
Fase-eraldaketaren tentsioak piezaren hainbat ataletan fase-eraldaketaren denbora desberdinak eragindako tentsioa adierazten du bero-tratamendu prozesuan zehar, ehunen tentsioa bezala ere ezagutzen da.
Hozte azkarraren eta hozte azkarraren prozesuan, gainazaleko geruza Ms punturaino hozten denean, eraldaketa martensitikoa gertatzen da eta bolumenaren hedapena eragiten du. Hala ere, oraindik eraldaketa jasan ez duen nukleoaren oztopoengatik, gainazaleko geruzak konpresio-tentsioa sortzen du, nukleoak, berriz, trakzio-tentsioa du. Tentsioa nahikoa handia denean, deformazioa eragingo du. Nukleoa Ms punturaino hozten denean, eraldaketa martensitikoa ere jasango du eta bolumenean hedatuko da. Hala ere, plastikotasun txikiko eta erresistentzia handiko gainazaleko geruzaren mugapenengatik, bere azken hondar-tentsioa gainazaleko tentsio moduan izango da, eta nukleoa presiopean egongo da. Ikus daiteke fase-eraldaketa tentsioaren aldaketa eta azken egoera tentsio termikoaren guztiz kontrakoak direla. Gainera, fase-aldaketa tentsioa tenperatura baxuetan eta plastikotasun txikian gertatzen denez, deformazioa zaila da une honetan, beraz, fase-aldaketa tentsioak piezaren pitzadurak eragiteko aukera gehiago du.
Fase-eraldaketa tentsioaren tamainan eragina duten faktore asko daude. Martensitaren eraldaketa tenperatura-tartean altzairuaren hozte-abiadura zenbat eta azkarragoa izan, altzairuzko piezaren tamaina zenbat eta handiagoa izan, orduan eta okerragoa izango da altzairuaren eroankortasun termikoa, martensitaren bolumen espezifiko handiagoa izan, orduan eta handiagoa izango da fase-eraldaketa tentsioa. Zenbat eta handiagoa izan. Gainera, fase-eraldaketa tentsioa altzairuaren konposizioarekin eta gogorgarritasunarekin ere lotuta dago. Adibidez, karbono handiko aleazio handiko altzairuak martensitaren bolumen espezifikoa handitzen du karbono eduki handia duelako, eta horrek altzairuaren fase-eraldaketa tentsioa handitu beharko luke. Hala ere, karbono edukia handitzen den heinean, Ms puntua gutxitzen da, eta austenita kopuru handia geratzen da hoztearen ondoren. Bere bolumen-hedapena gutxitzen da eta hondar-tentsioa txikia da.
(2) Piezaren deformazioa hoztean zehar
Tenplatzean, bi deformazio mota nagusi daude piezan: bata piezaren forma geometrikoaren aldaketa da, tamaina eta forma aldaketetan agertzen dena, askotan deformazio deiturikoa, eta tenplatze-tentsioak eragiten duena; bestea bolumen-deformazioa da, piezaren bolumenaren hedapen edo uzkurdura proportzional gisa agertzen dena, fase-aldaketan bolumen espezifikoaren aldaketak eragiten duena.
Deformazio-deformazioak forma-deformazioa eta bihurdura-deformazioa ere barne hartzen ditu. Birdura-deformazioa batez ere pieza labean berotzean desegoki kokatzeagatik gertatzen da, edo hoztu aurretik deformazioa zuzendu ondoren konformazio-tratamendurik ez egiteagatik, edo pieza hozten denean piezaren hainbat atalen hozte irregularragatik. Deformazio hau egoera zehatzetarako aztertu eta konpondu daiteke. Jarraian, batez ere bolumen-deformazioa eta forma-deformazioa aztertzen dira.
1) Tenplatze bidezko deformazioaren arrazoiak eta haren aldaketa-arauak
Egitura-eraldaketak eragindako bolumen-deformazioa Piezaren egitura-egoera hoztu aurretik perlita da oro har, hau da, ferrita eta zementita nahasketa bat, eta hoztu ondoren egitura martensitikoa da. Ehun hauen bolumen espezifiko desberdinek bolumen-aldaketak eragingo dituzte hoztu aurretik eta ondoren, eta ondorioz deformazioa. Hala ere, deformazio honek pieza proportzionalki zabaldu eta uzkurtzea baino ez du eragiten, beraz, ez du piezaren forma aldatzen.
Gainera, zenbat eta martensita gehiago egon egituran tratamendu termikoaren ondoren, edo zenbat eta karbono-edukia handiagoa izan martensitan, orduan eta handiagoa izango da bolumen-hedapena, eta zenbat eta gehiago atxikitako austenita-kopurua, orduan eta txikiagoa izango da bolumen-hedapena. Beraz, bolumen-aldaketa kontrola daiteke tratamendu termikoan zehar martensitaren eta hondar-martensitaren edukia erlatiboa kontrolatuz. Behar bezala kontrolatzen bada, bolumena ez da zabalduko ez txikituko.
Tentsio termikoak eragindako formaren deformazioa Tentsio termikoak eragindako deformazioa tenperatura altuko eremuetan gertatzen da, non altzairuzko piezen etekin-erresistentzia baxua den, plastizitatea handia den, gainazala azkar hozten den eta piezaren barnealdearen eta kanpoaldearen arteko tenperatura-aldea handiena den. Une honetan, berehalako tentsio termikoa gainazaleko trakzio-tentsioa eta nukleoaren konpresio-tentsioa dira. Une honetan nukleoaren tenperatura altua denez, etekin-erresistentzia gainazalekoa baino askoz txikiagoa da, beraz, deformazio gisa agertzen da norabide anitzeko konpresio-tentsioaren eraginpean, hau da, kuboa norabide esferikoa da. Aniztasuna. Emaitza da handiena uzkurtu egiten dela, eta txikiagoa zabaltzen dena. Adibidez, zilindro luze bat luzeraren norabidean laburtzen da eta diametroaren norabidean zabaltzen da.
Ehunen tentsioak eragindako formaren deformazioa Ehunen tentsioak eragindako deformazioa ehunen tentsioa maximoa den une goiztiarrean ere gertatzen da. Une horretan, zeharkako sekzioaren tenperatura-aldea handia da, nukleoaren tenperatura altuagoa da, oraindik austenita egoeran dago, plastizitatea ona da eta etekin-erresistentzia baxua da. Berehalako ehunen tentsioa gainazaleko konpresio-tentsioa eta nukleoaren trakzio-tentsioa da. Beraz, deformazioa nukleoaren luzapen gisa agertzen da norabide anitzeko trakzio-tentsioaren eraginpean. Ondorioz, ehunen tentsioaren eraginpean, piezaren alde handiena luzatzen da, eta alde txikiagoa laburtzen da. Adibidez, zilindro luze batean ehunen tentsioak eragindako deformazioa luzeran luzatzea eta diametroan murriztea da.
5.3 taulak altzairuzko pieza tipiko batzuen hozte-deformazio arauak erakusten ditu.
2) Tenplatze-deformazioan eragina duten faktoreak
Tenplatze-deformazioan eragina duten faktoreak batez ere altzairuaren konposizio kimikoa, jatorrizko egitura, piezen geometria eta tratamendu termikoaren prozesua dira.
3) Pitzadurak itzaltzea
Piezen pitzadurak batez ere tenplatze eta hozte fase amaieran gertatzen dira, hau da, eraldaketa martensitikoa ia amaitu ondoren edo hozte osoa egin ondoren, haustura hauskorra gertatzen da piezen trakzio-tentsioa altzairuaren haustura-erresistentzia baino handiagoa delako. Pitzadurak normalean trakzio-deformazio maximoaren norabidearekiko perpendikularrak dira, beraz, piezen pitzadura mota desberdinak batez ere tentsio-banaketa egoeraren araberakoak dira.
Ohiko hozte-arraildura motak: Luzerako (axial) arraildurak sortzen dira batez ere trakzio-tentsio tangentzialak materialaren haustura-erresistentzia gainditzen duenean; zeharkako arraildurak sortzen dira piezaren barne-gainazalean eratutako trakzio-tentsio axial handiak materialaren haustura-erresistentzia gainditzen duenean. Arraildurak; sare-arraildurak gainazalean bi dimentsioko trakzio-tentsioaren eraginez sortzen dira; zuritze-arraildurak geruza gogortu oso mehe batean gertatzen dira, eta hori gerta daiteke tentsioa nabarmen aldatzen denean eta trakzio-tentsio gehiegizkoak norabide erradialean eragiten duenean. Arraildura mota.
Luzerako pitzadurak ardatz-pitzadurak ere deitzen dira. Pitzadurak piezaren gainazaletik gertu tentsio maximoan gertatzen dira, eta sakonera jakin bat dute erdigunerantz. Pitzaduren norabidea, oro har, ardatzarekiko paraleloa da, baina norabidea alda daiteke piezan tentsio-kontzentrazioa dagoenean edo barneko egitura-akatsak daudenean.
Pieza guztiz hoztu ondoren, luzetarako pitzadurak gertatzeko joera dago. Hori hoztutako piezaren gainazalean dagoen trakzio-tentsio tangentzial handiarekin lotuta dago. Altzairuaren karbono-edukia handitzen den heinean, luzetarako pitzadurak sortzeko joera handitzen da. Karbono gutxiko altzairuak martensita-bolumen espezifiko txikia eta tentsio termiko handia ditu. Gainazalean konpresio-tentsio hondar handia dago, beraz, ez da erraza hoztea. Karbono-edukia handitzen den heinean, gainazaleko konpresio-tentsioa gutxitzen da eta egitura-tentsioa handitzen da. Aldi berean, trakzio-tentsio maximoa gainazaleko geruzarantz mugitzen da. Beraz, karbono handiko altzairuak luzetarako hozte-pitzadurak izateko joera du gehiegi berotzen denean.
Piezen tamainak zuzenean eragiten dio hondar-tentsioaren tamainari eta banaketari, eta haien hozte-pitzadura joera ere desberdina da. Luzerako pitzadurak ere erraz sortzen dira zeharkako sekzio-tamaina arriskutsuen barruan hoztean. Gainera, altzairuzko lehengaien blokeoak askotan luzetarako pitzadurak eragiten ditu. Altzairuzko pieza gehienak ijezketa bidez egiten direnez, altzairuan dauden urrerik gabeko inklusioak, karburoak eta abar deformazio-norabidean zehar banatzen dira, eta horrek altzairua anisotropikoa izatea eragiten du. Adibidez, tresna-altzairuak banda-itxurako egitura badu, hozte-prozesuaren ondoren zeharkako haustura-erresistentzia luzetarako haustura-erresistentzia baino % 30etik % 50era txikiagoa da. Altzairuan urrerik gabeko inklusioak bezalako faktoreak badaude tentsio-kontzentrazioa eragiten dutenak, tentsio tangentziala tentsio axiala baino handiagoa bada ere, luzetarako pitzadurak erraz sortzen dira tentsio baxuko baldintzetan. Horregatik, altzairuan dauden inklusio ez-metalikoen eta azukre-mailaren kontrol zorrotza faktore garrantzitsua da hozte-pitzadurak saihesteko.
Zeharkako pitzaduren eta arku-pitzaduren barne-tentsioaren banaketa-ezaugarriak hauek dira: gainazala konpresio-tentsioaren menpe dago. Gainazaletik distantzia jakin bat utzi ondoren, konpresio-tentsioa trakzio-tentsio handi bihurtzen da. Pitzadura trakzio-tentsioaren eremuan gertatzen da, eta orduan, barne-tentsioa piezaren gainazalera hedatzen da birbanatzen bada edo altzairuaren hauskortasuna gehiago handitzen bada bakarrik.
Zeharkako pitzadurak askotan ardatz-zati handietan gertatzen dira, hala nola arraboletan, turbina-errotoreetan edo beste ardatz-zati batzuetan. Pitzadura horien ezaugarriak ardatzaren norabidearekiko perpendikularrak direla eta barrutik kanpora hausten direla dira. Gogortu aurretik sortzen dira askotan eta tentsio termikoak eragiten ditu. Forja handiek askotan akatsak metalurgikoak izaten dituzte, hala nola poroak, inklusioak, forja-pitzadurak eta orban zuriak. Akats hauek haustura eta hausturaren abiapuntu dira ardatz-tentsioaren eraginpean. Arku-pitzadurak tentsio termikoak eragiten ditu eta normalean arku forman banatzen dira piezaren forma aldatzen den piezetan. Batez ere piezaren barruan edo ertz zorrotzen, ildasken eta zuloen ondoan gertatzen da, eta arku forman banatzen da. 80 eta 100 mm edo gehiagoko diametroa edo lodiera duten altzairu karbono handiko piezak ez direnean hozten, gainazalak konpresio-tentsioa erakutsiko du eta erdiguneak trakzio-tentsioa. Tentsioa, trakzio-tentsio maximoa gogortutako geruzatik gogortu gabeko geruzarako trantsizio-eremuan gertatzen da, eta arku-pitzadurak eremu horietan gertatzen dira. Gainera, ertz zorrotzetan eta izkinetan hozte-abiadura azkarra da eta guztiak hoztuta daude. Pieza leunetara igarotzean, hau da, gogortu gabeko eremura, trakzio-tentsio maximoaren eremua agertzen da hemen, beraz, arku-pitzadurak gertatzeko joera dago. Piezaren zuloaren, ildoaren edo erdiko zuloaren ondoan hozte-abiadura motela da, dagokion gogortutako geruza mehea da, eta gogortutako trantsizio-eremuaren ondoan trakzio-tentsioak erraz sor ditzake arku-pitzadurak.
Erretikula-arrailak, gainazaleko arrailak bezala ere ezagunak, gainazaleko arrailak dira. Arrailaren sakonera txikia da, oro har 0,01~1,5 mm ingurukoa. Arraildura mota honen ezaugarri nagusia da arrailduraren norabide arbitrarioak ez duela zerikusirik piezaren formarekin. Arraildura asko elkarri lotuta daude sare bat osatzeko eta oso sakabanatuta daude. Arrailduraren sakonera handiagoa denean, adibidez, 1 mm baino gehiago, sarearen ezaugarriak desagertzen dira eta ausaz orientatutako edo luzetara banatutako arraildura bihurtzen dira. Sare-arraildurak gainazaleko bi dimentsioko trakzio-tentsioaren egoerarekin lotuta daude.
Gainazalean deskarbonizatutako geruza bat duten karbono handiko edo karburizatutako altzairuzko piezek sare-pitzadurak sortzeko joera dute hoztean. Hori gertatzen da gainazaleko geruzak karbono-eduki txikiagoa eta bolumen espezifiko txikiagoa duelako martensitaren barneko geruzak baino. Hoztean, karburoaren gainazaleko geruza trakzio-tentsioaren menpe dago. Prozesaketa mekanikoan zehar desfosforizazio-geruza guztiz kendu ez zaien piezek ere sare-pitzadurak sortuko dituzte maiztasun handiko edo sugar bidezko gainazaleko hoztean. Pitzadura horiek ekiditeko, piezen gainazaleko kalitatea zorrotz kontrolatu behar da, eta oxidazio-soldadura saihestu behar da tratamendu termikoan zehar. Gainera, forja-matrizea denbora-tarte batez erabili ondoren, barrunbeko zerrendetan edo sareetan agertzen diren neke termikoko pitzadurak eta hoztutako piezen artezketa-prozesuan pitzadurak forma honetakoak dira.
Pitzadura zurituak gainazaleko geruzaren eremu oso estu batean gertatzen dira. Konpresio-tentsioak norabide axialean eta tangentzialean eragiten du, eta trakzio-tentsioa norabide erradialean. Pitzadurak piezaren gainazalarekiko paraleloak dira. Gainazaleko hozte eta karburazio bidezko piezak hoztu ondoren gogortutako geruza zuritzea pitzadura horien artean dago. Bere agerpena gogortutako geruzaren egitura irregularrarekin lotuta dago. Adibidez, altzairu karburizatu aleatua abiadura jakin batean hoztu ondoren, karburatutako geruzan egitura hauxe da: kanpoko geruza perlita + karburo oso finarekin, eta azpigeruza martensita + austenita hondarra da, barneko geruza perlita fina edo perlita egitura oso fina du. Azpigeruzaren martensitaren eraketa-bolumen espezifikoa handiena denez, bolumen-hedapenaren ondorioz, konpresio-tentsioak gainazaleko geruzan norabide axialean eta tangentzialean eragiten du, eta trakzio-tentsioa norabide erradialean gertatzen da, eta tentsio-mutazio bat gertatzen da barrurantz, konpresio-tentsio egoera batera igaroz, eta zuritutako pitzadurak tentsioa nabarmen aldatzen den eremu oso meheetan gertatzen dira. Oro har, pitzadurak gainazalarekiko paraleloan ezkutatzen dira barruan, eta kasu larrietan gainazala zuritzea eragin dezakete. Karburatutako piezen hozte-abiadura bizkortzen edo murrizten bada, martensita-egitura uniformea edo perlita-egitura ultrafina lor daiteke karburatutako geruzan, eta horrek pitzadura horiek agertzea eragotzi dezake. Gainera, maiztasun handiko edo sugar bidezko gainazala hoztean, gainazala askotan gehiegi berotzen da eta gogortutako geruzaren zeharreko egitura-ez-homogeneoak erraz sor ditzake gainazaleko pitzadura horiek.
Mikroarrailak aipatutako lau arrailduretatik desberdinak dira, mikrotentsioak eragiten baititu. Karbono handiko altzairuzko tresna-piezak edo karburatutako piezak hoztu, gehiegi berotu eta arteztu ondoren agertzen diren pikor arteko arrailduretan, baita hoztutako piezen tenplaketa garaiz ez egiteagatik sortutako pitzaduretan ere, altzairuan dauden mikroarrailen existentziarekin eta ondorengo hedapenarekin lotuta daude.
Mikroarrailak mikroskopiopean aztertu behar dira. Normalean austenita aleen mugetan edo martensita xaflen elkargunean gertatzen dira. Arraila batzuk martensita xafletan zeharkatzen dituzte. Ikerketek erakusten dute mikroarrailak ohikoagoak direla martensita bikitu malutetan. Arrazoia da martensita malutak elkarren artean talka egiten duela abiadura handian hazten direnean eta tentsio handia sortzen duela. Hala ere, bikitutako martensita bera hauskorra da eta ezin du deformazio plastikorik sortu tentsioa erlaxatzen duenik, eta horrela erraz sortzen dira mikroarrailak. Austenita aleak lodiak dira eta mikroarrailen suszeptibilitatea handitzen da. Altzairuan mikroarrailen presentziak nabarmen murriztuko du hoztutako piezen erresistentzia eta plastizitatea, piezen kalte goiztiarrak (hausturak) eraginez.
Karbono handiko altzairuzko piezetan mikroarrailak saihesteko, neurriak har daitezke, hala nola hozte-berotze-tenperatura jaistea, martensita-egitura fina lortzea eta martensitaren karbono-edukia murriztea. Gainera, hozte-osteko tenplaketa garaizkoa metodo eraginkorra da barne-tentsioa murrizteko. Probek frogatu dute 200 °C-tik gora tenplaketa nahikoa egin ondoren, pitzaduretan hauspeatutako karburoek pitzadurak "soldatzeko" efektua dutela, eta horrek mikroarrailen arriskuak nabarmen murriztu ditzakeela.
Goikoa pitzaduren banaketa-ereduan oinarritutako pitzaduren kausen eta prebentzio-metodoen inguruko eztabaida bat da. Benetako ekoizpenean, pitzaduren banaketa aldatu egiten da altzairuaren kalitatearen, piezaren formaren eta bero eta hotzeko prozesamendu-teknologiaren arabera. Batzuetan, pitzadurak dagoeneko existitzen dira tratamendu termikoa baino lehen eta gehiago zabaltzen dira hozte-prozesuan zehar; batzuetan, pitzadura mota desberdinak ager daitezke pieza berean aldi berean. Kasu honetan, pitzaduraren ezaugarri morfologikoetan oinarrituta, haustura-gainazalaren analisi makroskopikoa, azterketa metalografikoa eta, beharrezkoa denean, analisi kimikoa eta beste metodo batzuk erabili behar dira materialaren kalitatetik, egitura antolakuntzatik hasi eta tratamendu termikoaren tentsioaren kausetarainoko analisi integrala egiteko, pitzaduraren kausa nagusiak aurkitzeko eta gero prebentzio-neurri eraginkorrak zehazteko.
Pitzaduren haustura-analisia metodo garrantzitsua da pitzaduren arrazoiak aztertzeko. Edozein hausturak abiapuntu bat du pitzadurak sortzeko. Tenperatura-pitzadurak normalean erradial-pitzaduren konbergentzia-puntutik hasten dira.
Pitzaduraren jatorria piezaren gainazalean badago, gainazaleko trakzio-tentsio gehiegizkoak eragin duela esan nahi du. Gainazalean inklusioak bezalako egitura-akatsik ez badago, baina tentsio-kontzentrazio faktoreak badaude, hala nola labana-marka larriak, oxido-eskala, altzairuzko piezen ertz zorrotzak edo egitura-mutazioko piezen kasuan, pitzadurak gerta daitezke.
Pitzaduraren jatorria piezaren barruan badago, materialaren akatsekin edo barneko trakzio-tentsio hondar gehiegirekin lotuta dago. Ohiko tenplaketaren haustura-gainazala grisa eta portzelana fina da. Haustura-gainazala gris iluna eta zakarra bada, gehiegi berotzeagatik edo jatorrizko ehuna lodiagatik gertatzen da.
Oro har, ez luke oxidazio-kolorerik egon behar hozte-arrailaren beira-atalean, eta ez luke deskarbonizaziorik egon behar arrailaren inguruan. Arrailaren inguruan deskarbonizazioa badago edo arrailaren atalean oxidazio-kolorea badago, adierazten du piezak jada pitzadurak zituela hozte-aurretik, eta jatorrizko pitzadurak zabaldu egingo dira tratamendu termikoaren tentsioaren eraginpean. Karburo eta inklusio bereiziak ikusten badira piezaren arrailduren ondoan, esan nahi du pitzadurak lehengaian dauden karburoen segregazio larriarekin edo inklusioen presentziarekin lotuta daudela. Pitzadurak izkin zorrotzetan edo piezaren forma-aldaketa duten ataletan bakarrik agertzen badira, esan nahi du pitzadura piezaren egitura-diseinu desegoki batek edo pitzadurak saihesteko neurri desegokiek edo tratamendu termikoaren tentsio gehiegizkoek eragin dutela.
Gainera, tratamendu termiko kimikoan eta gainazaleko hozte-piezen pitzadurak gehienbat geruza gogortuaren ondoan agertzen dira. Geruza gogortuaren egitura hobetzea eta tratamendu termikoaren tentsioa murriztea gainazaleko pitzadurak saihesteko modu garrantzitsuak dira.
Argitaratze data: 2024ko maiatzaren 22a