Muhandisga so'rov: Qanday materiallar va termik ishlov berish yuk tashuvchi valishni uzoqroq qiladi?

Асосий материаллар Buldozer ekskavator uchun trelka valfi Qo'llanish sohaları

Oddiy qotishma po'latlarining umumiy ko'rinishi: 40CrMo, 42CrMo, 40Mn2 va 50Mn

Buldozerni va ekskavatorlarni ishlatishda relyefli valiklar 40CrMo, 42CrMo, 40Mn2 va 50Mn kabi aloshlangan po'latlarga qat'iy bog'liq, chunki bu materiallar mustahkamlik va yeyilishga chidamlilik o'rtasida eng maqbul muvozanatni saqlaydi. Bu po'latlarning aksariyatida uglerod tarkibi taxminan 0.35% dan 0.55% gacha bo'ladi, shuningdek xrom, molibden va marganets kabi muhim qo'shimchalar ham kiradi. Masalan, 42CrMo odatda 0.38% dan 0.45% gacha uglerod va taxminan 0.90% dan 1.20% gacha xromdan iborat bo'lib, materialning qattiq bo'lish xususiyatini yaxshilaydi. Bosh vaqtning o'zida 50Mn real dunyoda ishlatishda qiyin-qiyin yeyilish sharoitiga duch kelganda yuqori sirt qattiqroq bo'lishi bilan ajralib turadi, chunki unda yuqori darajadagi marganets (taxminan 0.90% dan 1.20% gacha) mavjud.

Relyefli valik po'latlaridagi mexanik xususiyatlarning taqqosli tahlili

• 40CrMo : 980–1,180 MPa gacha bo'lgan cho'zish mustahkamligi, o'rtacha yuklama uchun mos
• 42CrMo : Yuqori mustahkamlik (1,080–1,220 MPa gacha cho'zilish kuchi) va me'yorida chidamlilikni ta'minlaydi
• 50Mn : Yuqori sirt qattiqligiga erishadi (HRC 55–60), lekin xromli qotishmalarga qaraganda ta'sirga chidamliligi past

Sanoat tadqiqotlari 40Mn2 dan 42CrMo ga o'tishda yuqori ta'sirli muhitlarda foydalanish muddati 23% ga oshishini ko'rsatmoqda.

Nima uchun 42CrMo yuqori kuchlanishli ekskavator va buldozerning tishli gildiraklari uchun afzal ko'riladi

Yuqori kuchlanishli qo'llanmalarda 42CrMo qo'llaniladigan materiallar orasida ajralib turadi, chunki u vaqt o'tishi bilan takrorlanuvchi yuklarga duchor bo'lganda ham barqarorligini saqlaydi. Og'ir mashinalarning qismlari bo'yicha o'tkazilgan sinovlar shuni ko'rsatdiki, ushbu qotishmaning martensit tuzilishi 50Mn qotishmaga qaraganda yorilish tarqalishini taxminan 34% yaxshiroq to'xtatadi. Bu esa uzoq muddatli chidamlilikda katta farq yaratadi. Shuningdek, qiziq bir narsa shundaki, xrom molybdenga qanday qilib hamkorlik qilib, korroziyaga va zangga chidamlilikni oshirishini ko'rsatadi. Bu kombinatsiya xususan namlik yoki dengiz suviga ta'sir qiladigan muhitlarda, masalan, jihozlar doim qattiq sharoitlarga duchor bo'ladigan sohil konlarida ayniqsa foydalidir.

Tirgakli gildiraklarning yeyilishga chidamliligida uglerod va qotishma tarkibining roli

Uglerod tarkibi (odatda 0.40–0.50%) bevosita qattiqlikni belgilaydi, xuddi shu vaqtning o'zida qotishma elementlari qo'shimcha ishlash xususiyatlarini yaxshilaydi:

• Xrom (42CrMo tarkibida 0.9–1.2%): Qattiqliklanish xususiyatini va oksidlanishga chidamlilikni oshiradi
• Molibden (0,15–0,25%): Dona tuzilishini yaxshilaydi, sindirish chidamligini oshiradi

Bu kombinatsiya ASTM G65 sinovida 0,0018 mm³/Nm ishqalanish koeffitsientini namoyon qiladi, bu esa qotishmasdan tayyorlangan po'latlarga qaraganda 40% yaxshiroq natija beradi.

Dasturlash uchun po'lat mikrotuzilishining optimallashtirilishi

Nazorat qilinadigan issiqlik davolash bainit yoki tuzatilgan martensit mikrotuzilishini hosil qiladi. Yulduzchalarda 10–15% saqlangan avstenit bilan plastinkali martensit tuzilishi optimal mexanik kuchlanish taqsimotini ta'minlaydi. Termomexanik qayta ishlash sohasidagi yutuqlar tashkilotning ekskavatorlar ostki qismida keng tarqalgan bir vaqtning o'zida burilish va o'qil kuchlanishlari ta'sida tashkilotning foydali ish muddatini 19% gacha uzaytirgan.

Shudring va tuzatish: Yulduzcha valtslarini issiqlik davolashning asosiy usullari

Tez sovutish 42CrMo va 50Mn kabi qotishma po'latlarni martensit tuzilishini hosil qilish uchun tez sovutadi va sirt qattiqligi 58–62 HRC gacha yetkazadi. Keyingi 400°C–600°C temperaturada tuzatish uglerod atomlarini qayta taqsimlash orqali shinoblanishni kamaytiradi va notekis yerda ishlaydigan buldozer trelis gildiraklarida zarur bo'lgan asosiy namlikni saqlab turadi.

Sementatsiya qilish va to'liq qattiq qilish: Yeyilishga chidamlilik uchun to'g'ri usulni tanlash

Doimiy bosimga chidash talab qilinadigan ekskavator trelis gildirakchalari uchun yaxshi qattiqlik diapazoni (50-55 HRC) hosil qilish uchun to'liq qattiq qilish jarayoni qo'llaniladi, bu xususiyat bu sohada yaxshi ishlaydi. Karburizatsiya esa tashqi qatlamni qattiqroq qilish (60 HRC gacha yetkazish) va ichki materialni mustahkamroq hamda moslashuvchanroq saqlash orqali keyingi bosqichga o'tadi. Maydon sinovlari qumli muhitda ishlashda karburizatsiyalangan qismlar 18% uzunroq xizmat ko'rsatishini ko'rsatdi, chunki yeyish katta muammo bo'lib qolmoqda. Biroq, kamchilik ham bor: yuqori ta'sirga uchrashda karburizatsiyalangan gildiraklar o'zlarining to'liq qattiq qilingan nusxalariga qaraganda tezroq shikastlanadi, bu ko'plab ta'mirlash brigadalarining kuzatishlari orqali aniqlangan.

Qattiqlikni saqlab turishda tuzuklilik qanday kamayadi

Sоst-quench tempering britt martensitni qattiqroq temperlangan martensitga aylantiradi, dastlabki qattiklikning taxminan 90% ni saqlab turadi, balki sindirishga chidamliligi sezilarli darajada yaxshilanadi. Nolga yaqin sharoitlarda (past -20°C) foydalaniladigan trelis valiklar uchun 200°C va 550°C da ikki bosqichli temperatsiya Charpy darajasini 30% ga oshiradi va yeyilishga chidamliligi saqlanib qoladi.

40CrMo va 50Mn ning mexanik xususiyatlariga issiqlik bilan ishlov berishning ta'siri

Agar biz 850 gradus Celsiusga yaqin bo'lgan nazorat ostida moy bilan shikastlanishni qo'llasa, 40CrMo ning oqish kuchlanishi kamida 980 MPa ga yetib boradi, bu materialni og'ir vazifali ekskavatorlarda eng qiyin vazifalarda ishlatish uchun ideal qiladi. Boshqa tomondan, 50Mn po'lat bilan ishlov berishda suv bilan shikastlanish yaxshi natija beradi va Rockvell shkalasida 55 dan 58 gacha bo'lgan qattiqlik darajasini oshiradi. Biroq, bu jarayonda bir muammo bor. Jarayon juda ehtimol temperatsiya talab qiladi, aks holda ushbu komponentlar xusumli sohil chizig'iga yaqin joylarda tuzli suvga ta'sir qilganda kuchlanish korroziyasi muammosiga duch kelishi mumkin. Tez-tez ishlash sinovlari ham qiziq natijalarni ko'rsatdi. 15000 soat davomida yuk ostida ishlashdan keyin 42CrMo valsherkalari o'zlarining asl sig'imining taxminan 95% ni saqlab turadi. Bu 50Mn po'latdan tayyorlangan qismlarga qaraganda 22% yaxshiroq natija hisoblanadi.

Munozara tahlili: Yuqori yuklama ostida ishlovchi valsherkalarda ortiqcha temperatsiya xavfi

650°C dan yuqori temperatsiya 42CrMo yuzasini 12–15 HRC ga qadar yumshatadi va qiyin qazish jarayonlarida yeyilishni tezlashtiradi. Biroq, oxirgi tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, uzun muddatli past temperaturada (230°C da 8 soat davomida) qoldiq kuchlanishlarni qat'iyatni yo'qotmasdan samarali kamaytirish mumkin—bu 80 tonnali ekskavatorlarning katta o'lchamli trelis gildiraklari uchun muhim afzallikdir.

Qattiq sharoitda ishlashda trelis gildiraklarining yeyilishga chidamliligi, chidamliligi va muddati

Yeyuvchi hamda ta'sir qiluvchi yuklama ostida 42CrMo trelis gildiraklarining maydon bajarilishi

42CrMo trelis gildiraklari o'zlarining muvozanatli mikrotuzilishi va qotishma tarkiblari tufayli yuqori kuchlanishli muhitlarda a'lo ishlaydi. Ular yeyuvchi zarralarga hamda 750 MPa dan ortiq ta'sir etuvchi yuklamalarga yaramaydi. Ekskavatorlar ma'lumotlariga ko'ra, bu gildiraklar 2000 soatdan keyin o'zlarining dastlabki diametrining 92% ni saqlab qoladi—bu standart 40Mn2 variantlariga qaraganda 15% yaxshiroq.

Ekskavator trelis gildiraklarining yuzaki qattiq va yeyilishga chidamlilik o'rtasidagi bog'liqlik

Sirt qattiqligi (58–62 HRC) kuchli yeyilishga qarshilik bilan bog'liq. Biroq, metallurgik tahlillarga ko'ra, 64 HRC dan oshib ketish brittallik xavfini 30% gacha oshiradi. Murakkab issiqlik treatmenti optimal qattiqlik gradientlarini qo'lga kiritadi va sirt osti egiluvchanligini (±40 J Charpy ta'sir qiymatlari) qattiq sharoitlarda yeyilishga chidamli sirtlarni saqlaydi.

Yuqori ta'sirli dasturlarda egiluvchanlik va shikastlanishga qarshilikni muvozanatlash

Zamonaviy yonma-yon gurlovchi dizaynlari egiluvchanlik va qattiqlik o'rtasidagi muvozanatni bekor qilish orqali:

• Xrom (1,2–1,5%) va molibden (0,2–0,3%) bilan mikro-qo'shimchalar
• Nazorat qilinadigan sovutish tezligi (50–80°C/s)
• Donador peening tomonidan induksiyalangan qoldiq siqilish kuchlari (-800 dan -1200 MPa gacha)

Ushbu birlashtirilgan yondashuv konventsional qattiqlangan qismlarga qiyoslaganda kuchlanish konsentratsiyasini 40% kamaytiradi.

Mukammal issiqlik treatmenti bilan yuklanganda yonma-yon gurlovchilarning xizmat muddati ma'lumotlari

To'g'ri ishlangan 42CrMo shtserilangan valiklar buldozerlarda 8000–10000 soat xizmat ko'rsatadi — 60% uzunroq ishlatiladi. So'nggi ishlov berish aniq o'lchovlar ±0,05 mm aniqlikda saqlanadi, bu shtserilangan zanjir tizimlarida tez eskishni oldini oladi. Oxirgi ma'lumotlarga ko'ra, optimallashtirilgan valiklar odatdagi ekskavatorlarni ta'mirlash davrida almashtirish chastotasini 35% kamaytiradi.

Qayta ishlash va yuqori chidamlilikdagi shtserilangan valiklarning amaliy ishlashi

Shottlar va yuzaki gurlovchi: Muzlatish muddatini oshirish

Shottlar yuzaki qatlamlarni qisilishini keltirib chiqaradi, bu buldozer shtserilangan valiklarida 300% gacha muzlashni kechiktiradi. Yuzaki gurlovchi 42CrMo komponentlarida qattiqlikni 15–20% gacha oshiradi. Birgalikda, bu jarayonlar sanoat korxonalari sharoitida yeyilish tezligini 34% gacha kamaytiradi, ASTM G65-2022 sinovlariga ko'ra.

O'lcham barqarorligini saqlash uchun ishlov berishdan keyin aniq o'lchash

Shkalalashdan keyin CNC qilish ±0,01 mm aniqlikni ta'minlaydi, bu ishonchli trelisli o'qilarning ishlash uchun muhimdir. Noto'g'ri ishlov berish ketma-ketligi quenching davrida 50Mn komponentlarida 0,3 mm li egilishga olib kelishi mumkin — bu zanjirli chiqishni 60% gacha oshirish uchun yetarli. Yetakchi ishlab chiqaruvchilar endi jarayon davomida geometrik butunlikni saqlash uchun lazerli o'lchash tizimlaridan foydalanmoqda.

Tajriba namunasi: og'ir mashinasozlikda material va jarayonlarni takomillashtirish

Buldozerlar va ekskavatorlar uchun 42CrMo materialidan tayyorlangan trel transport tizimlariga zamonaviy sun'iy intellekt bilan boshqariladigan temperatsiya jarayonlarini qo'llash, shuningdek, an'anaviy karburizatsiya va shot peening texnikalari bilan birga qo'llash ishlab chiqaruvchilarga ajoyib natijalar berdi. 2023-yilda o'tkazilgan sinovlar shuni ko'rsatdiki, shu usulda ishlangan komponentlar 12 tonnalik oddiy yuk ostida ishlashda 40% uzunroq xizmat qiladi. Charpi ta'siri sinovlari orqali laboratoriya tahlillari muzlash temperaturasi minus 20 daraja bo'lganda ham yorilishga nisbatan yaxshiroq qarshilik ko'rsatishini va taxminan 58 joullik energiya yutish darajasiga erishishini ko'rsatdi. Shu yondashuvni qo'llagan kon kompaniyalarining yillik xarajatlari ham ahamiyatli darajada kamaydi va flotdagi har bir gildirak birligi uchun yillik almashtirish xarajatlari taxminan 740 AQSH dollari miqdorida kamaydi.

Ko'p so'raladigan savollar

Buldozerlar va ekskavatorlarning trel gildiraklari uchun qaysi asosiy materiallardan foydalaniladi ?

Buldozerni va ekskavatorlarni yurish tishli valiklarida ishlatiladigan asosiy materiallar mustahkamligi va yeyilishga chidamliligi tufayli 40CrMo, 42CrMo, 40Mn2 va 50Mn qotishmli po'latlardir.

Yuqori kuchlanishli sohalarda 42CrMo po'lat qotishmasi nima uchun afzal ko'riladi?

42CrMo yuqori kuchlanishli sohalarda ishlatilishini xrom va molibden tarkib tufayli takrorlanuvchi yuklamalarda barqaror ishlashi, yuqori sifatli pukkakka chidamliligi va korroziyaga chidamliligi bilan izohlanadi.

Yallig'lanuvchi yurish tishli valiklardan foydalanishning qanday afzalligi bor?

Yallig'lanuvchi yurish tishli valiklarning tashqi qatlami qattiqroq bo'lib, yeyilishga chidamliligini oshiradi va shu tufayli yeyuvchi sharoitlarda ularning xizmat muddati uzunroq bo'ladi. Biroq, ular o'tkazilgan qattiqlikka ega valiklarga qaraganda jiddiy ta'sirlar natijasida tezroq pukkakka chidamli bo'ladi.

Ishlov berishning yurish tishli valiklarning mexanik xususiyatlariga ta'siri qanday?

Shikastlanishga qarshilikni oshirish, sirt qattiqligini oshirish, shishadorlikni kamaytirish va umumiy me'yorida oshish uchun quenching va temperatsiya kabi issiqlik bilan ishlash traktor gildiraklariga ta'sir qiladi.