Waa maxay faa'iidooyinka xoogga ee birta kaarboon?

Fahamka sifooyinka farsamada ee birta kaarboon

Faa'iidooyinka xoogga ee birta Kaarboonka waxay ku xiran yihiin saddex sifo oo waaweyn oo farsamo: xoogga jiidashada, xoogga wax soo saarka, iyo heerarka adag. Marka aan ka hadalno xoogga jiidashada, waxaan si aasaasi ah u eegeynaa inta xoog ee maaddadu u adkeysan karto ka hor inta aysan kala jebin. Birta kaarboonku aad u sarreeyo waxay dhab ahaantii gaari kartaa in ka badan 800 MPa sida laga soo xigtay cilmi baaris dhowaan la daabacay sanadkii hore. Xoogga wax soo saarka waxaa loola jeedaa marka biraha uu bilaabo inuu si joogto ah u beddelo qaabkiisa halkii uu dib ugu laaban lahaa. Noocyada kaarboon yar ayaa caadi ahaan ku yaal qiyaastii 350 MPa, halka kuwa lagu daaweeyo geedi socodka kuleylka ay si fudud u dhaafi karaan 1,000 MPa. Marka la eego adagida, waxaa lagu qiyaasaa iyadoo la adeegsanayo wax la yiraahdo Rockwell C scale. Marka ay ka badan tahay kaarboon, ayaa ka sii adag birta maxaa yeelay waxaa jira cillad badan oo microscopic ah oo ku jira qaab dhismeedka shabaqa ee ka dhigaya inay u adkaysato xoqidda oo ay si guud u xirato.

Xoogga jiidashada, xoogga wax soo saarka, iyo adagnimada

Xoogga jiidashada ayaa asal ahaan noo sheegaya inta culeysku yahay birta Kaarboonka waxay u adkaysan karaan ka hor inta aysan jebin, taas oo muhiim u ah waxyaabaha sida buundooyinka iyo qaybaha mashiinnada culus. Tusaale ahaan, qaabka dhismaha ASTM A36 waxay caadi ahaan u dhexeeyaan 400 iyo 550 MPa oo ah xoogga jiidashada. laakiin marka aan eegno birta qalabka sida 1095, waxay dhab ahaantii ka badnaan karaan 1000 MPa marka si sax ah loo daaweeyo kuleylka. Haddaba xoogga wax soo saarka waa arrin kale oo muhiim ah oo xaddidaya waxa qalabku qaban karo inta uu shaqeynayo. Qalabka gawaarida gawaarida ee gawaarida gawaarida ee gawaarida gawaarida ee gawaarida gawaarida ee gawaarida gawaarida gawaarida ee gawaarida gawaarida gawaarida ee gawaarida gawaarida gawaarida ee gawaarida gawaarida gawaarida gawaarida gawaarida gawaar Marka la eego adagida, waxaa jira koror weyn oo ka yimid 70 HRB noocyada kaarboon yar ilaa 65 HRC noocyada kaarboon badan. Tani waxay ka dhigeysaa birta kaarboon sare leh inay si gaar ah u fiican tahay goynta qalabka halka ay u baahan yihiin inay iska caabiyaan dabacsan waqtiga.

Sida Carbon uu u Saameeyo Xoogga iyo Waxqabadka

Marka la hagaajinayo heerarka kaarboon ee 0.05 boqolkiiba ilaa 1.0 boqolkiiba ayaa shirkadaha soo saara ay awood u helaan inay hagaajistaan sifooyinka xoogga ay u baahan yihiin. Sida laga soo xigtay cilmi baaris lagu daabacay daabacaadda 2023 ee Dib-u-eegista Sayniska Qalabka, kor u qaadista qaddarka kaarboon ee 0.2% ilaa 0.8% waxay kordhisaa xoogga jiidashada ku dhowaad 60%, in kasta oo ay ku timaado kharash maadaama jilicsanaanta ay hoos Waxyaabaha ay ka dhigan tahay waa kuwo aad u fudud. noocyada birta kaarboon yar oo ay ku jiraan inta u dhaxaysa 0.05 iyo 0.3% kaarboon waxay u shaqeeyaan si fiican waxyaabaha sida qaybaha gawaarida ee baabuurta oo loo baahan yahay in la qaabeeyo iyaga oo aan dillaacin. Dhamaadka kale ee muuqaalka, birta leh qaddarka kaarboon ee sareeya ee u dhexeeya 0.6 ilaa 1.0% waxay noqoneysaa mid aad u adag oo adag, taas oo ka dhigaysa doorasho ku habboon qalabka goynta, mindiyada, iyo jiilaalka culus ee loo isticmaalo mashiinada.

Sayniska ka dambeeya xoogga sii kordhaya ee isku xirnaanta iyadoo la adeegsanayo heerarka kaarboon ee sareeya

Marka ay steelku ka badan tahay kaarboon, way sii xoogaysataa maxaa yeelay waxaa gudaha ka sameysan karabiid bir ah (Fe3C) taas oo asal ahaan xannibaysa dhaqdhaqaaqyada yaryar ee loo yaqaan 'dislocations'. Qiyaastii 0.8% kaarboon waxa ay ina siisaa waxa loo yaqaan qaab dhismeedka pearl-ka oo dhan. Ka fikir sida lakabyo ferrite ah oo lagu qaso siminti, abuurista wax xoog leh oo weli dabacsan. laakiin hadii aan ka gudubno meeshaas, carbides badan ayaa bilaabaya inay sameeyaan shabakado jajab ah oo ku baahsan biraha. Taasi waa sababta daaweynta kuleylka ee saxda ah ay muhiim ugu tahay si aad uga hesho waxyaabaha ugu fiican. Maalmahan, soo saarayaashu waxay isticmaalaan habab sida duubista la xakameeyo si ay u yareeyaan hadhuudhka, taas oo kordhineysa xoogga xitaa iyada oo aan lagu darin kaarboon dheeraad ah isku darka. Habkani wuxuu gacan ka geysanayaa in la gaaro sifooyin wanaagsan iyadoo la ilaalinayo kharashka wax soo saarka.

Isbarbardhigga xoogga ee heerarka birta hooseeya, dhexdhexaadka ah, iyo heerarka kaarboon sare

Birta kaarboonkoodu hooseeyo: Xoogga iyo qaabeynta codsiyada qaab dhismeedka

Iyada oo ay ka kooban tahay kaarboon u dhexeeya 0.05% iyo 0.32%, birta kaarboon yar waxay gaadhaysaa xoogga jiidashada ee 20,30034,700 psi (ASTM A36 2023). Heerkani wuxuu mudnaanta siiyaa ductility iyo weldability ee dhismaha, qaab dhismeedka baabuurta, iyo codsiyada biraha. Damiirkiisa 30 105 ksi-in1⁄2 wuxuu u oggolaanayaa in la jiido oo la sameeyo iyada oo aan la jebin muhiim u ah dhismayaasha u adkaysta dhulgariirka.

Birta kaarboon-dhexe: Isku dheelitirka xoogga iyo adkeysiga isticmaalka farsamada

Waxay ka kooban yihiin 0.300.60% kaarboon, heerarka dhexdhexaadka ah sida AISI 1045 waxay bixiyaan 72,000 psi xoogga jiidashada 78% ka xoog badan kuwa kaarboon yar. Daaweynta kuleylka ee lagu sameeyo daminta iyo adkeysiga waxay kordhisaa adkeysiga ilaa 210 HB iyadoo la ilaalinayo 18% dheereynta (ASM International 2024). Isku dheelitirnaankan wuxuu taageeraa crankshafts, gears, iyo qaybaha hydraulic ee u baahan iska caabin daal oo hoos yimaada culeysyada wareegga.

Birta kaarboonka sare leh: Xoogga ugu badan iyo iska caabbinta xirashada

Birta leh 0.611.5% kaarboon waxay gaaraan 230+ adag Brinell iyo xoogga jiidashada oo ka badan 100,000 psi. Waa maxay heshiiska? Dhererka ayaa hoos ugu dhacaya ≤12%, taas oo ka dhigaysa in fasallada sida 1095 aysan ku habboonayn culeyska firfircoon. Codsiyada waxay ka faa'iideystaan sifooyinkaas:

• Qalabka goynta ee xadka haysta oo leh 1060 steel s 375 HB
• Wadooyinka tareenka waxay isticmaalaan 1080 steels oo iska caabin ah, waxayna bixiyaan 15% cimri dheer marka la barbar dhigo waddooyinka kaarboon yar

Daraasad kiis: Waxqabadka 1060 steel carbon ee qalabka warshadaha

Falanqaynta 2023 ee goynta saxaafadda ayaa lagu ogaaday in 1060 birta kaarboon (0.60% C) ay haysato ≤0.01 mm deformation xuduudka ka dib 50,000 wareegoo ka sarreysa qalabka birta ah ee 27% ee qiimaha-iyo-dheeritaanka. Qabowga ka dib markii la damiyo ee 62 HRC wuxuu awood u siiyay 19% ka dhaqso badan ka shaqeynta birta birta ah iyada oo aan loo baahnayn shuruudaha wax lagu qodo (Journal of Manufacturing Systems).

Xoojinta xoogga iyada oo loo marayo nidaamyada daaweynta kuleylka

Dheecaanka, Qaboojinta iyo Qaboojinta: Saameynta Xoogga Birta Carbon

Hababka kala duwan ee lagu daaweeyo kuleylka oo ay ku jiraan daminta, adkeysiga, iyo duubista ayaa dhammaantood u shaqeeya hagaajinta astaamaha xoogga birta kaarboon. Marka aan ka hadalno qaboojinta, waxa dhacaya waa in birta kulul ay si dhakhso ah u qaboojiso iyadoo la isticmaalayo biyo ama saliid. Tani waxay abuureysaa qaab dhismeedka martensitic ee adag ee ku jira biraha. Daraasado ka socda ASM International oo la sameeyay sanadka 2023 ayaa muujisay in birta kaarboonku ay gaari karto xoogga jiidashada ee ka sarreeya 2000 MPa ka dib markii si sax ah loo damiyo. Ka dib markii la damiyo waxaa soo baxaya adkeysi halkaas oo birta dib loogu kululeeyo qiyaastii 300 ilaa 600 digrii Celsius. Tallaabadan ayaa ka dhigaysa in biraha uu ka yara jabo laakiin wuxuu sii hayaa inta badan adagida, sida caadiga ah qiyaastii 85 ilaa 90 boqolkiiba. Kadibna waxaa jira qiiq-qiiq oo si ka duwan u shaqeeya. Halkii ay wax ka dhigi lahayd mid adag, waxay si dhab ah u jilicinaysaa birta iyadoo si tartiib ah u qaboojineysa. habkani wuxuu kordhiyaa inta ay qalabku fidsan karo ka hor inta uusan jebin, taas oo aad muhiim ugu ah marka aad la shaqeyneyso qaybo bir ah oo kaarboon ah oo dhexdhexaad ah oo u baahan in la qaabeeyo ka dib marka la sameeyo.

Isbedelada qaab dhismeedka yaryar inta lagu jiro daminta iyo adkeysiga

Marka birta kaarboonku ay ku dhacdo in la damiyo, waxay ka beddeleysaa austenite-ka martensite-ka oo aad u buuxsan, taas oo abuureysa qalloocyada shabaqa ee dhabta ah ka dhigaya biraha mid adag. laakiin waxaa jira dhibaato sababtoo ah qaab dhismeedkan cusub ma aha mid xasilloon gabi ahaanba wuxuuna abuuraa culeys badan oo gudaha ah ee maaddada. Halkaas ayaa lagu soo bandhigayaa in la xoojiyo, maadaama ay ka caawineyso in la yareeyo cadaadiskaas iyada oo loo marayo roobka karbida. Ka qaad in lagu qasiyo qiyaastii 450 digrii celcius saacad ama laba saacadood, waxa dhacaya waa in atomiyada kaarboonku ay bilaabaan inay isu qaybiyaan, iyagoo sameysanaya walxaha xasilloon ee simentiga. Qalabkani wuxuu kordhiyaa adkeysiga birta iyada oo aan la bixin wax badan oo xoog ah. Maxaa ka soo baxay? Martensite-ka la xoqay wuxuu noqonayaa mid ku habboon sameynta waxyaabaha sida qodista, maadaama qalabkani u baahan yahay iska caabin wanaagsan iyo awoodda ay u leeyihiin inay u adkeystaan jajabka marka ay cadaadis ku jiraan inta la isticmaalayo.

Isbeddellada warshadaha: qaboojinta la xakameeyo iyo daaweynta kuleylka ee loo yaqaan 'ASTM-standardized heat treatments'

Warshadaha maanta waxay ka helayaan natiijooyin wanaagsan birta kaarboon iyagoo hagaajinaya hababkooda qaboojinta. Nidaamyadan casriga ah waxay xakameyn karaan heerarka qaboojinta qiyaastii 5 digrii celcius halkii ilbiriqsi, taas oo ah farqi weyn. Marka la barbardhigo farsamooyinka da'da ah ee la damiyo, hababkan casriga ah waxay soo saaraan qaab dhismeedka hadhuudhka aad u fiican. Lacagta la bixiyay? Birta qaab dhismeedka waxay muujineysaa qiyaastii 12 ilaa 15 boqolkiiba xoogga wax soo saarka ka dib markii la shaqeeyay. Xakamaynta tayada, dukaamada badankood waxay raacaan tilmaamaha ASTM A255-20 marka la tijaabinayo adkeysiga. Tani waxay gacan ka geysaneysaa in la ilaaliyo isku dheelitirka qaybaha sida gawaarida iyo qalabka dhismaha ee u baahan in ay u adkeystaan cadaadiska waqti ka dib. Marka la isku daro foornada kuleylka ee casriga ah ee ku xiran internetka, horumaradan waxay yareeyaan isticmaalka tamarta qiyaastii boqolkiiba 20 iyada oo aan waxyeello u geysan dabeecadda farsamada ee alaabta kama dambaysta ah.

Isku dheelitirka xoogga iyo jilicsanaanta, adagida iyo isku duubnaanta

Xiriirka ka soo horjeeda xoogga, adagida, iyo jilicsanaanta

Habdhaqanka farsamada ee birta kaarboonku wuxuu ku saleysan yahay helitaanka isku dheelitirka saxda ah ee u dhexeeya sifooyinka kala duwan ee qalabka. Marka ay kaarboonku kor u kacdo 0.6 ilaa 1.5 boqolkiiba, waxaan aragnaa in xoogga jiidashada iyo adkeysiga ay kordhaan, laakiin isla mar ahaantaana jilicsanaanta ayaa si weyn u dhaca. Tusaale ahaan, birta kaarboonada aadka u sarreeya ee ku saabsan 1% kaarboon waxay caadi ahaan gaaraan xoogga jiidashada ee ka sarreeya 1500 MPa, laakiin awoodooda fidinta ka hor intaan la jebin waxay hoos u dhacdaa 10%. Waxyeeladan ka soo horjeedda waxay dhacdaa sababtoo ah kaarboonku wuxuu abuuraa qaab dhismeedka adag ee sibidhka ah ee asal ahaan ka hortagaya sida atomiyada ay ugu dhaqaaqaan biraha. Cilmi baaris dhowaan lagu sameeyay qaababka qaab dhismeedka kala duwan ayaa muujisay natiijooyin rajo leh. Iyada oo si taxadar leh loo xakameynayo cabirka hadhuudhka inta lagu jiro geedi socodka wax soo saarka, injineerada ayaa ku guuleystay inay kordhiyaan ductility qiyaastii 15% birta kaarboon sare leh, taas oo soo jeedineysa inay jiraan siyaabo lagu dhex shaqeyn karo xaddidaadaha

Xaddidaadaha adag ee birta kaarboon sare leh

Waxyaabaha isku midka ah ee kor u qaada xoogga ayaa sidoo kale yareeya adkeysiga jajabka:

• Qalabka kaarboonada badan (tusaale ahaan, birta 1095) celcelis ahaan 2040 Joules Charpy tamarta saamaynta
• Waxyaabaha la midka ah ee kaarboon yar (1018 steel) oo ka badan 100 Joule sida ku cad heerarka ASTM E23

Dhalgaloolayaashan ayaa muhiim u ah codsiyada culeyska firfircoon sida isku xirnaanta dhismaha dhulgariirka. Soo saarayaasha waxay ka faa'iideystaan iyagoo isku daraya daaweynta kuleylka dhimista si ay u helaan adag, ka dibna lagu adkeeyo 400600 °C si loo soo celiyo adkeysiga qayb ahaan.

Ka gudubka caqabadaha isku duubista ee birta kaarboon ee xoogga sare leh

Xiritaanka waafaqsan yahay si ka soo horjeeda content carbon ay sabab u tahay martensite-dhiska iyo khatarta hydrogen crack. Qalabka birta ah ee leh kaarboon ka badan 0.3%

• Qalabka lagu kululeeyo (200300°C) wuxuu noqonayaa mid qasab ah sida ku cad tilmaamaha AWS D1.1
• Daaweynta kuleylka ee ka dib alxanka waxay yareyneysaa culeyska haray 60~80%
• Korontada hydrogen-hooseeya (qaybinta E7018) waxay hoos u dhigeysaa heerarka cillad 40% marka la barbar dhigo korontada caadiga ah

Xalka ayaa ah isku-darka laser-arc-ka ee isku-dhafan, oo gaareysa 95% waxtarka isku-darka ee 1045 birta kaarboon iyadoo la yareynayo heerarka adag ee kuleylka (HAZ).

Codsiyada warshadaha ee muhiimka ah ee ka faa'iideysta xoogga birta kaarboon

Dhismaha: Isticmaalka Xoogga Birta Carbon ee Qaabdhismeedka

Isku darka xoogga iyo miisaanka ee birta kaarboonku waxay ka dhigtay mid muhiim u ah dhismaha waxyaabaha maalmahan. Qeybaha badankood sida darfaha, tiirarada iyo xarkaha xoojinta ee aan ku aragno laamiga waxay ku tiirsan yihiin waxa loo yaqaan 'carbon steel' oo leh heerar hooseeya ilaa dhexdhexaad ah oo u dhexeeya qiyaastii 0.05% ilaa 0.3% carbon content. Kala duwanaanshahan ayaa ugu fiican maxaa yeelay wuxuu u oggolaanayaa sifooyinka alxanka wanaagsan iyadoo wali awood u leh inuu ku adkeeyo culeysyo culus. Tusaale ahaan, qaado ASTM A36 steel carbon. Qalabkani wuxuu ka kooban yahay laf dhabarta dhismayaasha badan ee daruuraha iyo buundooyinka, sababtoo ah xooggiisa jiidashada ee cajiibka ah ee u dhexeeya 400 iyo 550 MPa. waxay qabataa noocyada kala duwan ee isbedelada stresska iyadoon burburin waqti ka dib. Marka dhisayaashu ku dhejiyaan daahan difaaca dhismayaashaas birta ah waxay helayaan lakab dheeraad ah oo difaaca ah miridhka iyo daxalka, taas oo macnaheedu yahay in dhismayaashu ay sii socon karaan xitaa cimilada adag ama aagagga xeebta halkaas oo hawada cusbada ay ca

Gawaarida: Birta kaarboon-dhexe ee loogu talagalay qaybaha farsamada ee cimri dheer

Warshadaha baabuurta waxay mudnaanta siiyaan birta kaarboon dhexdhexaad ah (0.30.6% kaarboon) ee crankshafts, gears, iyo qaybaha shaashadda. Heerkani wuxuu isku dheelitiraa xoogga (550860 MPa xoogga wax soo saarka) oo leh jilicsanaanta ku filan ee lagu dhejiyo iyo sameynta. Tusaale ahaan, birta 4140 ee la damiyay iyo la adkeeyay waxay u adkaysataa culeyska wareegga ee qaybaha mashiinka iyadoo la ilaalinayo xasiloonida cabbirka heerkulka sare.

Qalabka iyo Mashiinnada: Isticmaalka adkeysiga iyo iska caabbinta xirashada

Birta kaarboon-ka badan (> 0.6% kaarboon) ayaa ka badan qalabka goynta, daabacaha, iyo qaybaha mashiinnada warshadaha. Noocyada sida 1095 steel waxay gaaraan heerarka adag ee Rockwell C ee 6065 ka dib daaweynta kuleylka, taas oo u oggolaanaysa mashiinka saxda ah iyo cimri dheer. Codsiyada waxaa ka mid ah:

• Qalabka lagu qodo iyo daabacaadda qodista ee u baahan in la ilaaliyo geeska
• Qalabka macdanta lagu qodo ee ay ku jiraan walxaha la xoqo
• Qaybaha saxaafadda ee loo yaqaan 'hydraulic press components' ee la shaqeeya isku-dhafka soo noqnoqda

Sida loo doorto nooca saxda ah ee birta kaarboon ee loogu talagalay shuruudaha farsamada

Markaad dooranayso birta kaarboonku, tixgeli saddex arrimood:

1. Baahida farsamada : Qalabka kaarboonada sare leh (1060, 1095) waxay ku habboon yihiin qalabka iska caabinaya xirashada, halka birta kaarboon yar leh (1018, A36) ay ku fiican yihiin alxanka qaabdhismeedka.
2. Saameynta deegaanka : Daboolida ama isku darka daawaha ayaa kordhin kara iska caabbinta daxalka ee deegaanka badda ama kiimikada.
3. Baahida wax soo saarka : Qalabka kaarboon ee hooseeya wuxuu hagaajinayaa awoodda wax lagu shaqeeyo wuxuuna yareeyaa khatarta dillaaca inta lagu jiro qaabeynta.

Mashruucyada u baahan xoog iyo jilicsanaanta labadaba, birta kaarboon ee dhexdhexaadka ah ee lagu adkeeyay daminta iyo adkeysiga ayaa inta badan bixiya isku dheelitirka ugu fiican.

Dhibaatooyinka soo galay

Waa maxay sifooyinka farsamada ee ugu muhiimsan ee birta kaarboon? Birta kaarboonku waxay ku takhasustay xoogga jiidashada, xoogga wax soo saarka, iyo heerarka adag, kuwaas oo go'aamiya cimri dhererkeeda, qaabeynta, iyo iska caabbinta xirashada.

Sidee bay kaarboonku u saameynayaa xoogga birta? Kordhinta kaarboonku waxay guud ahaan kordhisaa xoogga jiidashada laakiin waxay yareyneysaa jilicsanaanta, taasoo saameyn ku leh waxqabadka guud ee birta.

Waa maxay doorka daaweynta kuleylka ay ka ciyaarto xoojinta birta kaarboon? Nidaamyada daaweynta kuleylka sida qallajinta iyo adkeysiga waxay kordhiyaan xoogga iyo adkeysiga birta kaarboon iyadoo la hagaajinayo qaab dhismeedkeeda yaryar.

Waa maxay codsiyada warshadaha ee birta kaarboon? Birta kaarboonku waxaa si weyn loogu isticmaalaa dhismaha, soo saarista gawaarida, iyo soo saarista aaladaha sababtoo ah xooggeeda, adkeysigeeda, iyo dabacsanaanteeda.