Βασικοί Στόχοι και Είδη Ανίχνευσης

• Βάθος σκλήρυνσης επιφάνειας: Ένας βασικός δείκτης για την αντοχή στη φθορά των γραναζιών ανθράκωσης/σβέσης (όπως απαιτείται από το πρότυπο ISO 6336).
• Μέγεθος κόκκων: Επηρεάζει την αντοχή και την σκληρότητα των γραναζιών (βαθμολογημένο σύμφωνα με το ASTM E112).
• Μικροδομή: Οι μορφολογίες μαρτενσίτη, διατηρημένης ωστενίτη και καρβιδίων καθορίζουν την απόδοση κόπωσης.
• Επιφανειακά ελαττώματα: Ανιχνεύει εγκαύματα λείανσης και ρωγμές (σύμφωνα με το πρότυπο AIAG CQI-9).

Βασικά Μικροδομικά Συστατικά

• Φερρίτης (α): Δομή σώματος-κεντρωμένου κυβικού (BCC), μαλακός και σκληρός με χαμηλή σκληρότητα (~80HV), κοινός σε χάλυβα χαμηλού άνθρακα και καθαρό σίδηρο.
• Ωστενίτης (γ): Δομή προσώπου-κεντρωμένου κυβικού (FCC), υψηλή πλαστικότητα και μη μαγνητικός, παρών σε χάλυβα υψηλής θερμοκρασίας ή υψηλού κράματος όπως ο ανοξείδωτος χάλυβας 304 και ο χάλυβας υψηλού μαγγανίου.
• Τσιμεντίτης (Fe₃C): Ορθορομβικό κρυσταλλικό σύστημα, σκληρό και εύθραυστο (~800HV) και ενισχύει την αντοχή στη φθορά, που βρίσκεται στον λευκό χυτοσίδηρο και τον χάλυβα υψηλού άνθρακα.
• Μαρτενσίτης: Δομή τετραγωνικού σώματος-κεντρωμένου (BCT), υψηλή σκληρότητα (500~1000HV) που λαμβάνεται μέσω σβέσης, που χρησιμοποιείται σε σβησμένο χάλυβα και χάλυβα εργαλείων.

Κοινές Μικροδομικές Μορφολογίες

Διαδικασία Δοκιμών και Τυπικές Μέθοδοι

Δειγματοληψία και Προετοιμασία Δείγματος

• Θέσεις δειγματοληψίας: Κορυφή δοντιού (αξιολογεί την επίδραση σκλήρυνσης της επιφάνειας), ρίζα δοντιού (αναλύει τη μικροδομή σε περιοχές συγκέντρωσης τάσεων), διατομή (μετρά την κλίση σκλήρυνσης της επιφάνειας).
• Βασικά βήματα προετοιμασίας: Κοπή → Τοποθέτηση → Λείανση → Στίλβωση → Χάραξη → Μικροσκοπική παρατήρηση.
• Τοποθέτηση: Χρησιμοποιήστε εποξειδική ρητίνη για προστασία άκρων (συνιστάται ψυχρή τοποθέτηση για αποφυγή θερμικής πρόσκρουσης).
• Στίλβωση: Στίλβωση σε φινίρισμα καθρέφτη 0,05μm με πάστα στίλβωσης διαμαντιών για αποφυγή παρεμβολών γρατσουνιών.

Επιλογή Χαρακτικού

Βασικός Εξοπλισμός Δοκιμών

Οπτικό Μικροσκόπιο (OM)

• Εφαρμογή: Βασική παρατήρηση μικροδομής (π.χ., βαθμολόγηση μεγέθους κόκκων).
• Απαιτήσεις διαμόρφωσης: Μεγέθυνση 500×~1000×, εξοπλισμένο με λογισμικό ανάλυσης εικόνας (π.χ., Olympus Stream).

Σαρωτικό Ηλεκτρονικό Μικροσκόπιο (SEM)

• Πλεονεκτήματα: Παρατήρηση υψηλής ανάλυσης μη μεταλλικών εγκλεισμάτων (π.χ., MnS) και ανάλυση σύνθεσης μέσω EDS.
• Παράδειγμα περίπτωσης: Εντοπίστηκαν ενδοκοκκώδεις ρωγμές που προκλήθηκαν από διαχωρισμό θείου στην ανάλυση θραύσης κιβωτίου ταχυτήτων αιολικής ενέργειας.

Δοκιμή Μικροσκληρότητας

• Μέθοδος: Δοκιμή σκληρότητας Vickers (HV0.3~HV1) κλίσης για τη σχεδίαση καμπυλών σκλήρυνσης επιφάνειας.
• Πρότυπο: Το ISO 2639 ορίζει το βάθος σκλήρυνσης επιφάνειας ως την απόσταση από την επιφάνεια στο υπόστρωμα στα 550HV1.

Ανάλυση Μικροδομής

Κανονικές Μικροδομές

Κοινά Ελαττώματα και Αιτίες

• Υπερβολική ανθράκωση: Δικτυωτά καρβίδια στην επιφάνεια, αυξάνοντας την ευθραυστότητα και τον κίνδυνο απολέπισης της επιφάνειας των δοντιών.
• Εγκαύμα λείανσης: Χρώματα σκλήρυνσης που αποκαλύπτονται με απομάκρυνση (ASTM E1257), που αποτρέπεται με τον έλεγχο του ρυθμού τροφοδοσίας και τη χρήση τροχών λείανσης CBN.
• Ρωγμές σβέσης: Ενδοκοκκώδης διάδοση με αιχμηρά άκρα (επιβεβαιώνεται από SEM).