EN
Како се тестира материјал за ланце? Потпуни водич за хемијски састав, тврдоћу, металографију и анализу неуспеха
Овај сценарио је намењен произвођачима опреме за пренос снаге, купачима ланца, инжењерима за одржавање, инспекторима квалитета и гледаоцима са механичком инжењерском позадином. Препоручена дужина видео снимка је око 8 до 12 минута. Визуелне слике могу укључивати узорке ланца, спектрометар, тестер тврдоће, металургијски микроскоп и машину за тестирање напружености. Крајни захтеви за материјал и перформансе морају увек бити утврђени на цртежу производа, у куповној спецификацији, применим стандардима и процедуром инспекције о којој се договориле обе стране.
Здраво свима, и добродошли на данашњи видео. Наша тема је нешто што се може чинити једноставним, али има директен утицај на живот ланца и безбедност рада: испитивање и анализа материјала ланца.
Када људи добију ланцу, њихова прва реакција је често да прегледају њен изглед, мере наклоност или да изведу тест на трајање. Међутим, у стварним инжењерским апликацијама отпорност на зношење, отпорност на умору и понашање на кршење не одређују само квалитет материјала. Стварна перформанса је резултат комбинованих ефеката хемијског састава, дизајна компоненти, услова топлотне обраде, тврдоће површине, чврстоће језгра, квалитета производње, монтаже и мазивања.
Према јавно доступним информацијама о производу компаније Tianjin Haorongshengye Electrical Equipment Co., Ltd., такође познате као HaoRong, наведени опције материјала за роллер ланце укључују: 40Мн, 45Мн, 40Цр, СС304, СС316, и СС201. Компанија такође нуди ланце за ролике са кратким стазањем, конвејерске ланце и различите врсте инжењерских и специјалних ланца. [1] [2] Ово показује зашто се питање "Одакле је овај ланц направљен?" обично не може одговорити само на једну категорију. Такође треба да утврдимо да ли је материјал који се користи за ланцу, за нож, за буширање или ролер; да ли је мангански челик, легурани челик или нерђајући челик; и да ли је био подвргнут карбуризацији, угашању и оштривању, индуктивној ошт
Ланцић је компонента за пренос састављена од више интерактивних делова. У типичном ролер ланцу, главне компоненте укључују унутрашње плоче, спољне плоче, пине, бушице, ролери и повезивачке везе. Ове компоненте не носе идентична оптерећења.
Везничне плоче углавном издрже оптерећење натеза, напето оптерећење и концентрацију стреса око рупа. Зато су потребни довољни снаги без да постану превише крхки. Пинс и бушинг формирају артикулисани пар тријања, тако да је отпорност на површину, перформансе контакт-умор и чврстоћа језгра посебно важни. Ролери су у контакту са зубима зуба и морају издржавати ударе и зношење. Коришћење тачно истог материјала и процеса топлотне обраде за сваку компоненту можда неће дати најбоље укупне перформансе.
Сврха тестирања материјала стога није једноставно да одговори, Да ли је ово 40Кр? То је да бисмо одговорили на још четири важна питања. Прво, да ли се стварни хемијски састав слаже са наруџбином за куповину или сертификатом о материјалу? Друго, да ли је топлотним обрадом добијена потребна тврдоћа и микроструктура? Треће, да ли су материјал и производњи процес погодни за тренутно оптерећење, брзину, температуру и корозивно окружење? Четврто, када се деси крчање или абнормално зношење, шта је стварни коренски узрок неуспеха?
Следећа табела садрже неколико материјала који су јавно наведени на веб страници ХаоРонг и главне области које треба проценити током инспекције. Ови описи пружају оквир за инжењерску анализу; не значи да свака спецификација или свака компонента користи исто стање материјала.
| Категорија материјала | Материјали који су јавно наведени | Типични инжењерски разлози | Кључне контролне ставке |
| Магански челик или средње угљенски магански челик | 40Mn, 45Mn | Баланс између снаге, чврстоће, тврдоће и трошкова | Садржај угљеника и мангана, тврдоћа, микроструктура и декарбуризовани слој |
| Челни од легуре хрома | 40Cr | Тврдост, тврдоћа, стање за оштрење и перформансе у умору | Садржај хрома и угљеника, тврдоћа површине/нуге, и оштрени мартензит или друге структуре |
| Аустенитска нержавећа челика | СС304, СС316 | Отпорност на корозију, тенденција ка немагнетизму, стање хладног рада и ниво чврстоће | Садржај хрома, никла и молибдена; морфологија корозије; тврдоћа рада; ризик од интергрануларне корозије |
| Nerđajući čelik | SS201 | Компромис између трошкова, отпорности на корозију и чврстоће; стварна перформанса зависи од спецификације | Садржај мангана, хрома, никла и угљеника; магнетизам и тврдоћа користе се само као додатни докази |
| Површински оштрене челичне компоненте | Специфична класа мора бити потврђена на цртежу | Удаљивање између отпорности површине на зношење и чврстоће корена од удара | Профил тврдоће од површине до језгра, ефикасна дубина тврде слојеве, микроструктура и декарбуризација |
Важно је нагласити да нерђајући челик не значи да је непробој, а висока тврдоћа не значи аутоматски дуг живот. У влажном, киселом, алкалном, прерађивању хране или ванземном окружењу отпорност на корозију може бити важнија од самог чврстоће на истезање. У апликацијама са високом брзином, тешко нагруженом или често покретањем и заустављањем, равнотежа између тврдоће површине, чврстоће језгра и перформанси умор постаје критичнија.
Поуздана инспекција материала ланца треба да се углавном спроводи у следећем редоследу: неразрушна испитивања пре узорка, макроскопске посматрања пре микроскопске анализе и испитивања композиције пре микроструктуре и процене перформанси.
1. у вези са Потврдити идентитет узорка и циљ инспекције
Пре него што се тестирање почне, запишите модел ланца, стаза, број низа, дужину, производњу партије, наруџбину куповине, услове рада и локацију повреде. ХаоРонг страница за ланце са кратким стазама јавно наводи моделе као што су 06Б, 08Б, 10Б, 12Б и 16Б, и наводи да се могу испоручити и стандардни ланци и нестандартни ланци направљени према цртежима купца. [1] Због тога ланци са сличним изгледом могу Коначна пресуда не би требало да се темели само на фотографијама или неколико димензионалних мерења.
Ако узорник долази са места повреде, чувајте површину кршења, површину зноја, површину корозије и неповређену референтну површину кад год је то могуће. Немојте мешати, чистити или агресивно чистити површину прелома, јер би то могло уништити највреднији доказ.
2. Уколико је потребно. Визуелна и димензионална инспекција
Почните са визуелним испитом. Проверите да ли на ланцу нема пукотина, запецаних буна, корозијских јама, абнормалне пробојности боје, пластичних деформација и локалног зноја. У случају игла, бушица и ролера, тражите убоде, јаме, убоде, неравномерно зношење и абнормалне убоде.
Затим измерите стазу, унутрашњу ширину, пречник ролера, дебљину ланчева, пречник и акумулирану дужину ланца. ИСО 606:2015 покрива димензије, толеранције, мерење дужине, пренапређење, минималну чврстоћу за истезање и минималну динамичку чврстоћу прецизних ролца и буш ланаца са кратким стазањем. [1] Димензионална инспекција стога није само провер
3. Уколико је потребно. Анализа хемијског састава
Анализа хемијског састава је обично први основни тест за идентификацију материјала. За челичне ланце, могуће методе укључују оптичку спектрометрију емисије, ручну рентгенску флуоресценцију и, када је потребно, лабораторијску хемијску анализу.
Спектрометрија оптичке емисије искре погодна је за мултиелементску анализу угљенских челика и нисколегираних челика. То може помоћи да се утврди да ли је узорка у складу са 40Мн, 45Мн, 40Цр или другим одређеним сталним класом. За нерђајуће челике као што су SS304, SS316 и SS201, треба обратити пажњу на комбиноване карактеристике хрома, никла, мангана, молибдена и угљеника. Молибден је често важан показатељ када се разликује 304 од 316, али коначна пресуда и даље мора бити заснована на потпуном опсегу композиције у применим спецификацијама.
Три питања захтевају посебну пажњу. Прво, на резултат могу утицати уље, оксидна скала, налепљење и премази; када је потребно, на репрезентативној локацији треба припремити чисту и раву површину за испитивање. Друго, ручни инструменти су корисни за брзо скрининг, али њихова способност мерења угљеника и суптилне разлике у саставу може бити ограничена. Треће, резултати испитивања морају се упоредити са сертификатом материјала, бројем топлоте или ливења и захтевима за цртање. најближи степен који приказује инструмент никада не би требало да се третира као коначни закључак сам по себи.
4. Уколико је потребно. Тврдост и тестирање на склониста тврдоће
Тестирање тврдоће је важна метода за процену услова топлотне обраде, али не може заменити анализу хемијског састава. ИСО 6507-1:2023 одређује методу тестирања тврдоће Викерса за металне материјале у различитим опсеговима тест-силе и дефинише релевантне услове убоде и мерења. [1]
За ланчане плоче, Рокуеллово, Викерсово или микротврдоће тестирање се може извршити на локацијама које не утичу на функцију компоненте. За иглице, бушице и ваљке за које се сумња да имају тврду површину, вишеструка мерења треба да се изведу од површине према језгру преко припремљеног поперечног пресека. Ово ствара профил наступа тврдоће који показује да ли је површина довољно тврда, да ли је тврди слој континуиран и да ли једро задржава потребну чврстоћу.
Уобичајена грешка је мерење једне тачке површине и коришћење те вредности да би се представила цела компонента. Веома тврдо, али превише крхко језгро може изазвати кршење у удару, док недовољна тврдоћа површине може довести до брзог зноја пина, бушица и ваљача. Професионални извештај треба да запише метод испитивања, оптерећење, локацију, оријентацију, стање површине и неизвесност мерења, а не само један изоловани број тврдоће.
5. Појам Металографска анализа и ефикасна анализа тврде слојеве
Металографија помаже да се одговори на питање: "Шта се десило унутар материјала?" Стандардни процес укључује секционирање, монтажу, мељење, полирање, ецирање и микроскопско испитивање. Типична посматрања укључују структуру зрна, перлит, ферит, мартензит, темпериране структуре, дистрибуцију карбида, декарбуризоване слојеве, инклузије и абнормалне структуре у близини подручја почетка пукотине.
За компоненте које су обрађене карбуризацијом, карбонитрирањем или индукционим тврдењем, посебна пажња треба посветити структурном прелазу са површине на језгро. Правилно тврдоће површине не би требало да се процењује само ако је површина тврда. Анализа треба такође да утврди да ли дубина тврде слојева испуњава захтеве пројекта, да ли је прелаз погодан и да ли једро садржи груби мартензит, нехраниле структуре или очигледну крхкост.
Ако је ланац преломљен, металографско испитивање треба да се фокусира на подручје порекла. Пукотине могу настати на ивицама штампаних рупа, филе, јама корозије, инклузије, изгоревања од брушења или дефекти топлотне обраде. Испитивање само неповређеног подручја далеко од кршења може довести до непуног закључка да је "материјал прихватљив", док не може објаснити стварну неисправност.
6. Уколико је потребно. Проверка механичких својстава
Када су довољни узорци доступни и циљ је јасно дефинисан, испитивање може укључивати испитивање на тражи, испитивање на штицу, испитивање статичке чврстоће ланца или испитивање за умор. ИСО 6892-1:2019 одређује методу тестирања на стамбеној температури за металне материјале и обраћа се узорцима, условима тестирања, стопама тестирања, чврстоћи приноса, чврстоћи доказа, продужењу након кршења и смањењу површине, међу другим параметрима. [1]
Важно је разумети да резултат натезања примера материјала није еквивалентан перформанси комплетног ланца. На стварну капацитета оптерећења ланца такође утичу концентрација стреса око рупа ланце-плаче, квалитет нивета, уклапање између пина и бушица, грешка наклона, третман површине, погрешно усклађивање инсталације и марење. Стога, тест на трајање само на челику не може заменити статичко или динамичко испитивање целог ланца.
ИСО 606 експлицитно укључује минималну чврстоћу за истезање и минималну динамичку чврстоћу у оквиру захтева за прецизним ланцима са кратким корак. [1] За безбедносно критичне, тешке или високоциклене апликације, тестирање перформанси комплетног ланца треба да буде организовано у Живот ланца не би требало закључити само из квалитета материјала.
7. Анализа површине кршења и морфологије неуспеха
Када се проверени ланац већ није успео, анализа крчања често је неопходна за идентификовање коренског узрока. Фатиге фрактура обично садржи подручје почетка пукотине, подручје ширења и завршно подручје преоптерећења. Фрактура може показати релативно глатке карактеристике распрострања уморности. Преоптерећење фрактура је често праћен значајним пластичним деформације или грубо завршне фрактуре морфологије. Крупка фрактура може бити повезана са прекомерном тврдоћом, недостатном чврстоћом, тешким уграђивањем или неисправним топлотном обрадом.
Недостатак зноја треба проценити заједно са абразивном знојем, адхезивним знојем, јамањем, пластичним деформацијама и корозијом. Ако ланц показује значајно продужење, али је његов хемијски састав и тврдоћа нормални, истрага треба да испита и мастило, зношење зубаца, паралелизам инсталације, напетост, флуктуације оптерећења и контаминацију животне средине. Другим речима, тестирање материјала је важан део анализе неуспеха, али то није цела анализа.
Да би се избегло примењивање истих плана инспекције на сваку компоненту, ефикаснији је циљани приступ.
| Компонента | Главни ризици од неуспеха | Приоритетни предмети инспекције | Кључне тачке за тумачење |
| Унутрашње и спољашње плоче | Уморно пуцање, крчање ивице рупе, крчање на тежењу и корозија | Композиција, дебљина плоча и размацавање рупа, тврдоћа, металографија и анализа кршења | Обратите пажњу на концентрацију стреса, квалитет штампања, декарбуризацију и порекло пукотина |
| Пинс | Коснање, савијање, сечење и уморна фрактура | Композиција, тврдоћа од површине до језгра, оштри слој, округлост и анализа кршења | Проценити утакмицу између отпорности површине на зношење и чврстоће језгра |
| Шипке | Унутрашње и спољне зноје, ирирање и умора | Композиција, градијент тврдоће, дебљина зида, металографија и грубост површине | Испитајте стање контакта трканог пара и ефикасну дубину тврде слојеве |
| Ролери | Убојство, убојство од удара, износ и пуцање | Композиција, тврдоћа, округлост, површински дефекти и металографија | Процењује се контактна умора на интерфејсу од зуба до ваљка |
| Везујућих веза | Ослобођење, резање и неуспех у монтажу | Димензије, тврдоћа, састав и стање монтаже | Проверите утакмицу између методе повезивања и ланца за натоварање |
Професионални извештај о материјалу ланца не би требало да каже само: "Материјал прихватљив". У њему треба да се идентификују број узорка, име компоненте, локација инспекције, метода испитивања, модел инструмента, статус калибрације, резултати испитивања, критеријуми прихватања, абнормалне фотографије и ограничења закључка.
На пример, извештај о хемијском саставу треба да наведе мерене елементе и јединице, а не само да назове квалитет материјала. У извештају о тврдоћи треба да се наведе метода испитивања, оптерећење и мјештаја мерења. Металографски извештај треба да садржи увећање и репрезентативна поља вида. У извештају о анализи неисправности треба навести да ли је површина кршења била заштићена, правцу узимања узорка и да ли је постојала секундарна оштећења.
У закључку треба такође да се разликују три ситуације. Прво, материјал и резултати испитивања задовољавају познате техничке захтеве. Друго, неки резултати су прихватљиви, али недостају одлучујући подаци и коначна пресуда још увек не може бити донета. Треће, постоје докази који су несугласни са одређеним материјалом, топлотном обрадом или механизмом за неуспех. Такви закључци пружају више инжењерске вредности од једноставног "пропусти" или "промаши".
За пријемну инспекцију, започните са визуелним и димензионалним проверама, а затим скрининг композиције узорка и тестирање тврдоће. За спорове о квалитету партије додајте сертификате материјала, тражимоћи топлоту или лив, металлографију и неопходну верификацију механичких својстава. За слом ланца или абнормално зношење, прво заштитите доказе о неуспеху, а затим извршите комбиновану анализу површине слома, композиције, градијента тврдоће, микроструктуре и услова рада.
Логика се може сузредити у једној реченици: прво утврдите шта је материјал, затим утврдите у шта је постао након обраде, и на крају објасните зашто је пропао. "Шта је то" се односи на хемијски састав и квалитет материјала. "Оно што је постало" се односи на топлотну обраду, тврдоћу и микроструктуру. "Зашто је пропао" захтева да се материјал, производни процес, монтажа, марење и историја оптерећења размотри заједно.
Укратко, испитивање и анализа материјала ланца није инспекција са само једним инструментом. То је систематски процес који комбинује идентификацију узорка, димензионалну инспекцију, анализу хемијског састава, тестирање градијента тврдоће, металографију, верификацију механичких својстава и анализу крчања.
ХаоРонг-ови јавни подаци о производу наведу 40Мн, 45Мн, 40Цр, SS304, SS316, и SS201 међу својим опцијама материјала за ланце за ролике, и представљају ланце за ролике са кратким стазањем и конвејерне ланце међу својим производи
Ако се бавите инспектирањем ланца, абнормалном знојем, понављањем крчања или развојем инспекцијске спецификације за нестандартни ланц, не питајте само: "Шта је ово за челик?" Уместо тога, изградите комплетну матрицу за инспекцију: Да ли је хемијски састав тачан? Да ли је тврдоћа прикладна? Да ли је микроструктура нормална? Да ли су димензије у складу? Да ли комплетан ланац испуњава оперативне захтеве?
Хвала вам што сте гледали овај видео. Ако желите да сазнате више о избору ланца, усаглашавању зубаца, мерењу продужења ланца или разликама у примени између ланца од нерђајућег челика, молимо вас да оставите коментар испод. Видећемо се у следећем видео.
Живот ланца и безбедност рада зависе не само од квалитета материјала, већ и од топлотне обраде, градијента тврдоће, микроструктуре, прецизности димензија, компатибилности зубчаних зуба, мазивања и варијације оптерећења. Овај видео приказује систематски приступ тестирању материала ланца у индустрији преноса енергије, укључујући анализу хемијског састава, тестирање тврдоће, металографију, верификацију перформанси за истезање и комплетне ланце, као и анализу неуспеха за кршење и абнормално зношење.
Материјали за ролер-цејн који је јавно навестио ХаоРонг укључују 40Мн, 45Мн, 40Цр, SS304, SS316 и SS201. За сваки стварни пројекат, захтеви за материјал, топлотну обраду и прихватање треба да буду одређени на цртежу производа, у спецификацији за куповину и применим стандардима.
испитивање материјала ланца, инспекција роллер ланца, пренос ланца, анализа неуспеха ланца, 40Цр ланца, 304 ланца од нерђајућег челика, 316 ланца од нерђајућег челика, тврдоћа ланца, ланца металлографије, хемијског састава ланца, анализа материја
[1] ХаоРонг Официјална веб страница: Информације о компанији, асортиман производа и информације о систему квалитета
[2] ХаоРонг кратак пич ролер ланца страница производа: Јавно наведени материјали, модели и типови производа
[3] ISO 606:2015 Официјална платформа за претрагу: Прецизни ролер и буш ланаци са кратким пичем и повезане зубове
[4] ISO 6507-1:2023 Официјална страница: Викерс тест тврдоће за металне материјале
[5] ISO 6892-1:2019 Официјална платформа за претрагу: Пробање траживости металних материјала на собној температури
Техничка напомена: Овај чланак је припремљен на основу јавно доступних веб информација и општег знања о тестирању материјала. Намењен је за техничко образовање и развој видео садржаја. Не замењује спецификацију инспекције, извештај о испитивању треће стране или процену инжењерске безбедности припремљену за одређени модел ланца, партију материјала и услов рада.