Kalšanas termiskās apstrādes rasējumos dominē cietības specifikācijas. Daudzos zīmējumos nav nekas cits kā HB vai HRC vērtības, kā arī pieļaujamā kropļojuma robeža. Taču dizaina-vadītā kvalitātes kontrole aptver dziļākas-lokalizētas termiskās apstrādes zonas, korpusa dziļuma prasības virsmas-rūdītajiem komponentiem un serdes cietība mijiedarbojas ar visu formu gala komponentu uzticamību. Veiktspējas mērķi nosaka katru rādītāju.
Cietība: primārā metrika ar kritisku brīdinājumu
Cietības pārbaudē dominē veikala grīdas kvalitātes pārbaude-ātra, nesagraujoša un rentabla{1}}. Korelācija starp cietību un stiepes izturību padara to par praktisku aizstājēju mehānisko īpašību novērtēšanai, ja pilna stiepes pārbaude nav praktiska. ASTM A909/A909M nepārprotami savieno cietību ar tecēšanas izturību, stiepes izturību, pagarinājumu un elastības prasībām mikroleģētā oglekļa tērauda kalumos.
Bet akla paļaušanās uz rokasgrāmatas cietības vērtībām rada lauka kļūmes. Atteices režīma analīzei ir jāveicina cietības mērķi.
To ilustrē 10 -tonnu kalšanas āmura stienis, kas izgatavots no 40CrNi vai 35CrMo. Sākotnējās specifikācijas noteica zemu cietību (241-270 HBW), pamatojoties uz pieņemto trieciena-slodzi. Stieņu mūžs palika īss. Neveiksmes izmeklēšana atklāja noguruma lūzumu, nevis ietekmi uz pārslodzi, kā primāro mehānismu. Cietības palielināšana līdz 38-43 HRC ievērojami pagarināja kalpošanas laiku. Zemāka cietība būtu bijusi drošāka triecienam; augstāka cietība izrādījās pareiza nogurumam.
Dizaineri, kas aprēķina spriedzes sadalījumu, piemēro drošības koeficientus, pārveido stiprības prasības, izmantojot standarta cietības pārveidošanas tabulas, un sauc to par pabeigtu,{0}}palaiž garām sarunu par atteices režīmu. Aukstās-darba formas piedāvā pretēju mācību. Augstas-precizitātes presēm ir nepieciešami augstas cietības instrumenti. Slikta mašīnas precizitāte apvienojumā ar spēcīgu trieciena enerģiju tomēr dod priekšroku nedaudz samazinātai cietībai, lai novērstu malu šķelšanos vai pilnīgu lūzumu.
Stiprums{0}}Stingrības līdzsvars: papildu attiecības
Tērauda markām ir savstarpēji izslēdzoša izturība un stingrība. Strukturālie kalumi, kas izstrādāti ar pārmērīgu stingrības robežām, upurē izturību, vadot liela izmēra detaļas ar ierobežotu noguruma kalpošanas laiku. Un otrādi, instrumenti un presformas ir optimizētas tikai nodilumizturībai-maksimālai cietībai, minimālai stingrībai-, lai priekšlaicīgi plīstu cikliskas ietekmes rezultātā.
Atbilstošais līdzsvars izriet no dokumentētas pakalpojuma stāvokļa analīzes. Materiālu stiprības vērtības, kas izmērītas no standartizētiem testa paraugiem, reti izpaužas tieši komponentu strukturālās izturības -izmēra efektos, iecirtuma jutībā un atlikušā sprieguma stāvokļos, kas būtiski maina veiktspēju reālajā pasaulē. Sistēmas -līmeņa stiprums, kas ietver blakus mijiedarbojošos komponentus, pievieno vēl vienu mainīgo.
Cietības starpības optimizē montāžas kalpošanas laiku. Ritošo elementu gultņi pagarina kalpošanas laiku, ja bumba darbojas par 2 HRC spēcīgāk nekā sacīkšu trase. Automobiļu piedziņas zobrati ir labāki, ja virsmas cietība pārsniedz savienojuma pārnesumu par 2–5 HRC. Identisks materiāls ar identisku cietību, gluži pretēji, bieži rada sliktu nodilumizturību berzes saskarē.
Serdes un virsmas koordinācija rūdītos komponentos
Korpusa-rūdītajām daļām-karburētas, karbonizētas, indukcija rūdītas, nitrētas-pieprasa konkrētus serdes stiprības mērķus fiksētā korpusa dziļumā. Pārmērīga serdes izturība samazina labvēlīgo virsmas spiedes atlikušo spriegumu, samazinot noguruma izturību. Nepietiekama serdes izturība pārvieto noguruma ierosmi pārejas zonā, paātrinot plaisu izplatīšanos.
ISO 18203 standartizē korpusa dziļuma mērīšanas metodes termiskajos procesos, ieskaitot liesmu, indukciju, elektronu staru un lāzera sacietēšanu, kā arī termoķīmisko apstrādi, piemēram, karburizāciju, karbonitrīdēšanu un nitrēšanu. Dokuments definē korpusa sacietēšanas dziļumu kā vertikālo attālumu no virsmas līdz cietības mērīšanas punktam, sasniedzot 550 HV atbilstoši ISO 6507-1. Nitrēšanas cietības dziļums norāda punktu, kurā cietība pārsniedz pamatvērtības par 50 HV.
Optimālais sacietēšanas koeficients karburētiem zobratiem ir no 0,1 līdz 0,15 relatīvā efektīvā korpusa dziļumā. Daudzas esošās specifikācijas darbojas daudz dziļāk nekā nepieciešams. Korpusa dziļuma samazināšana līdz šim optimizētajam diapazonam vienlaikus saglabā noguruma kalpošanas laiku, vienlaikus nodrošinot izmērāmu enerģijas ietaupījumu.
