Na produção, processamento e aplicação de materiais metálicos, as trincas são um defeito comum que afeta seriamente o desempenho e a vida útil dos materiais. O aparecimento de fissuras não só reduzirá a resistência, a tenacidade e a vida em fadiga do material, mas também poderá causar acidentes de fratura, resultando em sérios riscos à segurança. Portanto, é importante distinguir e identificar com precisão trincas de matéria-prima, trincas de tratamento térmico e trincas de forjamento para garantir a qualidade do produto, otimizar o processo de produção e prevenir acidentes de segurança.
I. Rachaduras na matéria-prima
1. Características
Geralmente existem fissuras na matéria-prima, com diversas formas, como linhas retas, linhas dobradas, malha ou formato irregular. Essas trincas podem ser causadas por inclusões, bolhas, organização irregular ou defeitos de fundição no processo de produção da matéria-prima. As fissuras muitas vezes apresentam uma mudança de cor distinta, como oxidação, corrosão ou manchas, e a superfície das fissuras é relativamente áspera, muitas vezes acompanhada por pequenos fragmentos ou pontas de fissuras.
2. Gênesis
As causas das fissuras nas matérias-primas são complexas e variadas:
- Processo de fundição inadequado: Controle inadequado da temperatura e do tempo de fundição, resultando em distribuição desigual de elementos de liga, segregação ou inclusões.
- Defeitos de fundição: O controle inadequado da temperatura durante a fundição, moldes mal projetados ou velocidades de fundição rápidas podem resultar em bolhas de gás ou inclusões que não podem ser completamente ventiladas, podendo evoluir para rachaduras.
- Armazenamento e transporte de matérias-primas: o armazenamento prolongado em ambiente úmido, o manuseio inadequado ou a pressão de empilhamento podem levar à concentração de tensões nas matérias-primas, o que pode causar rachaduras.
3. Métodos de distinção
Rachaduras em matérias-primas geralmente podem ser identificadas por observação visual, análise microscópica metalúrgica ou inspeção por raios X. As fissuras estão frequentemente localizadas no interior ou na superfície da matéria-prima e são significativamente diferentes da organização, cor e condição da superfície do material.
II. Tratamento térmico de rachaduras
1. Características
A trinca de tratamento térmico está no processo de tratamento térmico do material devido à transformação organizacional, concentração de tensão ou mudança de temperatura é muito rápida e produz trincas. Essas trincas são geralmente apresentadas ao longo dos limites dos grãos ou através das características de distribuição do cristal, e a direção da trinca é frequentemente consistente com a direção da tensão. A superfície das fissuras tratadas termicamente é lisa, por vezes com uma cor de oxidação.
2. Causas
A formação de fissuras por tratamento térmico está relacionada aos seguintes fatores:
- Concentração de tensões: As tensões térmicas são geradas pelas mudanças de temperatura no material durante o tratamento térmico. Se houver defeitos ou organização irregular no material, isso pode levar à concentração de tensões e à formação de fissuras.
- Transformação dos tecidos: Em alguns metais, durante o aquecimento ou arrefecimento rápido, a transformação dos tecidos pode ser acompanhada por alterações de volume, levando a um aumento das tensões internas, o que pode levar a fissuras.
- Taxa de aquecimento e resfriamento: Taxa de aquecimento, taxa de resfriamento ou seleção inadequada do meio de têmpera podem levar à distribuição desigual de tensões internas no material, resultando na formação de trincas.
3. Métodos de distinção
A identificação de trincas de tratamento térmico geralmente depende de análise de microscopia metalúrgica, observação de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e testes de propriedades mecânicas. Ao observar a morfologia da fissura, localização e relação com o tecido, combinada com os parâmetros do processo de tratamento térmico, o tipo de fissura pode ser avaliado com mais precisão.
III. Forjando Rachaduras
1. Características
A rachadura de forjamento ocorre no processo de forjamento do material devido à deformação irregular, concentração de tensão ou design da matriz e rachaduras. Essas rachaduras geralmente se estendem ao longo da direção do forjamento e são acompanhadas por linhas de fluxo de forjamento óbvias em ambos os lados. A superfície das fissuras de forjamento é áspera, muitas vezes com camadas de óxido e dobras de forjamento.
2. Causas
As principais causas de fissuras de forjamento incluem:
- Deformação irregular: Durante o processo de forjamento, o material é deformado de forma desigual devido à distribuição desigual de temperatura, diferenças nas taxas de deformação ou formas de matriz projetadas incorretamente, resultando em deformação irregular e concentrações de tensão.
- Problemas no projeto do molde: o projeto do molde não é razoável, como o raio do canto arredondado é muito pequeno, a folga do molde é inadequada ou a seleção inadequada dos materiais do molde pode levar a rachaduras no processo de forjamento.
- Operação inadequada: má lubrificação durante o forjamento, temperatura muito alta ou muito baixa, velocidade de forjamento muito rápida, etc., podem provocar rachaduras.
3. Métodos de distinção
A identificação de trincas de forjamento geralmente depende de observação macroscópica, análise microscópica metalúrgica e testes de propriedades mecânicas. Observando o formato da trinca, localização, relação com a linha de fluxo de forjamento e a oxidação dentro da trinca, combinados com os parâmetros do processo de forjamento, você pode avaliar o tipo de trinca com mais precisão.
Em quarto lugar, o método de distinção abrangente
Para distinguir com precisão entre fissuras de matéria-prima, fissuras de tratamento térmico e fissuras de forjamento, os seguintes métodos podem ser utilizados de forma abrangente:
1. macro-observação: através da observação da forma, localização, cor e estado da superfície da fissura, o julgamento inicial do tipo de fissura.
2. análise de microscopia metalográfica: utilizando microscopia metalográfica para observar a estrutura organizacional da fissura, a relação com o tecido circundante e as características do interior da fissura, para confirmar ainda mais o tipo de fissura.
3. Observação por microscópio eletrônico de varredura (MEV): observe a morfologia microscópica da trinca, as características da superfície da fratura e a distribuição dos elementos dentro da trinca por meio do MEV, o que fornece uma base mais precisa para o julgamento do tipo de trinca.
4. Teste de propriedades mecânicas: através da medição das propriedades mecânicas como dureza, resistência à tração, resistência ao escoamento e resistência ao impacto do material, combinadas com a morfologia e localização das fissuras, analisa de forma abrangente o tipo e a causa das fissuras.
5. Análise de parâmetros de processo: Combinada com o processo de produção de matérias-primas, processo de tratamento térmico e parâmetros do processo de forjamento, analisa os possíveis motivos para a formação de trincas, e fornece pistas importantes para a identificação de trincas.
