Kovuusmääritykset hallitsevat taonta lämpökäsittelypiirroksia. Monissa piirustuksissa ei ole muuta kuin HB- tai HRC-arvot sekä sallittu vääristymämarginaali. Mutta suunnittelu-ohjattu laadunvalvonta toimii syvemmällä-lokalisoidulla lämpökäsittelyvyöhykkeellä, pintakarkaistujen komponenttien kotelon syvyysvaatimukset-ja ytimen kovuus vaikuttavat kaikkien muotojen lopullisten komponenttien luotettavuuteen. Suorituskykytavoitteet määräävät jokaisen indikaattorin.
Kovuus: ensisijainen mittari kriittisellä varoituksella
Kovuustestaus hallitsee tehtaan laadunvarmistusta-nopeaa, hajoamatonta ja kustannustehokasta-. Kovuuden ja vetolujuuden välinen korrelaatio tekee siitä käytännöllisen korvikkeen mekaanisten ominaisuuksien arvioinnissa, kun täysi vetolujuus ei ole käytännöllistä. ASTM A909/A909M yhdistää kovuuden nimenomaisesti myötölujuus-, vetolujuus-, venymä- ja sitkeysvaatimuksiin mikroseostetuissa hiiliterästaukoissa.
Mutta sokea luottaminen käsikirjan kovuusarvoihin aiheuttaa kenttävirheitä. Vikatilan analyysin on saatava aikaan kovuustavoitteet.
10 - tonnin taontavasaran tanko, joka on valmistettu 40CrNi:stä tai 35CrMo:sta, kuvaa tätä. Alkuperäiset tekniset tiedot edellyttivät matalaa kovuutta (241-270 HBW) oletetun iskun-hallinnan kuormituksen perusteella. Tangon käyttöikä jäi lyhyeksi. Vikatutkimus paljasti väsymysmurtuman - ei vaikutuksen ylikuormituksen - ensisijaiseksi mekanismiksi. Kovuuden nostaminen arvoon 38-43 HRC pidensi käyttöikää dramaattisesti. Alempi kovuus olisi ollut iskun kannalta turvallisempi; korkeampi kovuus osoittautui oikeaksi väsymykselle.
Suunnittelijat, jotka laskevat jännitysjakaumia, soveltavat turvallisuuskertoimia, muuntavat lujuusvaatimukset vakiokovuusmuunnostaulukoiden avulla ja kutsuvat sitä valmiiksi, -missaavat vikatilan keskustelun kokonaan. Kylmät{2}}työmuotit tarjoavat päinvastaisen oppitunnin. Erittäin-tarkat puristimet vaativat kovia työkaluja. Huono koneen tarkkuus yhdistettynä raskaaseen iskuenergiaan kuitenkin suosii hieman alennettua kovuutta reunojen halkeamisen tai täydellisen murtumisen estämiseksi.
Vahvuus-Sitkeys tasapaino: täydentävä suhde
Teräslaaduilla on toisensa poissulkeva lujuus ja sitkeys. Rakenteelliset takeet, jotka on suunniteltu liiallisilla sitkeysmarginaaleilla, uhraavat lujuuden, jolloin ne ohjaavat ylimitoitettuja komponentteja, joilla on rajoitettu väsymisikä. Kääntäen, työkalut ja meistit on optimoitu puhtaasti kulutuskestävyyden-maksimaalikovuuden, minimaalisen sitkeyden-murtumien vuoksi ennenaikaisesti syklisissä iskuissa.
Asianmukainen tasapaino selviää dokumentoidusta palvelun kuntoanalyysistä. Standardoiduista testinäytteistä mitatut materiaalin lujuusarvot muuttuvat harvoin suoraan komponenttien rakenteellisen lujuuden -kokovaikutuksiksi, loviherkkyydeksi ja jäännösjännitystiloihin, jotka muuttavat todellista suorituskykyä huomattavasti. Järjestelmän-voimakkuus, joka sisältää vierekkäisiä vuorovaikutuksessa olevia komponentteja, lisää toisen muuttujan.
Kovuuserot optimoivat kokoonpanon käyttöiän. Vierintälaakerit pidentävät käyttöikää, kun pallo kulkee 2 HRC kovemmin kuin rata. Autojen vetopyörät toimivat paremmin, kun pinnan kovuus ylittää vastavaihteen 2–5 HRC:llä. Identtinen materiaali samalla kovuudella, päinvastoin, tuottaa usein huonon kulutuskestävyyden hankauskosketuksessa.
Ytimen ja pinnan koordinointi karkaistuissa komponenteissa
Kotelo-karkaistut osat-hiilivedet, hiilenhiilivedet, induktiokarkaistu, nitridit- vaativat erityisiä ytimen lujuustavoitteita kiinteällä kotelon syvyydellä. Liiallinen ytimen lujuus vähentää hyödyllistä pinnan puristusjäännösjännitystä ja alentaa väsymiskestävyyttä. Riittämätön ydinvoima siirtää väsymisen alkamisen siirtymäalueelle, mikä nopeuttaa halkeamien leviämistä.
ISO 18203 standardoi kotelon syvyyden mittausmenetelmät lämpöprosesseissa, mukaan lukien liekki-, induktio-, elektronisuihku- ja laserkarkaisu, sekä lämpökemialliset käsittelyt, kuten hiiletys, hiiletys ja nitridaus. Asiakirja määrittelee kotelon karkaisun syvyyden pystysuoraksi etäisyydeksi pinnasta kovuuden mittauspisteeseen saavuttaen 550 HV ISO 6507-1:n mukaan. Nitrauskovuussyvyys määrittää pisteen, jossa kovuus ylittää ydinarvot 50 HV:lla.
Hiilitettyjen hammaspyörien optimaaliset karkaisusuhteet ovat välillä 0,1–0,15 suhteellista tehollista kotelosyvyyttä. Monet olemassa olevat spesifikaatiot ovat huomattavasti syvemmällä kuin on tarpeen. Kotelon syvyyden pienentäminen tälle optimoidulle alueelle ylläpitää samalla väsymisikää ja tuottaa mitattavia energiansäästöjä.
