Boshti i rrotulluesit është bërë nga çelik 40CrMnMoA me një peshë neto prej 36.6 tonësh, i prodhuar nga një lingotë çeliku prej 60.5 tonësh. Procesi i tij i prodhimit përfshin: shkrirjen, derdhjen → farkëtimin → trajtimin termik pas farkëtimit → përpunimin e ashpër → testimin me ultratinguj. Gjatë testimit me ultratinguj, në fund të grykës u zbuluan defekte të vazhdueshme që tejkalonin kufijtë e specifikuar, me diametrin maksimal ekuivalent prej ∅6 mm, të shpërndara brenda intervalit qendror prej ∅350 mm. Shpërndarja specifike e defekteve tregohet në Figurën 1; sipas standardeve, boshti u konsiderua jo konform dhe farkëtimi u hoq nga përdorimi. Për të analizuar shkakun e defekteve, u mblodhën mostra nga zona më e prekur rëndë për analizën e defekteve; vendet e sakta të marrjes së mostrave tregohen nga kutitë në Figurën 1.

1.1 Testi me zmadhim të ulët

Në vendet e treguara në Figurën 1, u mblodhën mostra thyerjesh dhe pjesë prove me zmadhim të ulët për analizë. Pjesët prove me zmadhim të ulët u bluan dhe iu nënshtruan një prove gdhendjeje me acid të nxehtë; pas larjes me acid, ato u vëzhguan për një periudhë të caktuar. Një defekt çarjeje u identifikua në qendër të pjesës së prove, me skaje të lëmuara dhe të përcaktuara mirë të çarjes. Përfshirje jometalike ishin të pranishme brenda çarjes, dhe përfshirje të shumta në formë pikash u vunë re pranë çarjes. Analiza paraprake sugjeron që ky defekt është një çarje me përfshirje skorjesh. Nuk u zbuluan defekte të tjera si ndarja në formë pikash ose poroziteti. Një pamje lokale e zmadhuar e defektit tregohet në Figurën 2.

1.2 Analiza Makro e Frakturave

Mostra e thyerjes iu nënshtrua një thyerjeje me prerje dhe shtypje në anën e pasme të vendndodhjes së defektit. Morfologjia e sipërfaqes së thyer pas hapjes tregohet në Figurën 3. Mund të vërehet se sipërfaqja e çarjes duket gri pas hapjes nën zmadhim të ulët, me defekte të shumta gri ngjitur me sipërfaqen e çarjes; këto defekte ka të ngjarë të jenë defekte të përfshirjes së skorjeve. Fraktura shfaq një morfologji të thyerjes kristalore. Morfologjia e zmadhuar e lokalizuar e defektit paraqitet në Figurën 4.

1.3 Analiza Kimike

Mostrat u mblodhën nga mostrat me zmadhim të ulët për analizën e përbërjes kimike, me rezultatet e paraqitura në Tabelën 1. Siç tregohet në Tabelën 1, përbërja kimike e mostrave përputhet me kërkesat e JB/T 6396-2006. Edhe pse përmbajtja e C është relativisht e ulët, ajo përmbush kufijtë e devijimit të lejuar për përbërjen e çelikut të specifikuar në GB/T 222. Përqendrimet e të gjithë elementëve të tjerë bien brenda diapazonit të specifikuar, duke konfirmuar se përbërja kimike është e kualifikuar.

1.4 Analiza Metalografike

Mostrat u mblodhën nga vendi i defektit të mostrës së thyerjes për analizë metalografike. Pas bluarjes dhe lustrimit, ekzaminimi mikroskopik zbuloi përfshirje të shumta jometalike në prerjen gjatësore të mostrës; fotografitë e këtyre përfshirjeve tregohen në Figurën 5. Pas gdhendjes me një tretësirë ​​4% acid nitrik-alkool, mikrostruktura shfaqi një përbërje perlit-ferrit me karakteristika normale metalografike. Imazhi metalografik bazë paraqitet në Figurën 6.

1.5 Analiza e Mikroskopisë Elektronike

Mostrat u mblodhën në vendet e treguara në Figurën 3 për analizën e mikroskopisë elektronike skanuese (SEM). Morfologjia e përfshirjes nën SEM paraqitet në Figurën 7. Morfologjia e thyerjes së substratit shfaq karakteristikat e thyerjes së zhvendosjes, siç tregohet në Figurën 8. Analiza e spektroskopisë shpërndarëse të energjisë (EDS) e përfshirjes zbuloi se përbërja e saj përbëhet kryesisht nga elementë të tillë si Al, Si dhe Ca, siç ilustrohet në Figurat 9 dhe 10.

2 Analizë dhe Diskutim

Formëzimi i boshtit të rrotullimit shfaq defekte të rënda në zmadhim të ulët, me përfshirje të shumta jo-metalike të dukshme nën zmadhim të lartë. Mikroskopia elektronike skanuese dhe analiza e spektroskopisë shpërndarëse të energjisë të sipërfaqeve të thyerjes së prekur rëndë zbuluan se defektet përbëhen kryesisht nga alumini (Al), silici (Si) dhe kalciumi (Ca). Meqenëse Al, Si dhe Ca nuk janë elementët kryesorë të lidhjeve të farkëtimit të boshtit të rrotullimit 40CrMnMoA, por më tepër përbërësit kryesorë të deoksiduesit të ngrohjes dhe difuzionit (pluhur Si-Al-Ca-Ba) të përdorur gjatë shkrirjes, këto defekte identifikohen si përfshirje të produkteve të deoksidimit që përmbajnë alumin, silic dhe kalcium. Bazuar në përbërjen e përfshirjeve, metodën e deoksidimit të përdorur dhe vendndodhjen e defekteve, konkludohet se këto përfshirje u formuan kur produktet e deoksidimit nuk arritën të ngriheshin plotësisht ose u bllokuan nga filmat oksid gjatë shkrirjes, duke hyrë më pas në lingot me çelikun e shkrirë gjatë derdhjes. Gjatë procesit pasues të farkëtimit, metali i farkëtuar nuk u hoq plotësisht, duke rezultuar në defekte të rënda që tejkalonin kufijtë e pranueshëm dhe duke i bërë farkëtimet defektoze.

3 Përfundim

Defekti i tepërt në këtë farkëtim me bosht ruli është përfshirja e skorjeve, ku përbërësit kryesorë janë elementë të tillë si Al, Si dhe Ca.