در صورت وجود ترک های میکرو در لایه فولادی چاقوی دمشق چه باید کرد؟

一، علل ریزترک ها: اثرات سه گانه مواد، فرآیندها و محیط
1. عیوب مواد: عیوب جوشکاری و تفکیک کاربید
ساختار لایه‌ای چاقوی دمشقی برای دستیابی به همجوشی فلز به جوشکاری در دمای{0} بالا متکی است. اگر دمای حرارت در حین آهنگری ناکافی باشد (مانند نرسیدن به 1200 درجه یا بالاتر) یا زمان نگهداری خیلی کوتاه باشد، ممکن است شکاف های مویرگی بین لایه ها ایجاد شود که کاملاً ذوب نشده اند. بیل برک، استاد ABS اشاره کرد که چنین عیوب ممکن است به صورت خطوط ریز سیاه یا نقره ای پس از شستشو با اسید ظاهر شوند و حتی ممکن است در حین شستشو با اسید عمیق به ترک تبدیل شوند. علاوه بر این، اگر جداسازی کاربید ماده خام شدید باشد (مانند تکه تکه نشدن کافی شبکه مارتنزیت)، به دلیل تمرکز تنش موضعی، ریزترک ها به راحتی در حین کوئنچ ایجاد می شوند.

2. عملیات حرارتی کنترل نشده: رفع ترک ها و تلطیف ناکافی
هنگام خاموش کردن فولاد سریع{0}، اگر سرعت خنک‌سازی خیلی سریع باشد (مانند خاموش کردن مستقیم روغن به جای خاموش کردن درجه‌بندی شده)، یا اگر دمای حرارت دادن خیلی بالا باشد و باعث درشت شدن دانه‌های آستنیت شود، ممکن است باعث ایجاد ترک‌های خاموش شود. به عنوان مثال، زمانی که نرخ خنک‌سازی در محدوده دمای تبدیل مارتنزیتی (Ms MF) از مقدار بحرانی فراتر می‌رود، لایه فولادی به دلیل تفاوت در انقباض حجمی، تنش حرارتی زیادی ایجاد می‌کند، که به راحتی می‌تواند هنگام ترکیب با تنش ساختاری، ریزترک‌ها را ایجاد کند. بعلاوه، عدم تلطیف به موقع پس از کوئنچ (توصیه می شود در عرض 30 دقیقه تلطیف شود) یا دمای معتدل ناکافی می تواند منجر به عدم توانایی در آزادسازی تنش باقیمانده شود و انتشار ترک را تشدید کند.

3. محیط عملیاتی: خوردگی آب شور و تاثیر مکانیکی
اگر چاقوی دمشقی برای مدت طولانی در معرض آب شور باشد، یون های کلرید به لایه اکسید نفوذ کرده و خوردگی الکتروشیمیایی بین لایه های فولادی ایجاد می کند که منجر به تمرکز تنش موضعی می شود. در عین حال، ضربه های مکانیکی در حین برش اجسام سخت (مانند برش استخوان یا فلز) ممکن است باعث ایجاد ترک های خستگی، به ویژه در ریشه تیغه یا محل اتصال لایه ها شود.

2، تشخیص ریزترک ها: از مشاهده ماکروسکوپی تا تجزیه و تحلیل میکروسکوپی
1. معاینه بصری و لمسی
شستشوی اسیدی و توسعه: تیغه را در محلول کلرید آهن 5% خیس کنید و عیوب بین لایه ای ناقص به دلیل تفاوت در نرخ خوردگی به صورت خطوط تیره ظاهر می شوند.
مشاهده ذره بین: برای بازرسی تیغه از ذره بین با بزرگنمایی 10 برابر یا بیشتر استفاده کنید. ترک های ریز معمولاً به صورت جداسازی بین لایه ای یا خطوط ریز سطحی ظاهر می شوند و برخی ممکن است با تغییر رنگ اکسیداسیون همراه باشند.
بازخورد لمسی: به آرامی تیغه را با انگشتان خود نوازش کنید، ترک ها ممکن است به دلیل سطح ناهموار، احساس دانه دانه ریزی ایجاد کنند.
2. فن آوری آزمایش غیر مخرب
آزمایش اولتراسونیک: با استفاده از اصل-بازتاب امواج صوتی با فرکانس بالا، می‌توان شکاف‌های داخلی با عمق بیش از 0.1 میلی‌متر را پیدا کرد که برای کنترل کیفیت ابزارهای برش سفارشی شده با کیفیت بالا مناسب است.
پراش اشعه ایکس: با تجزیه و تحلیل تغییرات ساختار شبکه ای لایه های فولادی، می توان مناطق تمرکز ریز تنش را شناسایی کرد، اما هزینه تجهیزات بالا است و بیشتر در سناریوهای تحقیقات علمی استفاده می شود.
3، تعمیر ریزترک ها: از پردازش محلی تا بازسازی کلی
1. ترک های خفیف (عرض<0.1 millimeters)
آسیاب مکانیکی: از کاغذ سنباده 600 استفاده کنید تا ناحیه ترک را در جهت انباشته شدن به آرامی آسیاب کنید، لایه اکسید را بردارید و روغن معدنی درجه مواد غذایی را برای جلوگیری از انتشار خوردگی بمالید.
جوشکاری لیزری: برای نواحی بحرانی مانند ریشه تیغه، از یک پرتو لیزر کم قدرت- برای ذوب رابط لایه فولادی و پر کردن آن با پودر آهن خالص برای دستیابی به اتصال بدون درز استفاده می‌شود. دما باید به شدت کنترل شود (کمتر یا مساوی 800 درجه) برای جلوگیری از نرم شدن در منطقه تحت تأثیر گرما.
2. ترک های متوسط ​​(عرض 0.1-0.3 میلی متر)
تعمیر جوشکاری قوس آرگون: از سیم جوشی که با ترکیب فلز پایه مطابقت دارد (مانند فولاد پرسرعت W18Cr4V) استفاده کنید، یک شیار V شکل (زاویه شیار 60 درجه) در محل ترک باز کنید، لایه‌ها را پر کنید و جوش دهید، و تنش را به طور همزمان با چکش دوباره فشار دهید. پس از جوشکاری باید به مدت 2 ساعت در دمای 560 درجه حرارت داده شود.
بازسازی انباشته: اگر ترک به چندین لایه فولادی نفوذ کند، ناحیه آسیب دیده باید قطع شود و لایه بندی باید دوباره آهنگری شود. این فرآیند شامل: گرم کردن بیلت تا 1250 درجه ← آهنگری متقاطع دوبل ← پنج تایی و پنج کشش ← شستشو و توسعه با اسید ← پرداخت خوب برای اطمینان از اتصال بدون درز بین لایه بندی جدید و ساختار اصلی است.
3. Severe cracks (width>0.3 میلی متر)
بازپخت و بازسازی کلی: ابزار را تا 850 درجه حرارت داده و به مدت 4 ساعت نگه دارید، سپس آن را در کوره خنک کنید تا تنش باقیمانده کاملاً از بین برود و سپس مجدداً خاموش کنید (1280 درجه روغن را خاموش کنید) و دمای سه گانه (560 درجه × 1 ساعت) را برای بازیابی عملکرد ابزار بازیابی کنید.
جایگزینی مواد: اگر ترک ها باعث از بین رفتن استحکام سازه شوند (مانند شکستگی تیغه)، لازم است شمش فولادی را با همان ماده جایگزین کرده و مجددا آهنگری آن را جعل کرده و برای دستیابی به اتصال بدون درز از فناوری جوشکاری پرتو الکترونی خلاء استفاده کنید.
4، پیشگیری از ریزترک: از انتخاب مواد خام تا استانداردهای استفاده
1. کنترل مواد خام
انتخاب شمش های فولادی ذوب شده با سرباره الکتریکی (مانند فولاد پودری CPM S30V) با خلوص بالا و کاربیدهای ریز و یکنواخت می تواند خطر جداسازی را کاهش دهد.
عمق لایه کربن زدایی در مواد خام (کمتر یا مساوی 0.1 میلی متر) را به دقت بررسی کنید تا مطمئن شوید که میزان برش بیشتر از ضخامت لایه کربن زدایی است.
2. بهینه سازی فرآیند
فرآیند آهنگری: روش آهنگری متقاطع دوگانه اتخاذ می شود و کاربیدها به خوبی پراکنده می شوند و از طریق پنج آهنگری چند آتشه کششی و پنج آهنگری پخش می شوند تا استحکام پیوند لایه فولادی افزایش یابد.
مشخصات عملیات حرارتی:
Quenching: اتخاذ یک فرآیند خاموش کردن درجه بندی شده (گرمایش 1280 درجه → درجه بندی حمام نمک 650 درجه → خاموش کردن روغن)، کنترل نرخ خنک کننده زیر مقدار بحرانی.
تمپر: ظرف 30 دقیقه پس از کوئنچ، حرارت دادن در دمای 560 درجه به مدت 1 ساعت انجام می شود. پس از سه دور تمپر، میزان باقیمانده آستنیت کمتر یا مساوی 5 درصد است.
درمان سطحی: بلافاصله پس از خاموش کردن، عملیات پیری{0}در دمای پایین را در دمای 190 درجه به مدت 4 ساعت انجام دهید تا خطر شکنندگی هیدروژن را از بین ببرید. پوشش سطحی با پوشش کامپوزیت نانو دی اکسید تیتانیوم برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی آب نمک.
3. استفاده و نگهداری
کنترل محیطی: از قرار گرفتن طولانی مدت در معرض آب شور یا محیط های مرطوب خودداری کنید. بلافاصله تیغه را با یک پارچه میکروفیبر پاک کنید و برای جلوگیری از زنگ زدگی پس از استفاده از موم زنبور عسل استفاده کنید.
استانداردهای برش: بریدن اجسام سخت (مانند استخوان و فلزات) ممنوع است. پس از برش مواد اسیدی (مانند لیمو) باید فوراً آن ها را تمیز کرده و روغن زد.
بازرسی منظم: هر 6 ماه یکبار اسید شویی و آزمایش توسعه را با تمرکز بر بازرسی مناطق تمرکز تنش مانند ریشه تیغه و محل اتصال لایه ها انجام دهید.