一, Причините за микропукнатини: тройното въздействие на материалите, процесите и околната среда
1. Материални дефекти: дефекти при заваряване и сегрегация на карбид
Слоевата структура на ножа от Дамаск разчита на високо{0}}температурно заваряване за постигане на сливане на метал. Ако температурата на нагряване по време на коване е недостатъчна (като например недостигане на 1200 градуса или повече) или времето на задържане е твърде кратко, могат да се образуват капилярни празнини между слоевете, които не са напълно споени. Майсторът на ABS Бил Бърк посочи, че такива дефекти могат да се появят като черни или сребристи фини линии след киселинно измиване и дори могат да се разширят в пукнатини по време на дълбоко киселинно измиване. Освен това, ако карбидната сегрегация на суровината е тежка (като недостатъчна фрагментация на мартензитната мрежа), лесно се образуват микропукнатини по време на закаляването поради локална концентрация на напрежение.
2. Неконтролирана топлинна обработка: закаляване на пукнатини и недостатъчно темпериране
При охлаждане на високоскоростна стомана, ако скоростта на охлаждане е твърде висока (като директно охлаждане в масло вместо степенувано охлаждане) или ако температурата на нагряване е твърде висока и причинява нагрубяване на аустенитните зърна, това може да причини пукнатини при охлаждане. Например, когато скоростта на охлаждане в температурния диапазон на мартензитната трансформация (Ms MF) надвиши критичната стойност, стоманеният слой генерира огромно топлинно напрежение поради разликата в обемното свиване, което може лесно да образува микропукнатини, когато се комбинира със структурно напрежение. В допълнение, липсата на своевременно темпериране след охлаждане (препоръчва се темпериране в рамките на 30 минути) или недостатъчна температура на темпериране може да доведе до невъзможност за освобождаване на остатъчното напрежение, което допълнително влошава разпространението на пукнатини.
3. Работна среда: корозия от солена вода и механично въздействие
Ако ножът от Дамаск е изложен на солена вода за дълго време, хлоридните йони ще проникнат в оксидния слой и ще образуват електрохимична корозия между стоманените слоеве, което води до локална концентрация на напрежение. В същото време механичните въздействия по време на рязане на твърди предмети (като рязане на кости или метали) могат да причинят пукнатини от умора, особено в основата на острието или на кръстовището на слоевете.
2, Откриване на микропукнатини: от макроскопско наблюдение до микроскопски анализ
1. Визуален и тактилен преглед
Киселинно измиване и проявяване: Накиснете острието в 5% разтвор на железен хлорид и непълните дефекти на междинния слой ще се появят като тъмни линии поради разликите в скоростта на корозия.
Наблюдение с лупа: Използвайте лупа с увеличение 10 пъти или повече, за да проверите острието. Микропукнатините обикновено се появяват като разделяне на междинния слой или повърхностни фини линии, а някои могат да бъдат придружени от окислително обезцветяване.
Тактилна обратна връзка: Внимателно погладете острието с пръсти и пукнатините могат да причинят фино зърнесто усещане поради неравна повърхност.
2. Технология за безразрушителен контрол
Ултразвуково изпитване: Използвайки принципа на високо-честотно отразяване на звуковата вълна, могат да бъдат локализирани вътрешни пукнатини с дълбочина над 0,1 милиметра, подходящи за контрол на качеството на персонализирани режещи инструменти от висок-клас.
Дифракция на рентгенови лъчи: чрез анализиране на промените в структурата на решетката на стоманени слоеве могат да се идентифицират области на концентрация на микро напрежение, но цената на оборудването е висока и то се използва най-вече в сценарии за научни изследвания.
3, Ремонт на микропукнатини: от локална обработка до цялостна реконструкция
1. Леки пукнатини (шир<0.1 millimeters)
Механично шлайфане: Използвайте шкурка с песъчинки 600, за да шлайфате леко зоната на пукнатината по посока на подреждане, отстранете оксидния слой и нанесете минерално масло с хранителен клас, за да потиснете разпространението на корозия.
Лазерно заваряване: За критични зони като основата на острието се използва лазерен лъч с ниска{0}}мощност за разтопяване на интерфейса на стоманения слой и запълването му с чист железен прах за постигане на безпроблемно свързване. Температурата трябва да се контролира стриктно (По-малко или равно на 800 градуса), за да се избегне омекване в засегнатата от топлината зона.
2. Умерени пукнатини (широчина 0,1-0,3 милиметра)
Ремонт чрез заваряване с аргонова дъга: Използвайте заваръчна тел, която съответства на състава на основния метал (като W18Cr4V високо-скоростна стомана), отворете V-образен жлеб (ъгъл на жлеба от 60 градуса) в пукнатината, запълнете и заварете на слоеве и синхронно ударете с чук за облекчаване на напрежението. След заваряване трябва да се темперира при 560 градуса за 2 часа.
Реконструкция на подреждане: Ако пукнатината проникне през множество стоманени слоеве, повредената зона трябва да бъде отрязана и слоят трябва да бъде изкован отново. Процесът включва: нагряване на заготовката до 1250 градуса → двойно кръстосано коване → пет размествания и пет издърпвания → киселинно измиване и проявяване → фино полиране, за да се осигури безпроблемна връзка между новото наслояване и оригиналната структура.
3. Severe cracks (width>0,3 милиметра)
Цялостно отгряване и повторно производство: Загрейте инструмента до 850 градуса и задръжте за 4 часа, след това го охладете в пещта, за да елиминирате напълно остатъчното напрежение, и след това повторно охлаждане (1280 градуса закаляване с масло) и тройно темпериране (560 градуса × 1 час), за да възстановите производителността на инструмента.
Подмяна на материала: Ако пукнатини причиняват загуба на структурна здравина (като счупване на острието), е необходимо да смените стоманената заготовка със същия материал и да я изковате отново и да използвате технология за вакуумно електронно лъчево заваряване, за да постигнете безпроблемно свързване.
4, Предотвратяване на микропукнатини: от избора на суровини до стандартите за използване
1. Контрол на суровините
Изборът на блокове от претопена електрическа шлака стомана (като прахова стомана CPM S30V) с висока чистота и фини и равномерни карбиди може да намали риска от сегрегация.
Проверявайте стриктно дълбочината на обезвъглеродяващия слой в суровините (По-малка или равна на 0,1 mm), за да се уверите, че допустимото рязане е по-голямо от дебелината на обезвъглеродяващия слой.
2. Оптимизиране на процесите
Процес на коване: Възприет е методът на двойно напречно насочено коване и карбидите са фино диспергирани и разпределени чрез пет разместващи и пет издърпващи многопластови кования, за да се подобри здравината на свързване на стоманения слой.
Спецификации за топлинна обработка:
Охлаждане: Приемане на степенуван процес на закаляване (1280 градуса нагряване → 650 градуса солена баня класификация → масло закаляване), контролиране на скоростта на охлаждане под критичната стойност.
Закаляване: В рамките на 30 минути след закаляването се извършва закаляване при 560 градуса за 1 час. След три цикъла на темпериране съдържанието на остатъчен аустенит е по-малко или равно на 5%.
Повърхностна обработка: Веднага след закаляването извършете ниска{0}}температурна обработка на стареене при 190 градуса за 4 часа, за да елиминирате риска от водородна крехкост; Повърхност, покрита с композитно покритие от нано титанов диоксид за подобряване на устойчивостта на корозия в солена вода.
3. Използване и поддръжка
Контрол на околната среда: Избягвайте продължително излагане на солена вода или влажна среда. Веднага избършете острието с микрофибърна кърпа и нанесете пчелен восък, за да предотвратите ръжда след употреба.
Стандарти за рязане: Забранено е рязане на твърди предмети (като кости и метали). След нарязване на киселинни съставки (като лимони), те трябва незабавно да бъдат почистени и намаслени.
Редовна инспекция: Провеждайте киселинно измиване и тестване за проявяване на всеки 6 месеца, като се фокусирате върху инспекцията на зони с концентрация на напрежение, като основата на острието и кръстовището на слоевете.
