Kraftanalyse: Die Arbeitsfläche des Schaufelzahns und das ausgegrabene Objekt berühren sich. Während des gesamten Aushubprozesses treten in den verschiedenen Arbeitsphasen unterschiedliche Spannungen auf. Wenn die Zahnspitze zum ersten Mal die Materialoberfläche berührt, wird sie aufgrund ihrer hohen Geschwindigkeit stark beeinflusst. Bei geringer Streckgrenze der Schaufelzähne kommt es zu plastischen Verformungen an der Spitze. Mit zunehmender Grabtiefe ändert sich die Spannung der Schaufelzähne. Wenn der Schaufelzahn das Material schneidet, entstehen zwischen Schaufelzahn und Material eine Relativbewegung, die einen sehr hohen positiven Extrusionsdruck auf der Oberfläche erzeugt und somit eine hohe Reibungskraft zwischen der Arbeitsfläche des Schaufelzahns und dem Material. Bei hartem Gestein, Beton usw. ist die Reibung sehr groß. Durch wiederholte Anwendung dieses Prozesses entsteht unterschiedlich starker Oberflächenverschleiß an der Arbeitsfläche des Schaufelzahns und damit eine tiefere Furche. Die Zusammensetzung der Schaufelzähne beeinflusst die Lebensdauer der Schaufelzähne. Wählen Sie die Schaufelzähne daher sorgfältiger aus. Ich habe auch meine Schaufelzähne verwendet, die Wirkung ist gut! Der positive Druck auf der vorderen Arbeitsfläche ist deutlich größer als auf der hinteren. Arbeitsfläche, und die vordere Arbeitsfläche ist stark abgenutzt. Man kann davon ausgehen, dass der positive Druck und die Reibungskraft die wichtigsten externen mechanischen Faktoren für das Versagen der Schaufelzähne sind, die im Versagensprozess eine wichtige Rolle spielen.
Prozessanalyse: Entnehmen Sie zwei Proben von der Vorder- und Rückseite der Arbeitsfläche und schleifen Sie sie für die Härteprüfung flach. Es zeigte sich, dass die Härte derselben Probe sehr unterschiedlich ist, und die vorläufige Einschätzung lautet, dass das Material nicht einheitlich ist. Die Proben wurden geschliffen, poliert und korrodiert. Dabei zeigte sich, dass jede Probe deutliche, aber unterschiedliche Grenzen aufwies. Aus makroskopischer Sicht ist der umgebende Teil hellgrau und der mittlere Teil dunkel, was darauf hindeutet, dass es sich bei dem Stück wahrscheinlich um ein eingelegtes Gussstück handelt. An der Oberfläche dürfte auch der eingeschlossene Teil ein eingelegter Block sein. Die Härteprüfungen auf beiden Seiten der Grenze wurden mit einem Rockwell-Härteprüfgerät HRS-150 mit digitaler Anzeige und einem Mikrohärteprüfgerät MHV-2000 mit digitaler Anzeige durchgeführt. Dabei wurden signifikante Unterschiede festgestellt. Der eingeschlossene Teil ist ein Einsatzblock, der umgebende Teil eine Matrize. Die Zusammensetzung beider ist ähnlich. Die Hauptlegierungszusammensetzung (Massenanteil, %) beträgt 0,38c, 0,91cr, 0,83mn und 0,92si. Die mechanischen Eigenschaften metallischer Werkstoffe hängen von ihrer Zusammensetzung und dem Wärmebehandlungsprozess ab. Die ähnliche Zusammensetzung und der Unterschied in der Härte weisen darauf hin, dass die Schaufelzähne nach dem Gießen ohne Wärmebehandlung in Gebrauch genommen wurden. Nachfolgende Gewebeuntersuchungen bestätigen dies.
Eine metallografische Analyse der Struktur ergab, dass das Substrat hauptsächlich eine schwarze, feinlamelläre Struktur aufweist. Das Gewebestück besteht aus zwei Teilen: einem weißen und einem schwarzen Block mit Bruchstücken, und der weiße Block ist weiter vom Querschnittsbereich entfernt organisiert (weitere Mikrohärtetests belegen, dass die Struktur der weißen Ferritflecken und der schwarzen, feinlamellären Struktur Troostit oder eine Hybridstruktur aus Troostit und Perlit ist). Die Bildung des Hauptferrits im Einsatz ähnelt der einiger Phasenübergangszonen in der Wärmeeinflusszone beim Schweißen. Unter der Einwirkung der Wärme des flüssigen Metalls während des Gießens befindet sich dieser Bereich in einer Zweiphasenzone aus Austenit und Ferrit, in der der Ferrit vollständig gewachsen ist und seine Mikrostruktur bei Raumtemperatur erhalten bleibt. Da die Zahnwand des Löffels relativ dünn und das Volumen des Einsatzblocks groß ist, ist die Temperatur im mittleren Teil des Einsatzblocks niedrig, sodass kein großer Ferrit gebildet wird.
Der Verschleißtest auf der Verschleißprüfmaschine MLD-10 hat ergeben, dass die Verschleißfestigkeit von Matrix und Einsatz unter den Bedingungen eines geringen Stoßverschleißtests besser ist als die von abgeschrecktem 45er-Stahl. Gleichzeitig ist die Verschleißfestigkeit von Matrix und Einsatz unterschiedlich, und die Matrix ist verschleißfester als der Einsatz (siehe Tabelle 2). Die Zusammensetzung auf beiden Seiten der Matrix und des Einsatzes ist ähnlich, sodass ersichtlich ist, dass der Einsatz in den Schaufelzähnen hauptsächlich als Kühler fungiert. Beim Gießen wird das Matrixkorn verfeinert, um seine Festigkeit und Verschleißfestigkeit zu verbessern. Durch den Einfluss der Gießwärme ähnelt die Struktur des Einsatzes der der von der Schweißwärme betroffenen Zone. Wenn nach dem Gießen eine geeignete Wärmebehandlung durchgeführt wird, um die Struktur von Matrix und Einsatz zu verbessern, werden die Verschleißfestigkeit und die Lebensdauer der Schaufelzähne deutlich verbessert.
Veröffentlichungszeit: 15. April 2019