Otkrivanje uzroka pucanja šrafa
22. 07. 2022
Problem
Klijent se obratio LOTRIČ Metrology sa pitanjem zašto šrafovi pucaju pri relativno malim momentima okretanja šrafova.
Početna ispitivanja
Prvo smo uradili analizu penetrantima i proverili da nema pukotina na šrafovima koje bi nastale pre ugradnje šrafa. Uverili smo se da materijal ima potrebnu tvrdoću i da su šrafovi površinski zaštićeni prema uputstvu. Ispitivali smo površine loma SEM analizom i utvrdili da se radi o interkristalnom krtom lomu, što ukazuje na to da su najverovatniji uzroci ili lomljivost usled neadekvatnog toplotnog tretmana kaljenja ili krtost vodonikom, što je posledica prekomernog natapanja u kupatilima za aktivaciju površine (HCl, HF,…).
Potvrda hipoteze
Da bismo utvrdili da li je reč o krhkosti vodonika, izvršili smo test zatezanja šrafova pri različitim temperaturnim tretmanima. Nekoliko šrafova je izloženo temperaturi od 200 °C tokom 5 h, što je izazvalo difuziju vodonika iz metala, i upoređeno sa kontrolnom grupom. Pokazalo se da se mehanička svojstva blago poboljšavaju, ali ostaju znatno lošija od očekivanog.
Utvrdili smo da su temperatura austenitizacije i gašenja i metoda gašenja bili odgovarajući prema literaturi, ali prema klijentu, šrafovi su tada olabavili na 350 ° C, što je skoro 200 ° C više od stvarne temperature prema literaturi.
Da bismo potvrdili hipotezu da je krhkost šrafova odgovorna za lomljivost šrafova, neobrađene zavrtnje smo temperirali od preporučene temperature, a zatim ih olabavili na dve različite temperature – niskotemperaturno olabavljenje na temperaturama ispod lomljivosti i visoko temperaturno slabljenje iza ovo područje. Potom je na ovako tretiranim zavrtnjima izvršeno isto ispitivanje zatezanja kao i na napuknutim vijcima. Test je pokazao snažno povećanje mehaničkih svojstava, posebno čvrstoće i izduženja nakon lomljenja.
Prelomi nastali testovima zatezanja ispitani su SEM analizom. Ispostavilo se da je morfologija loma na drugim temperaturama kaljenja potpuno drugačija.
Zaključak
Analizama smo dokazali da je uzrok pucanja šrafova nepravilna termička obrada kaljenja, koja se ispoljava u krhkosti kaljenja, a u manjem udelu može doprineti i vodonična krtost. Stoga smo predložili promenu na više temperature kaljenja da bismo izbegli pojavu krhkosti kaljenja. Ako je problem bio u tvrdoći, mogle bi se koristiti i niže temperature kaljenja, ali ovo je delikatnije. U svakom slučaju, mogli biste da izaberete i pogodniji materijal koji bi postigao propisanu tvrdoću u oblastima gde ne bi bio osetljiv na krhkost kaljenja.