لماذا تتمتع البراغي بمقاومة للإجهاد؟

بدء ظهور تشقق الإجهاد في البرغي:

يُطلق على أول موضع يبدأ فيه تشقق الإجهاد اسم مصدر الإجهاد، وهو شديد الحساسية للبنية المجهرية للبرغي، ويمكنه بدء تشققات الإجهاد على نطاق صغير جدًا. وبشكل عام، ضمن نطاق ثلاثة إلى خمسة أحجام حبيبية، تُعد مشكلة جودة سطح البرغي المصدر الرئيسي للإجهاد، ويبدأ معظم الإجهاد من سطح البرغي أو تحته.

مع ذلك، يحتوي بلور مادة البرغي على عدد كبير من الانخلاعات وبعض عناصر السبائك أو الشوائب، كما أن قوة حدود الحبيبات تختلف اختلافًا كبيرًا، وقد تؤدي هذه العوامل إلى بدء تشقق الإجهاد. تُظهر النتائج أن تشققات الإجهاد تميل إلى الحدوث عند حدود الحبيبات، أو عند الشوائب السطحية، أو عند جزيئات الطور الثاني والفراغات، وكلها مرتبطة بتعقيد المواد وقابليتها للتغير. إذا أمكن تحسين البنية المجهرية للبراغي بعد المعالجة الحرارية، فإنه يمكن زيادة مقاومتها للإجهاد إلى حد ما.

تأثيرات إزالة الكربون على الإرهاق:

يمكن أن يؤدي إزالة الكربون من سطح البرغي إلى تقليل صلابة السطح ومقاومة التآكل بعد التبريد، مما يقلل بشكل فعال من مقاومة الإجهاد. ويعتمد معيار GB/T3098.1 على اختبار أداء إزالة الكربون من البرغي. وتشير العديد من الدراسات إلى أن المعالجة الحرارية غير السليمة قد تقلل من مقاومة الإجهاد للبراغي عن طريق إزالة الكربون من السطح وتقليل جودته. وعند تحليل أسباب فشل كسر البراغي عالية المقاومة، وُجد أن طبقة إزالة الكربون موجودة عند نقطة اتصال رأس البرغي. ومع ذلك، يتفاعل كربيد الحديد الثلاثي (Fe3C) مع الأكسجين (O2) والماء (H2O) والهيدروجين (H2) عند درجات حرارة عالية، مما يؤدي إلى اختزال Fe3C داخل مادة البرغي، وبالتالي زيادة الطور الفريتي في مادة البرغي وتقليل مقاومتها.