ประการที่ 1 สาเหตุของรอยแตกขนาดเล็ก: ผลกระทบสามประการของวัสดุ กระบวนการ และสิ่งแวดล้อม
1. ข้อบกพร่องของวัสดุ: ข้อบกพร่องในการเชื่อมและการแยกคาร์ไบด์
โครงสร้างหลายชั้นของมีดดามัสกัสอาศัยการเชื่อมที่อุณหภูมิสูง-เพื่อให้เกิดการหลอมโลหะ หากอุณหภูมิความร้อนในระหว่างการตีขึ้นรูปไม่เพียงพอ (เช่น ไม่ถึง 1,200 องศาหรือสูงกว่า) หรือระยะเวลาในการถือครองสั้นเกินไป ช่องว่างของเส้นเลือดฝอยอาจก่อตัวขึ้นระหว่างชั้นที่ยังไม่หลอมรวมอย่างสมบูรณ์ Bill Burke ผู้เชี่ยวชาญด้าน ABS ชี้ให้เห็นว่าข้อบกพร่องดังกล่าวอาจปรากฏเป็นเส้นละเอียดสีดำหรือสีเงินหลังจากการล้างด้วยกรด และอาจขยายตัวเป็นรอยแตกในระหว่างการล้างด้วยกรดแบบลึก นอกจากนี้ หากการแยกคาร์ไบด์ของวัตถุดิบมีความรุนแรง (เช่น การกระจายตัวของโครงข่ายมาร์เทนไซต์ไม่เพียงพอ) รอยแตกขนาดเล็กจะเกิดขึ้นได้ง่ายในระหว่างการดับเนื่องจากความเข้มข้นของความเครียดเฉพาะที่
2. การรักษาความร้อนที่ไม่สามารถควบคุมได้: การดับรอยแตกและการแบ่งเบาบรรเทาไม่เพียงพอ
เมื่อดับเหล็กความเร็วสูง- หากอัตราการเย็นตัวเร็วเกินไป (เช่น การดับด้วยน้ำมันโดยตรงแทนการดับแบบให้คะแนน) หรือหากอุณหภูมิความร้อนสูงเกินไปและทำให้เกรนออสเทนไนต์แข็งตัว อาจทำให้เกิดการแตกร้าวจากการดับ ตัวอย่างเช่น เมื่ออัตราการทำความเย็นในช่วงอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงมาร์เทนซิติก (Ms MF) เกินค่าวิกฤต ชั้นเหล็กจะทำให้เกิดความเครียดจากความร้อนอย่างมากเนื่องจากการหดตัวของปริมาตรที่แตกต่างกัน ซึ่งสามารถสร้างรอยแตกขนาดเล็กได้ง่ายเมื่อรวมกับความเครียดทางโครงสร้าง นอกจากนี้ การไม่อบคืนตัวในเวลาที่เหมาะสมหลังการดับ (แนะนำให้อบคืนสภาพภายใน 30 นาที) หรืออุณหภูมิอบคืนตัวไม่เพียงพออาจส่งผลให้ไม่สามารถปล่อยความเครียดที่ตกค้าง ส่งผลให้การแพร่กระจายของรอยแตกร้าวรุนแรงขึ้นอีก
3. สภาพแวดล้อมในการทำงาน: การกัดกร่อนของน้ำเค็มและผลกระทบทางกล
หากมีดดามัสกัสสัมผัสกับน้ำเค็มเป็นเวลานาน คลอไรด์ไอออนจะทะลุชั้นออกไซด์และก่อให้เกิดการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้าระหว่างชั้นเหล็ก ทำให้เกิดความเข้มข้นของความเค้นเฉพาะที่ ในเวลาเดียวกัน ผลกระทบทางกลในระหว่างการตัดวัตถุแข็ง (เช่น การตัดกระดูกหรือโลหะ) อาจทำให้เกิดรอยแตกเมื่อยล้า โดยเฉพาะที่รากของใบมีดหรือที่ทางแยกของชั้น
2 การตรวจจับรอยแตกขนาดเล็ก: จากการสังเกตด้วยตาเปล่าไปจนถึงการวิเคราะห์ด้วยกล้องจุลทรรศน์
1. การตรวจสายตาและสัมผัส
การล้างและการพัฒนาของกรด: แช่ใบมีดในสารละลายเฟอร์ริกคลอไรด์ 5% และข้อบกพร่องระหว่างชั้นที่ไม่สมบูรณ์จะปรากฏเป็นเส้นสีเข้มเนื่องจากอัตราการกัดกร่อนที่แตกต่างกัน
การสังเกตด้วยแว่นขยาย: ใช้แว่นขยายที่มีกำลังขยาย 10 เท่าขึ้นไปเพื่อตรวจสอบใบมีด รอยแตกขนาดเล็กมักปรากฏเป็นรอยแยกระหว่างชั้นหรือเส้นเล็กๆ ของพื้นผิว และบางส่วนอาจเกิดจากการเปลี่ยนสีของออกซิเดชั่นด้วย
การตอบสนองเมื่อสัมผัส: ใช้นิ้วลูบใบมีดเบา ๆ และรอยแตกอาจทำให้เกิดความรู้สึกเป็นเม็ดละเอียดเนื่องจากพื้นผิวไม่เรียบ
2. เทคโนโลยีการทดสอบแบบไม่ทำลาย
การทดสอบด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง: ใช้หลักการของการสะท้อนของคลื่นเสียงความถี่สูง- ทำให้สามารถระบุตำแหน่งของรอยแตกภายในที่มีความลึกมากกว่า 0.1 มิลลิเมตรได้ ซึ่งเหมาะสำหรับการควบคุมคุณภาพของเครื่องมือตัดเฉพาะระดับไฮเอนด์-
การเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์-: ด้วยการวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงในโครงสร้างโครงตาข่ายของชั้นเหล็ก ทำให้สามารถระบุพื้นที่ที่มีความเข้มข้นของความเค้นระดับจุลภาคได้ แต่อุปกรณ์มีราคาสูง และส่วนใหญ่จะใช้ในสถานการณ์การวิจัยทางวิทยาศาสตร์
3 การซ่อมแซมรอยแตกขนาดเล็ก: จากการแปรรูปในท้องถิ่นไปจนถึงการสร้างใหม่โดยรวม
1. รอยแตกร้าวเล็กน้อย (กว้าง<0.1 millimeters)
การบดแบบกลไก: ใช้กระดาษทรายเบอร์ 600 บดบริเวณรอยแตกร้าวเบา ๆ ตามทิศทางการเรียงซ้อน ขจัดชั้นออกไซด์ออก และใช้น้ำมันแร่เกรดอาหารเพื่อลดการแพร่กระจายของการกัดกร่อน
การเชื่อมด้วยเลเซอร์: สำหรับบริเวณที่สำคัญ เช่น รากของใบมีด ลำแสงเลเซอร์กำลังต่ำ-จะใช้ในการหลอมส่วนต่อประสานของชั้นเหล็ก และเติมด้วยผงเหล็กบริสุทธิ์เพื่อให้เกิดการยึดเกาะที่ไร้รอยต่อ ต้องควบคุมอุณหภูมิอย่างเข้มงวด (น้อยกว่าหรือเท่ากับ 800 องศา) เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้อ่อนลงในบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน
2. รอยแตกปานกลาง (กว้าง 0.1-0.3 มิลลิเมตร)
การซ่อมแซมการเชื่อมอาร์กอนอาร์ก: ใช้ลวดเชื่อมที่ตรงกับองค์ประกอบของโลหะฐาน (เช่น เหล็กความเร็วสูง W18Cr4V-) เปิดร่องรูปตัว V- (มุมร่อง 60 องศา ) ที่รอยแตกร้าว เติมและเชื่อมเป็นชั้นๆ และใช้ค้อนประสานพร้อมกันเพื่อลดความเครียด หลังการเชื่อมต้องอบที่อุณหภูมิ 560 องศา เป็นเวลา 2 ชั่วโมง
การสร้างซ้อนขึ้นใหม่: หากรอยแตกเจาะทะลุชั้นเหล็กหลายชั้น พื้นที่ที่เสียหายจะต้องถูกตัดออก และชั้นเหล็กจะต้องถูกปลอมแปลงใหม่ กระบวนการประกอบด้วย: ให้ความร้อนบิลเล็ตที่ 1250 องศา → การตีขึ้นรูปสองครั้ง → การกวนห้าครั้งและการดึงห้าครั้ง → การล้างกรดและการพัฒนา → การขัดเงาอย่างละเอียดเพื่อให้แน่ใจว่าการเชื่อมต่อที่ราบรื่นระหว่างชั้นใหม่และโครงสร้างเดิม
3. Severe cracks (width>0.3 มิลลิเมตร)
การหลอมและการผลิตซ้ำโดยรวม: ให้ความร้อนเครื่องมือถึง 850 องศาและค้างไว้เป็นเวลา 4 ชั่วโมง จากนั้นทำให้เย็นลงในเตาเผาเพื่อขจัดความเครียดที่ตกค้างอย่างสมบูรณ์ จากนั้นจึงดับอีกครั้ง (การชุบน้ำมัน 1280 องศา) และอุณหภูมิสามเท่า (560 องศา × 1 ชั่วโมง) เพื่อฟื้นฟูประสิทธิภาพของเครื่องมือ
การเปลี่ยนวัสดุ: หากรอยแตกร้าวทำให้สูญเสียความแข็งแรงของโครงสร้าง (เช่นการแตกหักของใบมีด) จำเป็นต้องเปลี่ยนเหล็กแท่งเล็กด้วยวัสดุเดียวกันและปลอมแปลงใหม่ และใช้เทคโนโลยีการเชื่อมลำแสงอิเล็กตรอนสุญญากาศเพื่อให้เกิดการเชื่อมต่อที่ราบรื่น
4 การป้องกันรอยแตกขนาดเล็ก: ตั้งแต่การเลือกวัตถุดิบไปจนถึงมาตรฐานการใช้งาน
1. การควบคุมวัตถุดิบ
การเลือกแท่งเหล็กที่หลอมตะกรันด้วยไฟฟ้า (เช่น เหล็กผง CPM S30V) ที่มีความบริสุทธิ์สูงและคาร์ไบด์ที่ละเอียดและสม่ำเสมอสามารถลดความเสี่ยงของการแยกตัวได้
ตรวจสอบความลึกของชั้นการแยกคาร์บอนในวัตถุดิบอย่างเคร่งครัด (น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.1 มม.) เพื่อให้แน่ใจว่าค่าเผื่อการตัดมากกว่าความหนาของชั้นการแยกคาร์บอน
2. การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ
กระบวนการตีขึ้นรูป: ใช้วิธีการตีขึ้นรูปแบบข้ามทิศทางแบบคู่ และคาร์ไบด์จะถูกกระจายอย่างประณีตและกระจายผ่านการทุบตีห้าครั้งและการตีขึ้นรูปด้วยไฟหลายครั้งแบบดึงห้าครั้งเพื่อเพิ่มความแข็งแรงการยึดเกาะของชั้นเหล็ก
ข้อกำหนดการรักษาความร้อน:
การชุบแข็ง: ใช้กระบวนการชุบแข็งแบบให้คะแนน (การให้ความร้อน 1280 องศา → การคัดเกรดอ่างเกลือ 650 องศา → การชุบน้ำมัน) การควบคุมอัตราการทำความเย็นให้ต่ำกว่าค่าวิกฤต
การแบ่งเบาบรรเทา: ภายใน 30 นาทีหลังจากการดับ จะดำเนินการแบ่งเบาบรรเทาที่ 560 องศาเป็นเวลา 1 ชั่วโมง หลังจากแบ่งเบาบรรเทาสามรอบ ปริมาณออสเทนไนต์ที่ตกค้างจะน้อยกว่าหรือเท่ากับ 5%
การรักษาพื้นผิว: ทันทีหลังจากการชุบแข็ง ให้ทำการบำบัดด้วยการเสื่อมสภาพที่อุณหภูมิต่ำ-ที่ 190 องศาเป็นเวลา 4 ชั่วโมงเพื่อขจัดความเสี่ยงที่ไฮโดรเจนจะเกิดการเปราะ พื้นผิวเคลือบด้วยนาโนไททาเนียมไดออกไซด์คอมโพสิตเพื่อเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนของน้ำเกลือ
3. การใช้และการบำรุงรักษา
การควบคุมสิ่งแวดล้อม: หลีกเลี่ยงการสัมผัสกับน้ำเค็มหรือสภาพแวดล้อมที่ชื้นเป็นเวลานาน เช็ดใบมีดทันทีด้วยผ้าไมโครไฟเบอร์ และทาขี้ผึ้งเพื่อป้องกันสนิมหลังการใช้งาน
มาตรฐานการตัด: ห้ามมิให้ตัดวัตถุแข็ง (เช่น กระดูกและโลหะ) หลังจากหั่นส่วนผสมที่เป็นกรด (เช่น มะนาว) แล้ว จะต้องทำความสะอาดและทาน้ำมันทันที
การตรวจสอบเป็นประจำ: ดำเนินการทดสอบการล้างด้วยกรดและการพัฒนาทุกๆ 6 เดือน โดยมุ่งเน้นที่การตรวจสอบบริเวณที่มีความเข้มข้นของความเครียด เช่น รากของใบมีดและจุดเชื่อมต่อของชั้น
