Koje promjene poseban proces toplinske obrade donosi mikrostrukturi kočne opruge?

Poseban postupak toplinske obrade duboko preoblikuje mikroskopsku morfologiju opruga kočnice kroz višestupanjsku faznu transformaciju i reorganizaciju. U procesu kaljenja, visokotemperaturni austenit prolazi kroz transformaciju smicanja u teškim uvjetima hlađenja, tvoreći mrežastu martenzitnu mrežu s gustim ispreplitanjem dislokacija, a raspršeni preostali austenit ispunjava praznine letvica u obliku tankog filma. Ova struktura ne samo da zadržava visoku čvrstoću, već također poboljšava sposobnost koordinacije deformacije. Nakon uvođenja stupnjevanog izotermnog procesa, neka područja prolaze kroz difuzijsku transformaciju, generirajući niže slojeve bainita s izmjeničnim karbidima i feritima. Njegov fini karbidni niz učinkovito blokira kretanje dislokacija. Tijekom procesa kaljenja, martenzitna matrica prolazi kroz razgradnju i reorganizaciju, precipitirajući fazu ojačanja ε karbida na nano skali, dok se rezidualni austenit djelomično transformira u sekundarni martenzit, tvoreći trodimenzionalnu međusobno povezanu strukturu sastavljenu od kaljenog martenzita, stabilnog austenita i karbida.

Proces površinske obrade konstruira gradijentnu nanokristalnu strukturu na površini materijala, a 50-nanometarska ultrafina zrna na površini prelaze u submikronska zrna u unutrašnjosti. Ova gradijentna organizacija značajno poboljšava sposobnost otpornosti na širenje pukotina. Preostali sloj tlačnog naprezanja koji nastaje sačmarom može doseći dubinu od 300 mikrona. Mreža dislokacija visoke gustoće formirana distorzijom površinske rešetke radi sinergistički s finom taloženom fazom iznutra kako bi prenijela točku koncentracije naprezanja s površine na podpovršinu. Fenomen segregacije granica zrna uzrokovan migracijom elemenata legure posebno je očit tijekom obrade na visokim temperaturama. Obogaćenje elementima kao što su krom i molibden na granicama zrna stvara barijeru otpornu na koroziju, a učinak ojačanja čvrste otopine silicija inhibira ogrubljivanje karbida. Ova kompozitna struktura s više skala omogućuje materijalu da održi čvrstoću od 2000 MPa dok istovremeno povećava otpornost na lom za oko 40% i produljuje vijek trajanja za dva reda veličine.