موضوع مقاله: ترک‌های سفید حکاکی شده | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # ترک‌های سفید حکاکی شده | مقدمه: ترک‌های سفید حکاکی شده به عنوان یکی از پدید‌های بحرانی و پیچیده در علم مواد و مهندسی مکانیک شناخته می‌شوند که به طور قابل توجهی بر عملکرد یاتاقان‌های جعبه‌دنده توربین‌های بادی تاثیر می‌گذارند. | ## بخش 1: ترک‌های سفید حکاکی شده | این ترک‌ها معمولا از تغییرات ریزساختاری در فولاد یاتاقان‌ها ناشی می‌شوند و می‌توانند منجر به خرابی زودهنگام اجزا و کاهش عمر مفید آن‌ها شوند. WECs در یاتاقان‌ها و سایر تجهیزات با تنش بالا که تحت شرایط بارگذاری و دمای شدید کار می‌کنند، رایج هستند. به‌ویژه یاتاقان‌های جعبه‌دنده توربین‌های بادی مسئول تحمل بارهای سنگین و تنش‌های تماس هستند. این فشارها باعث می‌شود ترک‌های WEC به عنوان یکی از دلایل اصلی خرابی زودرس این اجزا محسوب شوند. اگر این ترک‌ها به موقع شناسایی و ترمیم نشوند، می‌توانند مشکلات جدی و پرهزینه‌ای را در بهره‌برداری از توربین ایجاد کنند. خرابی ناشی از WECs ممکن است به هزینه‌های زیاد تعمیر و نگهداری و حتی توقف کامل توربین منجر شود. بنابراین، درک و مطالعه این ترک‌ها برای افزایش عمر مفید یاتاقان‌ها و بهبود قابلیت اطمینان سیستم‌های توربین بادی ضروری است Brown, A. مکانیزم‌های تشکیل WEC تنش تماس و خستگی یکی از دلایل اصلی تشکیل WEC، تاریخچه خاص تنش‌های تماسی است که در طول عمر اولیه یاتاقان‌ها و سایر اجزای صنعتی ایجاد می‌شود. این تنش‌ها باعث ایجاد ترک‌های خستگی اولیه می‌شوند که به مرور زمان گسترش یافته و به تغییرات ریزساختاری در سطح تماس منجر می‌گردند. مطالعات نشان داده‌اند که تنش های فشاری بالا در نقطه تماس می‌تواند ساختار دانه و کاربید‌های فولاد را تغییر داده و مناطق حکاکی شده سفید ایجاد کند. این مناطق که تحت میکروسکوپ به‌طور خاص دیده می‌شوند، به‌طور قابل توجهی با ریزساختار طبیعی فولاد متفاوت هستند Zhang, L., & Lee, H. آزمایش‌های مختلف نشان داده‌اند که WECs به راحتی در شرایط لغزش منفی و در مواقعی که ضخامت لایه روانکار متغیر است، تشکیل می‌شوند. | ## بخش 2: ترک‌های سفید حکاکی شده | لغزش منفی فشار‌های موضعی را در نقاط تماس افزایش می‌دهد و باعث در انتشار ترک‌ها و آسیب بیشتر می‌شود. علاوه بر این، شدت تماس و بارهای اعمال شده به میزان زیادی بر سرعت تشکیل WEC تاثیر می‌گذارند، به ویژه در شرایط روانکاری نامطلوب. تغییرات ریزساختاری در WECs مناطق سفید حکاکی شده و مناطق تیره حکاکی شده تغییرات ریزساختاری در فولاد یاتاقان‌ها معمولا به دونوع اصلی تقسیم می‌شوند: مناطق سفید حکاکی شده (WEAs) و مناطق تیره حکاکی شده (DERs). مناطق تحت تاثیر خستگی دچار تغییرات قابل‌توجهی در ساختار دانه و تشکیل فازهای جدید می‌شوند، ازجمله تغییرات در کاربید‌ها و پخش غیرمعمول فازها، که منجر به تغییر رنگ سطوح و ایجاد مناطق WEAs می‌شود. تاثیر مواد و پوشش‌ها پوشش‌ها و مواد مختلف به‌طور مستقیم بر فرآیند تشکیل WEC تاثیر می‌گذارند. به عنوان مثال، پوشش‌های اکسید سیاه به عنوان یک راه‌حل صنعتی برای افزایش عمر یاتاقان‌ها درنظر گرفته می‌شوند. با این حال، شواهد نشان می‌دهند که این پوشش‌ها به طور کامل از تشکیل WEC جلوگیری نمی‌کنند. اگرچه ممکن است این پوشش‌ها در شرایط خاص، شروع ترک‌ها را کاهش دهند، اما اثربخشی کلی آن‌ها در برابر WECs محدود است. عوامل مؤثر بر انتشار WEC ترکیب روانکار ترکیب روانکار تاثیر قابل توجهی بر زمان خرابی و سرعت انتشار WEC دارد. با این حال، برخی افزودنی‌ها مانند زینک دی‌آلکیل‌دی‌تیوفسفات (ZDDP) می‌توانند تشکیل WEC را تسریع کنند. در مقابل، روانکارهایی با ترکیبات شیمیایی بهینه می‌توانند سرعت انتشار ترک‌ها را کاهش داده و عمر اجزا را افزایش دهند. روانکار‌های طراحی شده مناسب باید اثرات منفی ریزساختاری را به حداقل برسانند و در عین حال عملکرد طولانی‌مدت سیستم را حفظ کنند Li, X., & Kumar, D. | ## بخش 3: ترک‌های سفید حکاکی شده | تعاملات شیمیایی و مکانیکی ترکیب شیمیایی روانکار‌ها و شرایط لغزش و شدت تماس تنها عوامل مؤثر در تشکیل WEC نیستند. تاریخچه خاص تنش‌ها و توالی فشارهای اعمال‌شده در طول زمان عوامل اصلی در گسترش ترک‌ها هستند. ب) تصویری با بزرگنمایی کم با استفاده از الکترون‌های ثانویه (SE) که یک WEC واقع در زیر سطح در یک حلقه داخلی یاتاقان را نشان می دهد. ج) تصویری با بزرگنمایی بیشتر با استفاده از الکترون های پس پراکنده (BSE) ناحیه تاکید شده در b)، که ظاهر مشخصه یک WEC را نشان می دهد. چالش‌ها و جهت‌گیری‌های آینده پژوهش عدم توافق درباره مکانیزم‌ها یکی از چالش‌های اصلی در پژوهش‌های مرتبط با WEC، نبود اجماع بر سر مکانیزم‌های دقیق تشکیل ترک است. با وجود مطالعات متعدد، فرآیندهای دقیق منجر به تشکیل WEC همچنان به‌طور کامل روشن نشده است. مدل‌های فعلی خستگی تماس نوردی برای شبیه‌سازی دقیق این مکانیزم‌ها کافی نیستند و این امر نیاز به تحقیقات بیشتر و توسعه مدل‌های پیشرفته‌تر را برجسته می‌کند Parker, G. توسعه مدل‌های جدید مدل‌های آینده باید به‌طور جامع اثرات هم‌زمان عوامل مکانیکی، شیمیایی و ریزساختاری را در تشکیل WEC در نظر بگیرند. نتیجه گیری ترک‌های سفید حکاکی شده (WECs) یکی از دلایل اصلی خرابی زودهنگام در یاتاقان‌های جعبه‌دنده توربین‌های بادی هستند. این ترک‌ها ناشی از ترکیبی پیچیده از تنش‌‌های مکانیکی، شرایط لغزش و تاثیرات شیمیایی بوده و پیامد‌های گسترده‌ای بر عملکرد و هزینه‌های تعمیر و نگهداری دارند. بررسی بیشتر مکانیزم‌های تشکیل WEC، همراه با توسعه مواد و روانکارهای جدید، می‌تواند نرخ خرابی را کاهش داده و عمر اجزا را افزایش دهد. | ## جمع‌بندی | پژوهش‌های آینده باید بر ایجاد مدل‌های جامع‌تر و بهره‌گیری از فناوری‌های پیشرفته برای بهبود شناسایی و جلوگیری از WEC متمرکز شوند.