سبب التشويه في تزوير بعد المعالجة الحرارية

بعد التلدين والتطبيع والتبريد والتلطيف والمعالجة الحرارية لتعديل السطح، قد يؤدي الحدادة إلى تشويه المعالجة الحرارية.

السبب الجذري للتشويه هو الضغط الداخلي للتزوير أثناء المعالجة الحرارية، أي أن الضغط الداخلي للتزوير بعد المعالجة الحرارية يظل بسبب اختلاف درجة الحرارة بين الداخل والخارج والاختلاف في تحول الهيكل.

عندما يتجاوز هذا الضغط نقطة خضوع الفولاذ في لحظة معينة أثناء المعالجة الحرارية، فإنه سوف يسبب تشويهًا للتزوير.

يشمل الإجهاد الداخلي الناتج في عملية المعالجة الحرارية الإجهاد الحراري وإجهاد تغير الطور.

1

1. الإجهاد الحراري
عندما يتم تسخين وتبريد المطروق، يصاحب ذلك ظاهرة التمدد الحراري والانكماش البارد. عندما يتم تسخين أو تبريد سطح وقلب المطرقة بسرعات مختلفة، مما يؤدي إلى اختلاف في درجة الحرارة، فإن تمدد أو انكماش الحجم يختلف أيضًا عن تمدد السطح والقلب. ويسمى الإجهاد الداخلي الناجم عن التغيرات الحجمية المختلفة بسبب اختلاف درجات الحرارة بالإجهاد الحراري.
في عملية المعالجة الحرارية، يتجلى الإجهاد الحراري للتزوير بشكل رئيسي على النحو التالي: عند تسخين الحدادة، ترتفع درجة حرارة السطح بشكل أسرع من القلب، ودرجة حرارة السطح مرتفعة وتتوسع، ودرجة الحرارة الأساسية منخفضة ولا تتوسع ، في هذا الوقت إجهاد الضغط السطحي وإجهاد التوتر الأساسي.
بعد الإنفاذ الحراري، ترتفع درجة الحرارة الأساسية ويتوسع الحدادة. عند هذه النقطة، يُظهر الحدادة توسعًا في الحجم.
تبريد قطعة العمل، تبريد السطح بشكل أسرع من القلب، انكماش السطح، ارتفاع درجة حرارة القلب لمنع الانكماش، إجهاد الشد على السطح، ينتج القلب إجهادًا ضاغطًا، عند تبريده إلى درجة حرارة معينة، لم يعد السطح مبردًا، ويحدث تبريد اللب بسبب الانكماش المستمر، ويكون السطح إجهاداً انضغاطياً، أما قلب إجهاد الشد فإن الإجهاد في نهاية التبريد لا يزال موجوداً داخل المطروقات ويشار إليه بالإجهاد المتبقي.

1

2. مرحلة تغير الإجهاد

في عملية المعالجة الحرارية، يجب أن تتغير كتلة وحجم المطروقات لأن كتلة وحجم الهياكل المختلفة مختلفة.
بسبب اختلاف درجة الحرارة بين السطح واللب للتزوير، فإن تحول الأنسجة بين السطح واللب ليس في الوقت المناسب، لذلك سيتم توليد الضغط الداخلي عندما يختلف تغير الكتلة والحجم الداخلي والخارجي.
ويسمى هذا النوع من الإجهاد الداخلي الناجم عن اختلاف تحول الأنسجة بإجهاد تغير الطور.

يتم زيادة الأحجام الكتلية للهياكل الأساسية في الفولاذ بترتيب الأوستنيتي والبرليت والسوستنيت والتروستيت والهيوباينيت والمارتنسيت المقسى والمارتنسيت.
على سبيل المثال، عندما يتم إخماد المطرقة وتبريدها بسرعة، تتحول الطبقة السطحية من الأوستينيت إلى مارتنسيت ويتم توسيع الحجم، ولكن القلب لا يزال في حالة الأوستينيت، مما يمنع توسع الطبقة السطحية. ونتيجة لذلك، يتعرض قلب المطروق إلى إجهاد الشد، بينما تتعرض الطبقة السطحية إلى إجهاد الضغط.
وعندما يستمر في البرودة، تنخفض درجة حرارة السطح ولا يعود يتمدد، لكن حجم القلب يستمر في الانتفاخ مع تحوله إلى مارتنسيت، فيمنعه السطح، فيتعرض القلب لضغط ضاغط، يتعرض السطح لضغوط الشد.
بعد تبريد العقدة، سيبقى هذا الضغط داخل الحدادة ويتحول إلى إجهاد متبقي.

ولذلك، أثناء عملية التبريد والتبريد، يكون الإجهاد الحراري وإجهاد تغير الطور متقابلين، كما أن الضغطين المتبقيين في الحدادة متقابلان أيضًا.
يُطلق على الإجهاد المشترك للإجهاد الحراري وإجهاد تغير الطور اسم الإجهاد الداخلي.
عندما يتجاوز الضغط الداخلي المتبقي في الحدادة نقطة الخضوع للفولاذ، فإن قطعة العمل سوف تنتج تشوهًا بلاستيكيًا، مما يؤدي إلى تشويه الحدادة.

(من: 168 شبكة المطروقات)


وقت النشر: 29 مايو 2020

  • سابق:
  • التالي: