Innere Spannung beim Schmieden während des Abkühlens

Kühlung vonSchmiedestückebezieht sich auf das Abkühlen von der endgültigen Schmiedetemperatur auf Raumtemperatur danachSchmieden. Wenn die Kühlmethode nicht richtig gewählt wird, kann dies der Fall seinSchmiedestückekann aufgrund von Rissen oder weißen Flecken verschrottet werden und die Produktivität kann durch die Verlängerung des Produktionszyklus beeinträchtigt werden. Daher,SchmiedenAuch die Kühlung ist ein wichtiges BindegliedSchmiedenProduktion. Beim Abkühlen entstehen innere Spannungen: Der Knüppel erzeugt beim Erhitzen innere SpannungenSchmiedenführt auch zu inneren Spannungen beim Abkühlvorgang. Denn dieSchmiedestückesich in der späteren Abkühlperiode im elastischen Zustand mit niedriger Temperatur befinden, ist die Gefahr der Abkühlungseigenspannung größer als die der Erwärmungseigenspannung. Entsprechend den verschiedenen Ursachen der inneren Spannung beim Abkühlen gibt es Temperaturstress, Gewebestress und Eigenspannung.

1. Temperaturstress im FrühstadiumSchmiedenAbkühlung, schnelle Oberflächenkühlung, große Volumenschrumpfung; Die Abkühlung des Kerns erfolgt langsam und das Volumen schrumpft. Da das Schrumpfen der Oberfläche durch das Herz behindert wird, entsteht im Inneren des Schmiedestücks Temperaturspannung, die Oberfläche ist Zugspannung und das Herz ist Druckspannung. Wenn dieSchmiedenDas Material ist Weichstahl mit geringem Widerstand und leichter Verformung. Bei fortgesetzter Abkühlung wird die an der Oberfläche in der frühen Phase der Abkühlung erzeugte Zugspannung durch Verformungsentspannung allmählich auf Null reduziert. Im späteren Stadium der Abkühlung ist die Oberflächentemperatur sehr niedrig und die Volumenschrumpfung stoppt, während die Kernvolumenschrumpfung durch die Oberflächenschicht begrenzt wird. Dadurch ändert sich das Temperaturspannungssymbol, die Oberflächenschicht wird zu Druckspannung und der Kern wird zu Zugspannung. Wenn Hartstahl-Schmiedematerialien für Widerstandsfähigkeit gegen große Verformungen verwendet werden, kann sich die Zugspannung zu Beginn der Abkühlungsoberfläche nicht entspannen, und die Abkühlung erfolgt spät. Obwohl der Kern an der Oberfläche Druckspannungen ausgesetzt ist, schrumpft das Volumen, kann aber auch die Oberfläche beeinträchtigen Frühzeitig wird eine Zugspannung erzeugt, die abnimmt, und die Temperaturspannung des Symbols ändert sich nicht, die Oberfläche ist immer noch die Zugspannung, das Herz ist immer noch die Druckspannung. Daher können bei Schmiedestücken aus Weichstahl beim Abkühlen innere Risse auftreten, während bei Schmiedestücken aus hartem Stahl beim Abkühlen leicht äußere Risse entstehen können.

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2. Organisatorischer StressSchmiedestückeB. bei der Phasenumwandlung, verursacht nicht nur Temperaturstress, sondern führt auch zu organisatorischem Stress. Dies ist auch auf die Änderung der spezifischen Kapazität der Organisation vor und nach der Phasenumwandlung und auf das Ergebnis unterschiedlicher Phasenumwandlungen zurückzuführen Zeit in der Schmiedetabelle. Beispielsweise wird bei Schmiedestücken im Abkühlprozess der Martensit-Umwandlung die Temperatur der Schmiedestücke reduziert und die Oberfläche der Martensit-Umwandlung unterzogen, da die spezifische Martensit-Kapazität größer ist als die spezifische Kapazität von Austenit, sodass die durch die Oberfläche verursachte Organisationsspannung komprimierend ist Stress, das Herz ist Zugspannung. Aber zu diesem Zeitpunkt ist die Kerntemperatur relativ hoch, in einem guten plastischen Austenitzustand wird durch lokale plastische Verformung die oben genannte Spannung schnell entspannt. Dann kühlte das Schmiedestück weiter ab, es kam zu einer Martensitumwandlung im Herzen, dann kam es zu einer organisatorischen Belastung, das Herz ist eine Druckspannung, die Oberflächenschicht ist eine Zugspannung. Die Spannung nimmt zu, bis die Martensitumwandlung abgeschlossen ist. Da das spezifische Volumen aller Phasen im Stahl größer ist als das von Austenit, folgt auch die Mikrostrukturspannung, die durch andere Mikrostrukturänderungen während der Abkühlung des Schmiedestücks entsteht, dem oben genannten Gesetz.
3. ReststressSchmiedestückeIm Schmiedeprozess kann es aufgrund der ungleichmäßigen Verformung der inneren Spannung, die durch Kaltverfestigung verursacht wird, wie z. B. dem Ende, zu einer rechtzeitigen Rekristallisationserweichung kommen, um diese anschließend zu beseitigenSchmiedenDie Eigenspannung bleibt erhalten. Die Verteilung der Eigenspannung im Schmiedeteil innerhalb der Deklarationspartei entsprechend der ungleichmäßigen Verformung in der Deklarationspartei. Dabei kann es sich um eine Zugspannung an der Oberfläche und eine Druckspannung in der Mitte handeln oder umgekehrt. Es ist ersichtlich, dass es im anschließenden Abkühlungsprozess drei Arten von inneren Spannungen gibt, die oben erwähnt wurdenSchmieden, und die gesamten inneren Spannungen werden von den dreien überlagert. Wenn der überlagerte Spannungswert die Festigkeitsgrenze überschreitet, kommt es zu Rissen in den entsprechenden Teilen des BauteilsSchmiedenKühlrisse treten häufig auf, wenn die Temperatur niedrig ist und die Plastizität schlecht ist: Da die Überlagerung innerer Spannungen keinen Schaden verursacht, bleibt die Abkühlung erhalten, die sogenannte Eigenspannung des Schmiedestücks.


Zeitpunkt der Veröffentlichung: 10. November 2021