Αιτία παραμόρφωσης στη σφυρηλάτηση μετά από θερμική επεξεργασία

Μετά τη θερμική επεξεργασία ανόπτησης, κανονικοποίησης, σβέσης, σκλήρυνσης και τροποποίησης επιφάνειας, η σφυρηλάτηση μπορεί να προκαλέσει παραμόρφωση θερμικής επεξεργασίας.

Η βασική αιτία της παραμόρφωσης είναι η εσωτερική τάση της σφυρηλάτησης κατά τη θερμική επεξεργασία, δηλαδή η εσωτερική τάση της σφυρηλάτησης μετά τη θερμική επεξεργασία παραμένει λόγω της διαφοράς θερμοκρασίας μεταξύ εσωτερικού και εξωτερικού και της διαφοράς στη μετατροπή της δομής.

Όταν αυτή η τάση υπερβαίνει το σημείο διαρροής του χάλυβα σε μια συγκεκριμένη στιγμή κατά τη θερμική επεξεργασία, θα προκαλέσει παραμόρφωση της σφυρηλάτησης.

Η εσωτερική τάση που παράγεται κατά τη διαδικασία της θερμικής επεξεργασίας περιλαμβάνει τη θερμική καταπόνηση και την τάση αλλαγής φάσης.

1

1. Η θερμική καταπόνηση
Όταν η σφυρηλάτηση θερμαίνεται και ψύχεται, συνοδεύεται από το φαινόμενο της θερμικής διαστολής και της ψυχρής συστολής. Όταν η επιφάνεια και ο πυρήνας της σφυρηλάτησης θερμαίνονται ή ψύχονται με διαφορετικές ταχύτητες, με αποτέλεσμα τη διαφορά θερμοκρασίας, η διαστολή ή η συστολή του όγκου είναι επίσης διαφορετική από αυτή της επιφάνειας και του πυρήνα. Η εσωτερική τάση που προκαλείται από τις διαφορετικές αλλαγές όγκου λόγω διαφοράς θερμοκρασίας ονομάζεται θερμική καταπόνηση.
Στη διαδικασία της θερμικής επεξεργασίας, η θερμική καταπόνηση της σφυρηλάτησης εκδηλώνεται κυρίως ως εξής: όταν θερμαίνεται η σφυρηλάτηση, η θερμοκρασία της επιφάνειας αυξάνεται ταχύτερα από τον πυρήνα, η θερμοκρασία της επιφάνειας είναι υψηλή και διαστέλλεται, η θερμοκρασία του πυρήνα είναι χαμηλή και δεν διαστέλλεται , αυτή τη στιγμή η επιφανειακή τάση συμπίεσης και η τάση τάσης πυρήνα.
Μετά τη διαθερμία, η θερμοκρασία του πυρήνα αυξάνεται και η σφυρηλάτηση επεκτείνεται. Σε αυτό το σημείο, η σφυρηλάτηση δείχνει επέκταση όγκου.
Ψύξη του τεμαχίου εργασίας, ψύξη της επιφάνειας ταχύτερα από τον πυρήνα, συρρίκνωση επιφάνειας, υψηλή θερμοκρασία της καρδιάς για την αποφυγή συρρίκνωσης, τάση εφελκυσμού στην επιφάνεια, η καρδιά παράγει θλιπτική τάση, όταν ψύχεται σε μια ορισμένη θερμοκρασία, η επιφάνεια έχει παγώσει και δεν συστέλλεται πλέον, και η ψύξη του πυρήνα να συμβεί λόγω της συνεχούς συστολής, η επιφάνεια είναι συμπιεστική τάση, ενώ η καρδιά της εφελκυστικής τάσης, η τάση στο τέλος της ψύξης εξακολουθεί να υπάρχει εντός των σφυρηλατήσεων και αναφέρεται ως η υπολειπόμενη τάση.

1

2. Στρες αλλαγής φάσης

Στη διαδικασία της θερμικής επεξεργασίας, η μάζα και ο όγκος των σφυρηλατήσεων πρέπει να αλλάξουν επειδή η μάζα και ο όγκος των διαφορετικών δομών είναι διαφορετικές.
Λόγω της διαφοράς θερμοκρασίας μεταξύ της επιφάνειας και του πυρήνα της σφυρηλάτησης, ο μετασχηματισμός ιστού μεταξύ της επιφάνειας και του πυρήνα δεν είναι έγκαιρος, επομένως η εσωτερική πίεση θα δημιουργηθεί όταν η εσωτερική και η εξωτερική αλλαγή μάζας και όγκου είναι διαφορετική.
Αυτό το είδος εσωτερικού στρες που προκαλείται από τη διαφορά μετασχηματισμού ιστού ονομάζεται στρες αλλαγής φάσης.

Οι όγκοι μάζας των βασικών δομών σε χάλυβα αυξάνονται κατά τη σειρά ωστενιτικού, περλίτη, σωστενιτικού, τρωστίτη, υποβαινίτη, σκληρυμένου μαρτενσίτη και μαρτενσίτη.
Για παράδειγμα, όταν η σφυρηλάτηση σβήνει και ψύχεται γρήγορα, το επιφανειακό στρώμα μετατρέπεται από ωστενίτη σε μαρτενσίτη και ο όγκος διευρύνεται, αλλά η καρδιά εξακολουθεί να βρίσκεται σε κατάσταση ωστενίτη, εμποδίζοντας τη διαστολή του επιφανειακού στρώματος. Ως αποτέλεσμα, η καρδιά της σφυρηλάτησης υπόκειται σε εφελκυστική τάση, ενώ το επιφανειακό στρώμα υπόκειται σε θλιπτική τάση.
Όταν συνεχίζει να κρυώνει, η θερμοκρασία της επιφάνειας πέφτει και δεν διαστέλλεται πλέον, αλλά ο όγκος της καρδιάς συνεχίζει να διογκώνεται καθώς μετατρέπεται σε μαρτενσίτη, έτσι εμποδίζεται από την επιφάνεια, έτσι η καρδιά υπόκειται σε συμπιεστική πίεση και η επιφάνεια υπόκειται σε εφελκυστική τάση.
Μετά την ψύξη του κόμπου, αυτή η τάση θα παραμείνει μέσα στη σφυρηλάτηση και θα γίνει υπολειμματική τάση.

Επομένως, κατά τη διαδικασία σβέσης και ψύξης, η θερμική τάση και η τάση αλλαγής φάσης είναι αντίθετες και οι δύο τάσεις που παραμένουν στη σφυρηλάτηση είναι επίσης αντίθετες.
Η συνδυασμένη τάση της θερμικής καταπόνησης και της τάσης αλλαγής φάσης ονομάζεται εσωτερική καταπόνηση απόσβεσης.
Όταν η υπολειπόμενη εσωτερική τάση στη σφυρηλάτηση υπερβαίνει το σημείο διαρροής του χάλυβα, το τεμάχιο εργασίας θα προκαλέσει πλαστική παραμόρφωση, με αποτέλεσμα την παραμόρφωση σφυρηλάτησης.

(από: 168 σφυρήλατο δίχτυ)


Ώρα δημοσίευσης: 29 Μαΐου 2020

  • Προηγούμενος:
  • Επόμενος: