สาเหตุของการบิดเบี้ยวในการตีขึ้นรูปหลังการอบชุบด้วยความร้อน

หลังจากการอบอ่อน การทำให้เป็นมาตรฐาน การชุบ การให้ความร้อน และการปรับเปลี่ยนพื้นผิว การตีขึ้นรูปอาจทำให้เกิดความผิดเพี้ยนของการรักษาความร้อน

สาเหตุของการบิดเบือนคือความเครียดภายในของการตีขึ้นรูปในระหว่างการอบชุบ นั่นคือ ความเครียดภายในของการตีขึ้นรูปหลังการอบชุบด้วยความร้อนยังคงอยู่ เนื่องจากความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างภายในและภายนอก และความแตกต่างในการเปลี่ยนแปลงโครงสร้าง

เมื่อความเครียดนี้เกินจุดครากของเหล็กในช่วงเวลาหนึ่งระหว่างการอบร้อน จะทำให้เกิดการบิดเบี้ยวของการตีขึ้นรูป

ความเครียดภายในที่เกิดขึ้นในกระบวนการบำบัดความร้อน ได้แก่ ความเครียดจากความร้อนและความเครียดจากการเปลี่ยนเฟส

1

1. ความเครียดจากความร้อน
เมื่อการตีขึ้นรูปได้รับความร้อนและความเย็น จะเกิดปรากฏการณ์การขยายตัวทางความร้อนและการหดตัวด้วยความเย็น เมื่อพื้นผิวและแกนของการตีขึ้นรูปถูกให้ความร้อนหรือเย็นด้วยความเร็วที่แตกต่างกัน ส่งผลให้อุณหภูมิแตกต่างกัน การขยายตัวหรือการหดตัวของปริมาตรจะแตกต่างจากปริมาตรของพื้นผิวและแกนด้วย ความเครียดภายในที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงปริมาตรที่แตกต่างกันเนื่องจากความแตกต่างของอุณหภูมิเรียกว่าความเครียดจากความร้อน
ในกระบวนการบำบัดความร้อน ความเครียดจากความร้อนของการตีขึ้นรูปส่วนใหญ่จะแสดงเป็น: เมื่อการตีขึ้นรูปได้รับความร้อน อุณหภูมิพื้นผิวจะเพิ่มขึ้นเร็วกว่าแกน อุณหภูมิพื้นผิวจะสูงและขยายตัว อุณหภูมิแกนจะต่ำและไม่ขยายตัว ในเวลานี้ความเครียดจากการอัดที่พื้นผิวและความเครียดจากแรงตึงแกนกลาง
หลังจากไดอะเทอร์มี อุณหภูมิแกนกลางจะเพิ่มขึ้นและการตีจะขยายตัว ณ จุดนี้ การตีขึ้นรูปจะแสดงการขยายตัวของปริมาตร
การระบายความร้อนของชิ้นงาน, การระบายความร้อนของพื้นผิวเร็วกว่าแกน, การหดตัวของพื้นผิว, อุณหภูมิสูงของหัวใจเพื่อป้องกันการหดตัว, ความเครียดแรงดึงบนพื้นผิว, หัวใจทำให้เกิดความเครียดจากการบีบอัด, เมื่อเย็นลงถึงอุณหภูมิที่กำหนด, พื้นผิวได้แช่เย็นไม่หดตัวอีกต่อไป, และการระบายความร้อนของแกนที่จะเกิดขึ้นเนื่องจากการหดตัวอย่างต่อเนื่อง พื้นผิวคือความเค้นอัด ในขณะที่หัวใจของความเค้นดึงซึ่งความเค้นที่จุดสิ้นสุดของการทำความเย็นยังคงมีอยู่ภายในการตีขึ้นรูปและเรียกว่าความเค้นตกค้าง

1

2. ความเครียดเปลี่ยนเฟส

ในกระบวนการอบชุบด้วยความร้อน มวลและปริมาตรของการตีขึ้นรูปต้องเปลี่ยนแปลง เนื่องจากมวลและปริมาตรของโครงสร้างที่แตกต่างกันแตกต่างกัน
เนื่องจากอุณหภูมิที่แตกต่างกันระหว่างพื้นผิวและแกนของการตีขึ้นรูป การเปลี่ยนแปลงของเนื้อเยื่อระหว่างพื้นผิวและแกนจึงไม่ทันเวลา ดังนั้นความเครียดภายในจะเกิดขึ้นเมื่อมวลภายในและภายนอกและการเปลี่ยนแปลงปริมาตรแตกต่างกัน
ความเครียดภายในประเภทนี้ที่เกิดจากความแตกต่างของการเปลี่ยนแปลงของเนื้อเยื่อเรียกว่าความเครียดจากการเปลี่ยนแปลงเฟส

ปริมาตรมวลของโครงสร้างพื้นฐานในเหล็กจะเพิ่มขึ้นตามลำดับของออสเทนนิติก เพิร์ลไลต์ โซสเตนิติก ทรูสต์ไทต์ ไฮโปเบนไนต์ มาร์เทนไซต์และมาร์เทนไซต์
ตัวอย่างเช่น เมื่อการตีขึ้นรูปดับลงและทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็ว ชั้นผิวจะเปลี่ยนจากออสเทนไนต์เป็นมาร์เทนไซต์และปริมาตรจะขยายออกไป แต่หัวใจยังอยู่ในสถานะออสเทนไนต์ เพื่อป้องกันการขยายตัวของชั้นผิว เป็นผลให้หัวใจของการตีขึ้นรูปอยู่ภายใต้ความเค้นแรงดึง ในขณะที่ชั้นผิวอยู่ภายใต้ความเค้นอัด
เมื่อมันยังคงเย็นลง อุณหภูมิพื้นผิวจะลดลงและจะไม่ขยายตัวอีกต่อไป แต่ปริมาตรของหัวใจยังคงบวมต่อไปเมื่อมันเปลี่ยนเป็นมาร์เทนไซต์ ดังนั้นมันจึงถูกป้องกันโดยพื้นผิว หัวใจจึงถูกกดดัน และ พื้นผิวได้รับความเค้นแรงดึง
หลังจากที่ปมเย็นตัวลง ความเค้นนี้จะยังคงอยู่ในการตีขึ้นรูปและกลายเป็นความเค้นตกค้าง

ดังนั้นในระหว่างกระบวนการดับและทำความเย็น ความเครียดจากความร้อนและความเครียดจากการเปลี่ยนเฟสจะตรงกันข้าม และความเค้นทั้งสองที่ยังคงอยู่ในการตีขึ้นรูปก็ตรงกันข้ามเช่นกัน
ความเครียดรวมของความเครียดจากความร้อนและความเครียดจากการเปลี่ยนเฟสเรียกว่าการดับความเครียดภายใน
เมื่อความเค้นภายในที่ตกค้างในการตีขึ้นรูปเกินจุดครากของเหล็ก ชิ้นงานจะทำให้เกิดการเสียรูปแบบพลาสติก ส่งผลให้เกิดการบิดเบี้ยวของการตีขึ้นรูป

(จาก:168 การตีขึ้นรูปสุทธิ)


เวลาโพสต์: May-29-2020

  • ก่อนหน้า:
  • ต่อไป: