Dziewięć czynników, które wpływają na deformację obróbki cieplnej (一)

Po pierwsze, przyczyny deformacji

Główną przyczyną deformacji stali jest obecność naprężeń wewnętrznych lub naprężenia zewnętrznego w stali. Naprężenie wewnętrzne jest spowodowane nierównomiernym rozkładem temperatury lub przemianą fazową, a jedną z przyczyn jest również naprężenie szczątkowe. Odkształcenie wywołane naprężeniem zewnętrznym spowodowane jest głównie przez "zapadanie się" spowodowane ciężarem obrabianego przedmiotu. W szczególnych przypadkach należy również uwzględnić element obrabiany, który ma zostać podgrzany w wyniku kolizji lub obniżenie spowodowane zaciskiem narzędzia zaciskowego. Odkształcenie obejmuje odkształcenie sprężyste i odkształcenie plastyczne. Zmiany wymiarowe są przede wszystkim oparte na transformacjach tkankowych, a zatem wykazują takie samo rozszerzanie i kurczenie się, ale gdy na przedmiocie obrabianym występują otwory lub skomplikowane elementy, wystąpi dodatkowe odkształcenie. Jeśli hartowanie tworzy dużą ilość martenzytu, następuje ekspansja i jeśli wytwarza się dużą ilość zatrzymanego austenitu, to odpowiednio się skurczy. Ponadto kurczenie się zwykle występuje podczas odpuszczania, a stal stopowa ze zjawiskiem wtórnego utwardzania rozszerza się. Jeśli zostanie przeprowadzona obróbka kriogeniczna, rozszerza się ona dalej ze względu na martenzyt zatrzymanego austenitu. Objętość właściwa tych struktur następuje Wraz ze wzrostem zawartości węgla, ilość węgla zwiększa również ilość zmian wymiarowych.

Po drugie, główny okres występowania odkształcenia hartowania

1. Proces podgrzewania: Podczas procesu podgrzewania obrabiany przedmiot ulega deformacji w wyniku stopniowego uwalniania naprężeń wewnętrznych.

2. Proces izolacji: główna deformacja załamania grawitacyjnego, czyli zwijanie i zginanie.

3. Proces chłodzenia: deformacja spowodowana nierównomiernym chłodzeniem i transformacją tkanki.

Po trzecie, ogrzewanie i deformacja

Gdy duży przedmiot obrabiany jest ogrzewany, występuje naprężenie szczątkowe lub nierównomierne nagrzewanie i może wystąpić deformacja. Naprężenie szczątkowe pochodzi głównie z przetwarzania. Kiedy te naprężenia są obecne, granica plastyczności stali stopniowo maleje wraz ze wzrostem temperatury, a nawet jeśli ogrzewanie jest jednorodne, bardzo niewielkie naprężenie powoduje deformację.

Ogólnie naprężenie szczątkowe na zewnętrznej krawędzi przedmiotu obrabianego jest stosunkowo wysokie. Gdy temperatura wzrasta od zewnątrz, zewnętrzna część krawędzi jest znacznie odkształcona, a odkształcenie wywołane przez naprężenie szczątkowe obejmuje odkształcenie sprężyste i odkształcenie plastyczne.

Naprężenie termiczne i zamierzone naprężenia powstające podczas ogrzewania są przyczyną deformacji. Im wyższa prędkość ogrzewania, tym większy rozmiar przedmiotu obrabianego i im większa zmiana przekroju, tym większe odkształcenie grzania. Naprężenie termiczne zależy od stopnia nierównomiernego rozkładu temperatury i gradientu temperatury, które są przyczyną różnic w rozszerzalności cieplnej. Jeżeli naprężenie termiczne jest wyższe od granicy plastyczności materiału, to powstaje odkształcenie plastyczne, a to odkształcenie plastyczne pojawia się jako "odkształcenie".

Naprężenie przemiany fazowej jest głównie spowodowane nierównomiernością przejścia fazowego, to znaczy, gdy część materiału ulega przemianie fazowej, a inne części nie uległy zmianie fazy. Odkształcenie plastyczne występuje, gdy struktura materiału zostaje przekształcona w austenit, gdy po nagrzaniu ulega skurczowi objętościowemu. Jeśli to samo przejście tkanki występuje jednocześnie we wszystkich częściach materiału, nie powstaje stres. Z tego względu wolne nagrzewanie może odpowiednio zmniejszyć odkształcenia cieplne, a korzystne jest użycie wstępnego podgrzewania.

Ponadto istnieje wiele przypadków deformacji "załamań" spowodowanych ciężarem własnym podczas ogrzewania. Im wyższa temperatura ogrzewania, tym dłuższy czas nagrzewania i tym poważniejsze zjawisko "zapadnięcia".

Po czwarte, chłodzenie i deformacja

Gdy chłodzenie jest nierównomierne, powstaje naprężenie termiczne, które spowoduje deformację. Naprężenie termiczne jest nieuniknione ze względu na różnicę w szybkości chłodzenia pomiędzy zewnętrzną krawędzią i wewnętrzną częścią obrabianego przedmiotu. W przypadku hartowania, naprężenia termiczne i naprężenia strukturalne są nakładane, a odkształcenie jest bardziej skomplikowane. Ponadto nierównomierność organizacji, odwęglanie itp. Doprowadzi również do różnic w punkcie przejścia fazowego, a wielkość rozszerzenia zmiany fazy również będzie inna.

W skrócie, "odkształcenie" jest spowodowane kombinacją naprężeń transformujących fazę i naprężenia termicznego, ale nie całe naprężenie jest zużywane w odkształceniu, ale część naprężenia szczątkowego jest obecna w przedmiocie obrabianym. Ten stres jest przyczyną starzenia się deformacji i pękania starzenia.

Odkształcenie spowodowane przez chłodzenie objawia się w następujących postaciach:

1. W początkowej fazie szybkiego schładzania wygaszona strona jest zatopiona, a następnie zamienia się w wybrzuszenie. W rezultacie strona zimna jest wypukła. Ten przypadek jest spowodowany przez deformację spowodowaną przez naprężenie termiczne i odkształcenie spowodowane zmianą fazy.

2. Odkształcenie wywołane naprężeniem termicznym polega na tym, że stal ma tendencję do sferoidyzacji (patrz rysunek 1), a deformacja wywołana przez stres transformacji fazowej ma tendencję do nawijania wokół osi (patrz rysunek 2). Dlatego odkształcenie wywołane chłodzeniem tłumiącym jest kombinacją tych dwóch (ryc. 3), a różne odkształcenia pokazano na ryc. 4 zgodnie z metodą hartowania.

3. Kiedy wewnętrzna dziura jest częściowo hartowana, wewnętrzny otwór kurczy się. Gdy cały pierścieniowy przedmiot obrabiany jest ogrzewany i hartowany, jego zewnętrzna średnica zawsze wzrasta, a wewnętrzna średnica zwiększa się i zmniejsza w zależności od rozmiaru. Gdy wewnętrzna średnica jest duża, wewnętrzna średnica wzrasta, wewnętrzna średnica jest mała, a wewnętrzna średnica kurczy się.