Thermische spanning en faseovergangsspanning van smeedstukken

Vervorming door warmtebehandeling kan optreden na warmtebehandeling uitgloeien, normaliseren, harden, ontlaten en oppervlaktemodificatie. De hoofdoorzaak van vervorming ligt in de interne spanning die wordt veroorzaakt door het smeden tijdens warmtebehandeling, dat wil zeggen, vanwege het verschil in temperatuurverschil tussen binnen en buiten en de structuurtransformatie, blijft het smeden na warmtebehandeling interne spanning.
Wanneer deze spanning tijdens de warmtebehandeling in een oogwenk de vloeigrens van staal overschrijdt, zal dit vervorming van het smeden veroorzaken. Er zijn thermische stress en faseveranderingsstress in het proces van warmtebehandeling, hun oorzaken en functies zijn verschillend.
Smeedstukken bij verwarming en koeling vergezeld van thermische uitzetting en koude samentrekking, wanneer het smeedoppervlak en het hart als gevolg van verwarmings- of koelsnelheid anders zijn, resulterend in temperatuurverschil, de volume-uitbreiding of samentrekking op het oppervlak en het hart is niet hetzelfde , dit temperatuurverschil en volumeverandering veroorzaakt door de verschillende interne stress, genaamd thermische stress.
Smeedstukken in het proces van warmtebehandeling, de verandering van thermische spanning komt voornamelijk tot uiting als: wanneer het smeedstuk wordt verwarmd, stijgt de oppervlaktetemperatuur sneller dan de kern, de oppervlaktetemperatuur is hoog en zet uit, de kerntemperatuur is laag en zet niet uit , op dit moment de oppervlaktedrukspanning, de kerntrekspanning. Wanneer de smeedstukken dithermisch zijn, neemt de kerntemperatuur toe en zet uit, op dit moment vertonen de smeedstukken volume-uitbreiding; Werkstukkoeling, het oppervlak koelt sneller dan de kern, oppervlaktekrimp, hoge temperatuur van het hart om krimp te voorkomen, trekspanning op het oppervlak, het hart produceert drukspanning, wanneer afgekoeld tot een bepaalde temperatuur, is het oppervlak gekoeld niet langer samengetrokken, en de kernkoeling die optreedt als gevolg van de voortdurende samentrekking, het oppervlak is drukspanning en het hart van trekspanning. Deze spanning bestaat nog steeds in het smeden na afkoeling, wat restspanning wordt genoemd.
Tijdens de warmtebehandeling van smeedstukken is het massavolume van verschillende structuren verschillend, dus het massavolume van smeedstukken zal ongetwijfeld veranderen. Omdat er een temperatuurverschil is tussen het oppervlak en het hart van het smeden, is het oppervlak en het hart van de transformatie van de organisatie niet op tijd, dus de interne en externe massavolumeveranderingen zullen interne stress veroorzaken. Deze interne stress veroorzaakt door de heterogeniteit van organisatorische transformatie wordt faseovergangsstress genoemd.

Het massavolume van de basisstructuur van het staal neemt toe in de volgorde austeniet, perliet, sorteniet, troosiet, laagbainiet, getemperd martensiet en martensiet. Smeedstukken blussen bijvoorbeeld snelle afkoeling, vanwege het oppervlak van de eerste koude tot zijn punt, dus het oppervlak van austeniet in martensiet, volumezwelling, maar het hart is nog steeds in austeniettoestand, voorkomt oppervlaktezwelling, dus het smeedhart door trek spanning, oppervlak door drukspanning; Als de afkoeling doorgaat, wordt de oppervlaktetemperatuur verlaagd en zal deze niet meer opzwellen, terwijl de kern door de transformatie naar martensiet het volume zal blijven opzwellen, dit wordt dus door de oppervlakte voorkomen, waardoor het hart wordt onderworpen aan drukbelasting en het oppervlak wordt onderworpen aan trekspanning. Deze spanning blijft na afkoeling in het smeedstuk achter als restspanning.
Daarom is in het afschrikkoelproces de verandering van thermische spanning en faseveranderingsspanning tegengesteld, en de uiteindelijke restspanning bij het smeden is ook tegengesteld. De combinatie van thermische spanning en faseovergangsspanning wordt uitdovende interne spanning genoemd. Wanneer de resterende interne spanning in het smeedstuk de vloeigrens van staal overschrijdt, zal het werkstuk plastische vervorming veroorzaken, wat resulteert in vervorming van het smeedstuk.