Takomoiden lämpöjännitys ja faasimuutosjännitys

Lämpökäsittelyn vääristymiä voi esiintyä hehkutuksen, normalisoinnin, karkaisun, karkaisun ja pinnan modifiointilämpökäsittelyn jälkeen. Vääristymisen perimmäinen syy on takomisen lämpökäsittelyn aikana tuottama sisäinen jännitys, eli sisä- ja ulkolämpötilaeron ja rakenteen muutoksen vuoksi takominen lämpökäsittelyn jälkeen jää sisäiseksi jännitykseksi.
Kun tämä jännitys ylittää teräksen myötörajan hetkessä lämpökäsittelyn aikana, se aiheuttaa vääristymiä takomisessa. Lämpökäsittelyssä esiintyy lämpöjännitystä ja faasimuutosrasitusta, joiden syyt ja toiminnot ovat erilaisia.
Takoot lämmityksessä ja jäähdytyksessä, johon liittyy lämpölaajenemis- ja kylmäsupistusilmiö, kun taontapinta ja sydän kuumenemis- tai jäähdytysnopeuden vuoksi ovat erilaiset, mikä johtaa lämpötilaeroon, tilavuuden laajeneminen tai supistuminen pinnalla ja sydämessä ei ole sama , tämä lämpötilaero ja tilavuuden muutos, joka johtuu erilaisesta sisäisestä jännityksestä, jota kutsutaan lämpöjännitykseksi.
Takoot lämpökäsittelyprosessissa, lämpöjännityksen muutos ilmenee pääasiassa seuraavasti: kun takeita kuumennetaan, pintalämpötila nousee nopeammin kuin ydin, pintalämpötila on korkea ja laajenee, ydinlämpötila on matala eikä laajene , tällä hetkellä pinnan puristusjännitys, sydämen vetojännitys. Kun takeet ovat ditermisiä, ydinlämpötila nousee ja laajenee, tällä hetkellä takeet osoittavat tilavuuden laajenemista; Työkappaleen jäähdytys, pinta jäähtyy nopeammin kuin ydin, pinnan kutistuminen, sydämen korkea lämpötila kutistumisen estämiseksi, pintaan kohdistuva vetojännitys, sydän tuottaa puristusjännitystä, tiettyyn lämpötilaan jäähtyessään pinta jäähtynyt ei enää supistu, ja ytimen jäähdytys tapahtuu jatkuvan supistumisen vuoksi, pinta on puristusjännitys, ja vetojännityksen sydän, Tämä jännitys on edelleen olemassa takomisessa jäähdytyksen jälkeen, jota kutsutaan jäännösjännitykseksi.
Takomoiden lämpökäsittelyn aikana eri rakenteiden massatilavuus on erilainen, joten takeiden massatilavuus muuttuu väistämättä. Koska taontapinnan ja sydämen välillä on lämpötilaero, pinta ja organisaation muutos eivät ole ajan tasalla, joten sisäiset ja ulkoiset massatilavuuden muutokset aiheuttavat sisäistä jännitystä. Tätä organisaatiomuutoksen heterogeenisyyden aiheuttamaa sisäistä stressiä kutsutaan vaihemuutosstressiksi.

Teräksen perusrakenteen massatilavuus kasvaa austeniitin, perliitin, sorteniitin, troosiitin, alabainiittien, karkaistun martensiitin ja martensiitin järjestyksessä. Esimerkiksi takomot sammuttavat nopean jäähtymisen, johtuen pinnan ensimmäisestä kylmästä pisteeseensä, joten pinta austeniitista martensiitiksi, tilavuus turpoaa, mutta sydän on edelleen austeniittitilassa, estää pinnan turpoamisen, joten taonta sydän vetovoimalla jännitys, pinta puristusjännityksen vaikutuksesta; Jäähtymisen jatkuessa pinnan lämpötila laskee eikä enää turpoa, kun taas ytimen tilavuus martensiitiksi muuttumisen vuoksi jatkaa turpoamista, joten pinta estää sen, jolloin sydän altistuu puristusrasitukselle. , ja pintaan kohdistuu vetojännitys. Tämä jännitys jää taontaan jäähtymisen jälkeen jäännösjännityksenä.
Siksi sammutusjäähdytysprosessissa lämpöjännityksen ja vaihemuutosjännityksen muutos on päinvastainen, ja lopullinen jäännösjännitys takouksessa on myös päinvastainen. Lämpöjännityksen ja faasimuutosjännityksen yhdistelmää kutsutaan vaimennuksen sisäiseksi jännitykseksi. Kun taonn sisäinen jäännösjännitys ylittää teräksen myötörajan, työkappale tuottaa plastisen muodonmuutoksen, mikä johtaa taon vääristymiseen.