Какви са факторите, които влияят на вътрешното напрежение при топлинна обработка на коване на вал?

Какви са факторите, които влияят на вътрешното напрежение при топлинна обработка на коване на вал?

Термичната обработка на коване на вал може да доведе до три основни типа вътрешно напрежение при действителното производство на валкованевинаги създава две или три основни вътрешни напрежения едновременно, така че остатъчното напрежение след действителната топлинна обработка на детайла е резултат от суперпозиция на няколко основни вътрешни напрежения. Разпределението на остатъчното напрежение след суперпозицията е много сложно и тясно свързано със специфичните параметри на процеса на термична обработка. Следва подробен анализ на основните фактори, влияещи върху вътрешното напрежение при топлинна обработка на коване на вал.

Остатъчно напрежение в случай на незакалено ядро. В случай на незакалено ядро, вътрешното разпределение на напрежението е от тип термично напрежение и напрежението на натиск се генерира в повърхностния закален слой, така че тенденцията за повърхностно закалено пукнатина е малка. Въпреки това, по това време напрежението на опън се генерира в сърцето и когато охлаждащият слой е много дълбок и сърцето е много малко, напрежението на опън в сърцето е много малко и стойността е много голяма.

Остатъчното напрежение в случай на закаляване на сърцевината, когато изковката на вала е напълно закалена, разпределението на остатъчното напрежение е главно резултат от суперпозиция на топлинно напрежение и организационно напрежение. Когато диаметърът на изковката на вала е малък, разпределението на остатъчното напрежение след суперпозиция е видът на организационния стрес, което показва, че организационният стрес е основният. Когато диаметърът се увеличи, остатъчното напрежение постепенно ще стане тип термично напрежение, което показва, че с увеличаването на диаметъра на детайла ролята на термичното напрежение се увеличава, след това пикът на тангенциалното напрежение и аксиалното напрежение се появяват в средната част на коване на вала от повърхността на определено разстояние и често аксиалното напрежение е по-голямо от тангенциалното напрежение, така че не твърде голямо охлаждане на цилиндричен детайл, често лесно се образуват надлъжни пукнатини. С увеличаването на съдържанието на въглерод в стоманата ефектът от структурното напрежение се засилва, докато ефектът от термичния стрес отслабва. Добавянето на легиращи елементи в стоманата може не само да подобри якостта на стоманата при висока температура, но и да подобри стабилността на преохладения аустенит и да намали критичната скорост на охлаждане на стоманата.

Влиянието на температурата на охлаждане и скоростта на охлаждане, колкото по-голяма е скоростта на охлаждане, толкова по-голяма е температурната разлика между вътрешната и външната част на коването на вала, увеличаването на топлинния стрес. Тъй като остатъчното напрежение на аксиалното изковаване е тип разпределение на термично напрежение, увеличаването на скоростта на охлаждане ще увеличи стойността на напрежението на натиск на повърхността и стойността на напрежението на опън на сърцевината. Следователно скоростта на охлаждане трябва да бъде намалена възможно най-много при условие, че отговаря на изискванията за механични свойства.

Под въздействието на централния отвор напрежението при топлинна обработка на големи изковки на вал обикновено е от типа на термично напрежение, тоест повърхността е под налягане и сърцето е напрегнато. Големите изковки на вала на сърдечната организация обикновено са сравнително лоши, металургичните дефекти са повече, за да се предотврати сърцето при топлинна обработка на опън под действието на по-нататъшното разширяване на дефекта и дори причинено счупване, така че обикновено голям вал изковки при топлинна обработка преди обработката на централния отвор, частта от дефекта е отстранена.