Tepelné namáhanie a namáhanie pri zmene fázy výkovkov

Po tepelnom spracovaní žíhaním, normalizáciou, kalením, popúšťaním a modifikáciou povrchu môže dôjsť k deformácii tepelným spracovaním. Základná príčina deformácie spočíva vo vnútornom napätí, ktoré vytvára výkovok počas tepelného spracovania, to znamená, že v dôsledku rozdielu teplôt medzi vnútorným a vonkajším prostredím a transformácie štruktúry zostáva výkovok po tepelnom spracovaní vnútorným napätím.
Keď toto napätie počas tepelného spracovania v okamihu prekročí medzu klzu ocele, spôsobí deformáciu kovania. V procese tepelného spracovania existujú tepelné namáhanie a namáhanie zo zmeny fázy, ich príčiny a funkcie sú rôzne.
Výkovky pri ohrievaní a ochladzovaní sprevádzané javom tepelnej rozťažnosti a zmršťovania za studena, keď je povrch výkovku a srdce v dôsledku rýchlosti zahrievania alebo chladenia rozdielne, čo vedie k rozdielu teplôt, objemovej expanzii alebo kontrakcii na povrchu a srdci nie je rovnaké , tento teplotný rozdiel a zmena objemu spôsobená rôznym vnútorným napätím, nazývaným tepelné napätie.
Výkovky v procese tepelného spracovania sa zmena tepelného namáhania prejavuje najmä ako: pri zahrievaní výkovkov povrchová teplota stúpa rýchlejšie ako jadro, povrchová teplota je vysoká a expanduje, teplota jadra je nízka a nerozpína ​​sa , v tomto čase povrchové tlakové napätie, jadrové ťahové napätie. Keď sú výkovky ditermické, teplota jadra sa zvyšuje a expanduje, v tomto čase výkovky vykazujú objemovú expanziu; Chladenie obrobku, povrch chladí rýchlejšie ako jadro, povrchové zmršťovanie, vysoká teplota srdca, aby sa zabránilo zmršťovaniu, ťahové napätie na povrchu, srdce vytvára tlakové napätie, pri ochladení na určitú teplotu sa povrch ochladzovaný už nesťahuje, a k ochladzovaniu jadra dochádza v dôsledku pokračujúcej kontrakcie, na povrchu je tlakové napätie a jadro ťahového napätia. Toto napätie stále existuje v kovaní po ochladení, ktoré sa nazýva zvyškové napätie.
Pri tepelnom spracovaní výkovkov je objem hmoty rôznych štruktúr rôzny, takže objem hmoty výkovkov sa nevyhnutne mení. Pretože existuje teplotný rozdiel medzi povrchom a srdcom výkovku, transformácia povrchu a srdca organizácie nie je včasná, takže vnútorné a vonkajšie objemové zmeny hmoty spôsobia vnútorné napätie. Tento vnútorný stres spôsobený heterogenitou organizačnej transformácie sa nazýva stres z fázového prechodu.

Hmotnostný objem základnej štruktúry ocele narastá rádovo austenit, perlit, sortenit, troosit, nižší bainit, temperovaný martenzit a martenzit. Napríklad výkovky zhášajú rýchle chladenie, kvôli povrchu prvého za studena až po jeho bod, takže povrch z austenitu na martenzit, objemovo napučiavajú, ale srdce je stále v austenitickom stave, zabraňujú povrchovému napučiavaniu, takže kované srdce ťahom napätie, povrch tlakovým napätím; Pri pokračovaní ochladzovania sa povrchová teplota zníži a už nebude napučiavať, zatiaľ čo jadro v dôsledku premeny na martenzit bude objem naďalej napučiavať, takže tomu bude brániť povrch, takže srdce je vystavené tlakovému namáhaniu a povrch je vystavený ťahovému namáhaniu. Toto napätie zostáva vo výkovku po ochladení ako zvyškové napätie.
Preto v procese chladenia kalením je zmena tepelného napätia a napätia pri zmene fázy opačná a konečné zvyškové napätie vo výkovku je tiež opačné. Kombinácia tepelného napätia a napätia pri zmene fázy sa nazýva zhášacie vnútorné napätie. Keď zvyškové vnútorné napätie vo výkovku presiahne medzu klzu ocele, obrobok spôsobí plastickú deformáciu, čo vedie k deformácii výkovku.