Aké sú faktory, ktoré ovplyvňujú vnútorné napätie tepelného spracovania kovania hriadeľa?

Aké sú faktory, ktoré ovplyvňujú vnútorné napätie tepelného spracovania kovania hriadeľa?

Tepelné spracovanie kovania hriadeľa môže spôsobiť tri základné typy vnútorného napätia, v samotnej výrobe hriadeľakovanievždy vytvárajú dve alebo tri základné vnútorné napätia súčasne, takže zvyškové napätie po samotnom tepelnom spracovaní obrobku je výsledkom niekoľkých základných superpozícií vnútorných napätí. Rozloženie zvyškového napätia po superpozícii je veľmi komplikované a úzko súvisí so špecifickými parametrami procesu tepelného spracovania. Nasleduje podrobná analýza hlavných faktorov ovplyvňujúcich vnútorné napätie tepelného spracovania kovania hriadeľa.

Zvyškové napätie v prípade neuhaseného jadra. V prípade neuhaseného jadra je rozloženie vnútorného napätia typu tepelného napätia a tlakové napätie je generované v povrchovej kalenej vrstve, takže tendencia povrchovej kalenej trhliny je malá. Avšak v tomto čase sa v srdci vytvára ťahové napätie, a keď je zhášacia vrstva veľmi hlboká a srdce je veľmi malé, ťahové napätie v srdci je veľmi malé a hodnota je veľmi veľká.

Zvyškové napätie v prípade kalenia jadra, kedy je hriadeľový výkovok úplne zakalený, je rozloženie zvyškového napätia hlavne výsledkom superpozície tepelného napätia a organizačného napätia. Keď je priemer kovania hriadeľa malý, rozloženie zvyškového napätia po superpozícii je typom organizačného napätia, čo naznačuje, že organizačné napätie je hlavné. Keď sa priemer zväčšuje, zvyškové napätie sa postupne stane typom tepelného napätia, čo ukazuje, že s rastúcim priemerom obrobku sa zvyšuje úloha tepelného napätia, potom sa vrchol tangenciálneho napätia a axiálneho napätia objaví v stredná časť hriadeľa kovanie z povrchu určitej vzdialenosti, a často je axiálne napätie väčšie ako tangenciálne napätie, takže nie príliš veľké valcové kalenie obrobku, často ľahko tvoria pozdĺžne trhliny. So zvyšovaním obsahu uhlíka v oceli sa zosilňuje vplyv štrukturálneho napätia, zatiaľ čo účinok tepelného namáhania sa oslabuje. Pridanie legujúcich prvkov do ocele môže nielen zlepšiť pevnosť ocele pri vysokých teplotách, ale tiež zlepšiť stabilitu podchladeného austenitu a znížiť kritickú rýchlosť ochladzovania ocele.

Vplyv kaliacej teploty a rýchlosti chladenia, čím väčšia je rýchlosť ochladzovania, tým väčší je teplotný rozdiel medzi vnútornou a vonkajšou stranou kovania hriadeľa, čím sa zvyšuje tepelné napätie. Pretože zvyškové napätie axiálneho výkovku je rozloženie typu tepelného napätia, zvýšenie rýchlosti chladenia zvýši hodnotu tlakového napätia povrchu a hodnotu ťahového napätia jadra. Rýchlosť ochladzovania by sa preto mala čo najviac znížiť pod podmienkou splnenia požiadaviek na mechanické vlastnosti.

Pod vplyvom stredového otvoru je namáhanie veľkých hriadeľových výkovkov tepelným spracovaním spravidla takého druhu, že povrch je pod tlakom a srdce je namáhané. Veľké driekové výkovky srdcovej organizácie sú vo všeobecnosti relatívne chudobné, metalurgických defektov je viac, aby sa srdce pri tepelnom spracovaní predišlo ťahovému namáhaniu pri pôsobení ďalšieho rozťahovania defektu, a dokonca spôsobila zlomenina, takže všeobecne veľký driek výkovky pri tepelnom spracovaní pred opracovaním stredového otvoru, časť defektu odstránená.