Efter udglødning, normalisering, bratkøling, anløbning og overflademodifikationsvarmebehandling kan smedningen forårsage termisk behandlingsforvrængning.
Den grundlæggende årsag til forvrængningen er den indre spænding i smedningen under varmebehandlingen, det vil sige, at den indre spænding i smedningen efter varmebehandlingen forbliver på grund af temperaturforskellen mellem indersiden og ydersiden samt forskellen i strukturtransformation.
Når denne spænding overstiger stålets flydegrænse på et bestemt tidspunkt under varmebehandlingen, vil det forårsage deformation af smedegodset.
Den indre spænding, der produceres i varmebehandlingsprocessen, omfatter termisk spænding og faseændringsspænding.
1. Termisk spænding
Når smedegodset opvarmes og afkøles, ledsages det af fænomenet termisk udvidelse og kold sammentrækning. Når overfladen og kernen af smedegodset opvarmes eller afkøles med forskellige hastigheder, hvilket resulterer i en temperaturforskel, er volumenudvidelsen eller sammentrækningen også forskellig fra overfladens og kernens. Den indre spænding forårsaget af de forskellige volumenændringer på grund af temperaturforskellen kaldes termisk spænding.
Under varmebehandling manifesterer smedegodsets termiske spænding sig hovedsageligt som: Når smedegodset opvarmes, stiger overfladetemperaturen hurtigere end kernens, overfladetemperaturen er høj og udvider sig, kernetemperaturen er lav og udvider sig ikke, på dette tidspunkt er overfladekompressionsspændingen og kernespændingsspændingen.
Efter diatermi stiger kernetemperaturen, og smedegodset udvider sig. På dette tidspunkt viser smedegodset volumenekspansion.
Afkøling af emnet, hvor overfladen afkøles hurtigere end kernen, krympning af overfladen, og hjertets høje temperatur forhindrer krympning. Der opstår trækspænding på overfladen. Kernen producerer trykspænding. Når den afkøles til en bestemt temperatur, trækker overfladen sig ikke længere sammen, og kernen afkøles fortsat på grund af den sammentrækning. Overfladen udsættes for trykspænding. Mens kernen udsættes for trækspænding, forbliver spændingen i smedegodset ved afslutningen af afkølingen, hvilket kaldes restspænding.
2. Faseskiftspænding
Under varmebehandling skal massen og volumenet af smedegods ændres, fordi massen og volumenet af forskellige strukturer er forskellige.
På grund af temperaturforskellen mellem overfladen og kernen af smedegodset sker vævsomdannelsen mellem overfladen og kernen ikke rettidig, så den indre spænding vil opstå, når den indre og ydre masse- og volumenændring er forskellig.
Denne form for intern stress forårsaget af forskellen i vævstransformation kaldes faseændringsstress.
Massevolumenerne af de grundlæggende strukturer i stål øges i størrelsesordenen austenitisk, perlit, sostenitisk, troostit, hypobainit, hærdet martensit og martensit.
For eksempel, når smedegodset bratkøles og hurtigt afkøles, omdannes overfladelaget fra austenit til martensit, og volumenet udvides, men hjertet er stadig i austenittilstanden, hvilket forhindrer udvidelse af overfladelaget. Som følge heraf udsættes hjertet af smedegodset for trækspænding, mens overfladelaget udsættes for trykspænding.
Når den fortsætter med at afkøle, falder overfladetemperaturen, og den udvider sig ikke længere, men hjertets volumen fortsætter med at svulme op, da det ændrer form til martensit, så det forhindres af overfladen, så hjertet udsættes for trykspænding, og overfladen udsættes for trækspænding.
Efter afkøling af knuden vil denne spænding forblive inde i smedegodset og blive til restspænding.
Derfor er den termiske spænding og faseændringsspændingen modsatrettede under bratkølings- og afkølingsprocessen, og de to spændinger, der forbliver i smedningen, er også modsatrettede.
Den kombinerede spænding af termisk spænding og faseændringsspænding kaldes slukkende indre spænding.
Når den resterende indre spænding i smedegodset overstiger stålets flydegrænse, vil emnet producere plastisk deformation, hvilket resulterer i smedeforvrængning.
(fra: 168 smedegods netto)
Opslagstidspunkt: 29. maj 2020