A kovácsolás torzulásának oka hőkezelés után

A kovácsolás hőkezeléses torzulást okozhat a lágyítás, normalizálás, edzés, megeresztés és felületmódosítás után.

A torzulás kiváltó oka a kovácsdarab belső feszültsége a hőkezelés során, azaz a kovácsdarab belső feszültsége a hőkezelés után is megmarad a belső és külső hőmérsékletkülönbség, valamint a szerkezetátalakulás eltérő mértéke miatt.

Amikor ez a feszültség a hőkezelés egy bizonyos pillanatában meghaladja az acél folyáshatárát, az a kovácsolt darab torzulását okozza.

A hőkezelés során keletkező belső feszültség magában foglalja a hőfeszültséget és a fázisváltozási feszültséget.

1

1. A hőfeszültség
Amikor a kovácsolt tárgyat felmelegítik és lehűtik, hőtágulás és hideg-összehúzódás jelensége jár együtt. Amikor a kovácsolt tárgy felületét és magját eltérő sebességgel melegítik vagy hűtik, hőmérsékletkülönbség keletkezik, a térfogat tágulása vagy összehúzódása is eltér a felület és a mag térfogatának tágulását vagy összehúzódásától. A hőmérsékletkülönbség miatti eltérő térfogatváltozás által okozott belső feszültséget hőfeszültségnek nevezzük.
A hőkezelés során a kovácsolt darab hőfeszültsége főként a következőképpen nyilvánul meg: amikor a kovácsolt darabot melegítik, a felületi hőmérséklet gyorsabban emelkedik, mint a mag hőmérséklete, a felületi hőmérséklet magas és kitágul, a mag hőmérséklete alacsony és nem tágul, ekkor a felületi nyomófeszültség és a mag húzófeszültsége.
Diatermia után a maghőmérséklet emelkedik, és a kovácsolt tárgy kitágul. Ezen a ponton a kovácsolt tárgy térfogat-növekedést mutat.
A munkadarab lehűlése miatt a felület gyorsabban hűl le, mint a mag, a felület zsugorodik, a szív magas hőmérséklete megakadályozza a zsugorodást, a felületen húzófeszültség keletkezik, a szív nyomófeszültséget hoz létre. Amikor egy bizonyos hőmérsékletre lehűl, a felület már nem húzódik össze, és a mag lehűlése a folyamatos összehúzódás miatt következik be. A felület nyomófeszültséget hoz létre, míg a szívben húzófeszültség keletkezik, a lehűlés végén a feszültség továbbra is fennáll a kovácsolt darabban, ezt maradékfeszültségnek nevezik.

1

2. Fázisváltozási stressz

A hőkezelés során a kovácsolt darabok tömegének és térfogatának változnia kell, mivel a különböző szerkezetek tömege és térfogata eltérő.
A kovácsolt tárgy felülete és magja közötti hőmérsékletkülönbség miatt a felület és a mag közötti szövetátalakulás nem időszerű, így a belső feszültség akkor keletkezik, amikor a belső és külső tömeg- és térfogatváltozás eltérő.
Az ilyen típusú belső feszültséget, amelyet a szöveti átalakulás különbsége okoz, fázisváltozási stressznek nevezzük.

Az acél alapszerkezeteinek tömegtérfogatai ausztenites, perlit, szosztenites, troosztit, hipobainit, temperált martenzites és martenzites sorrendben növekednek.
Például, amikor a kovácsolt darabot edzik és gyorsan lehűtik, a felületi réteg ausztenitből martenzitté alakul, és a térfogata kitágul, de a belső rész továbbra is ausztenites állapotban marad, ami megakadályozza a felületi réteg tágulását. Ennek eredményeként a kovácsolt darab belső része húzófeszültségnek, míg a felületi réteg nyomófeszültségnek van kitéve.
Amikor tovább hűl, a felület hőmérséklete csökken, és már nem tágul, de a szív térfogata tovább dagad, mivel martenzitessé alakul, így a felület ezt megakadályozza, így a szív nyomófeszültségnek, a felület pedig húzófeszültségnek van kitéve.
A csomó lehűlése után ez a feszültség a kovácsdarabban marad, és maradékfeszültséggé válik.

Ezért a kioltási és hűtési folyamat során a hőfeszültség és a fázisváltozási feszültség ellentétes, és a kovácsolt darabban maradó két feszültség is ellentétes.
A hőfeszültség és a fázisváltozási feszültség együttes hatását kioltó belső feszültségnek nevezzük.
Amikor a kovácsolt darab belső feszültsége meghaladja az acél folyáshatárát, a munkadarab képlékeny alakváltozást okoz, ami a kovácsolás torzulásához vezet.

(nettó 168 kovácsolt darabtól)


Közzététel ideje: 2020. május 29.

  • Előző:
  • Következő: