Kaltinių šiluminis įtempis ir fazių kaitos įtempis

Terminio apdorojimo iškraipymai gali atsirasti po atkaitinimo, normalizavimo, grūdinimo, grūdinimo ir paviršiaus modifikavimo terminio apdorojimo. Pagrindinė iškraipymo priežastis yra vidinis įtempis, kurį sukelia kalimas terminio apdorojimo metu, tai yra dėl temperatūros skirtumo tarp viduje ir išorėje ir struktūros transformacijos, kalimas po terminio apdorojimo išlieka vidine įtampa.
Kai šis įtempis per akimirką viršija plieno takumo ribą terminio apdorojimo metu, tai sukels kalimo iškraipymus. Terminio apdorojimo procese yra terminis įtempis ir fazių kaitos įtempis, jų priežastys ir funkcijos skiriasi.
Kaltiniai kaitinant ir vėsinant kartu su šiluminio plėtimosi ir šalto susitraukimo reiškiniu, kai kalimo paviršius ir širdis dėl šildymo ar aušinimo greičio skiriasi, todėl skiriasi temperatūrų skirtumai, tūrio išsiplėtimas arba susitraukimas paviršiuje ir širdyje nėra vienodi. , šis temperatūros skirtumas ir tūrio pokytis, kurį sukelia skirtingas vidinis įtempis, vadinamas terminiu įtempimu.
Kaltiniai terminio apdorojimo procese šiluminio įtempio kitimas daugiausia pasireiškia taip: kaltinius kaitinant paviršiaus temperatūra pakyla greičiau nei šerdies, paviršiaus temperatūra aukšta ir plečiasi, šerdies temperatūra žema ir nesiplečia. , šiuo metu paviršiaus gniuždymo įtempis, šerdies tempimo įtempis. Kai kaltiniai yra diterminiai, šerdies temperatūra pakyla ir plečiasi, šiuo metu kaltiniai rodo tūrio padidėjimą; Ruošinio aušinimas, paviršius aušinamas greičiau nei šerdis, paviršiaus susitraukimas, aukšta širdies temperatūra, kad nesusitrauktų, paviršiaus tempimo įtempimas, širdis sukuria gniuždymo įtampą, atvėsus iki tam tikros temperatūros, paviršius atšalęs nebesusitraukia, ir šerdies aušinimas atsiranda dėl nuolatinio susitraukimo, paviršius yra gniuždomasis įtempis, o tempimo įtempis širdyje, Šis įtempis vis dar egzistuoja kalimo po aušinimo, kuris vadinamas liekamuoju įtempimu.
Termiškai apdorojant kaltinius, skirtingų konstrukcijų masės tūris skiriasi, todėl kaltinių masės tūris turi keistis. Kadangi tarp kaltinio paviršiaus ir šerdies yra temperatūrų skirtumas, paviršius ir organizacijos širdis transformuojasi ne laiku, todėl vidiniai ir išoriniai masės tūrio pokyčiai sukels vidinį įtampą. Šis vidinis stresas, kurį sukelia organizacijos transformacijos nevienalytiškumas, vadinamas faziniu pereinamuoju stresu.

Plieno pagrindinės struktūros masės tūris didėja austenito, perlito, sortenito, troosito, apatinio bainito, grūdinto martensito ir martensito tvarka. Pavyzdžiui, kaltiniai gesina greitą aušinimą, dėl to, kad paviršius nuo pirmojo šalčio iki jo taško, todėl paviršius nuo austenito į martensitą, tūrio išsipučia, tačiau širdis vis dar yra austenito būsenoje, neleidžia paviršiui išsipūsti, todėl kalimo širdis tempiama. įtempis, paviršius gniuždomuoju įtempimu; Tęsiant vėsinimą, paviršiaus temperatūra sumažėja ir nebebrinks, o šerdies tūris dėl virtimo martensitu ir toliau brinks, todėl tam neleis paviršius, todėl širdis patiria gniuždymo įtampą. , o paviršius yra veikiamas tempimo įtempių. Šis įtempis išlieka kaltyje po aušinimo kaip liekamasis įtempis.
Todėl gesinimo aušinimo procese šiluminio įtempio ir fazės pokyčio įtempių pokytis yra priešingas, o galutinis kalimo liekamasis įtempis taip pat yra priešingas. Šiluminio įtempio ir fazės pokyčio įtempių derinys vadinamas gesinimo vidiniu įtempimu. Kai liekamasis vidinis kalimo įtempis viršija plieno takumo ribą, ruošinys sukels plastinę deformaciją, dėl kurios kalimas bus iškraipytas.