關于鍛件在冷卻過程中的內應力

       坯料在加過程中會產生內應力,同樣,鍛件在冷卻過程中也會引起內應力。由于鍛件冷卻后期溫度較低而呈彈性狀態,因此冷卻內應力的危險性比加熱內應力更大。內應力有溫度,組織應力和鍛造變形不均勻引起的殘余應力。

       鍛件在冷卻過程中的內應力有以下幾點。

       溫度應力:鍛件在冷卻初期,表層冷卻塊,體積收縮較大,心部冷卻慢,體積收縮較小。由于表層的收縮受到心部的阻礙,結果在表層產生拉應力,心部為壓應力。到了冷卻后期,鍛件表面溫度已近室溫,基本上不再收縮,這時表層反而阻礙心部繼續收縮,導致溫度應力符號發生改變。

       若鍛件材料為抗力大,塑性低的硬鋼,在冷卻初期表層產生的拉應力不能得到松弛,就是在冷卻后期,盡管心部體積收縮對表層產生附加壓應力,也只能使表層初期產生的拉應力有所降低,而不會使溫度應力符號發生改變,表層仍為拉應力,心部仍為壓應力。

鍛件

       組織應力:鍛件在冷卻過程中若有相變發生,由于相變前后組織的比容不同,而且轉變是在一定溫度范圍內完成,故在相與相之間產生組織應力。當鍛件表里不一致時,這種組織應力更為明顯。

       冷卻時產生的組織應力也和加熱時產生的組織應力一樣是三向應力,且其中切向應力最大,這是引起表面縱向裂紋的主要原因。

       殘余應力:鍛件在鍛壓成形過程中,由于變形不均所引起的附加應力,如未能及時再結晶軟化將其消除,鍛后便成為殘余應力保留下來。殘余應力在鍛件內部的分布,根據變形不均的情況而不同,可能是表層為拉應力而心部為壓應力,或者與此相反。

       綜上所述,鍛件在冷卻過程中,存在上述三種內應力,總的內應力為三者疊加。當疊加的應力值超過材料的強度極限時,便會在鍛件相應部位引起裂紋,冷卻裂紋常常是在溫度較低時和塑性較差的材料中發生。如果疊加的內應力沒有造成破壞,冷卻終了便會以殘余應力形式保留下來,給后續熱處理增加不利因素。

       自由鍛造是利用沖擊力式壓力,使加熱的金屬坯料在上、下砧塊之間產生塑性變形,以獲得所需鍛件的加工方法。

鍛件

       由于金屬坯料在砧塊平面之間能夠自由流動,故稱為自由鍛造。自由鍛造分手工自由鍛造和機器自由鍛造兩種。手工自由鍛造只能生產小型鍛件,效率低。

       機器自由鍛造能生產各種大小的鍛件,效率較高,是目前工廠普遍采用的自由鍛造方法。自由鍛使用通用工具和設備,可鍛造各種質量的鍛件,小到不足1kg,大到幾百噸。由于自由鍛是局部變形,變形抗力小,特別適用于生產大型鍛件。

       但自由鍛鍛件尺寸精度低,形狀簡單,生產效率低,故只適用于單件小批量生產。自由鍛造工序可分為基本工序、輔助工序及精整工序?;竟ば蚴鞘菇饘儆诋a生一定程度的塑性變形,以達到所需形狀和尺寸的工藝過程,如鐓粗、拔長、沖孔、彎曲和扭轉等。

       輔助工序是在基本工序前進行的預先變形工序,如壓鉗口、切肩等。精整工序是用以減少鍛件表面缺陷而進行的工序。



我們只鍛造好產品 鍛造加工www.freshsqueezedstamps.com

山西永鑫生鍛造廠

文章原創如需轉載請注明永鑫生鍛造廠提供!