تنش حرارتی و تنش تغییر فاز آهنگری

اعوجاج عملیات حرارتی ممکن است پس از عملیات حرارتی بازپخت، نرمال شدن، سخت شدن، تمپر کردن و اصلاح سطح رخ دهد. علت اصلی اعوجاج در تنش داخلی تولید شده توسط آهنگری در طی عملیات حرارتی نهفته است، یعنی به دلیل تفاوت در اختلاف دما بین داخل و خارج و تغییر ساختار، آهنگری پس از عملیات حرارتی تنش داخلی باقی می ماند.
هنگامی که این تنش در یک لحظه در طول عملیات حرارتی از نقطه تسلیم فولاد فراتر رود، باعث اعوجاج آهنگری می شود. تنش حرارتی و تنش تغییر فاز در فرآیند عملیات حرارتی وجود دارد که علل و عملکرد آنها متفاوت است.
آهنگری در گرمایش و سرمایش همراه با پدیده انبساط حرارتی و انقباض سرد، زمانی که سطح آهنگری و قلب در اثر گرما یا سرمایش سرعت متفاوت است و در نتیجه اختلاف دما، انبساط یا انقباض حجمی در سطح و قلب یکسان نیست. ، این اختلاف دما و تغییر حجم ناشی از تنش های داخلی متفاوت است که به آن تنش حرارتی می گویند.
آهنگری در فرآیند عملیات حرارتی، تغییر تنش حرارتی عمدتاً به این صورت ظاهر می شود: هنگامی که آهنگرها گرم می شوند، دمای سطح سریعتر از هسته افزایش می یابد، دمای سطح بالا است و منبسط می شود، دمای هسته پایین است و منبسط نمی شود. در این زمان تنش فشاری سطح، تنش کششی هسته. هنگامی که فورجینگ ها دوترمیک هستند، دمای هسته افزایش می یابد و منبسط می شود، در این زمان آهنگری ها انبساط حجمی را نشان می دهند. خنک شدن قطعه کار، خنک شدن سطح سریعتر از هسته، انقباض سطح، دمای بالای قلب برای جلوگیری از انقباض، تنش کششی روی سطح، قلب تنش فشاری ایجاد می کند، هنگامی که تا دمای معین خنک شود، سطح سرد شده دیگر منقبض نمی شود. و سرد شدن هسته به دلیل ادامه انقباض رخ می دهد، سطح تنش فشاری است و قلب تنش کششی، این تنش هنوز در آهنگری پس از سرد شدن وجود دارد که به آن تنش پسماند می گویند.
در طول عملیات حرارتی آهنگری، حجم جرمی ساختارهای مختلف متفاوت است، بنابراین حجم جرمی آهنگری ها تغییر می کند. از آنجایی که بین سطح و قلب آهنگری اختلاف دما وجود دارد، دگرگونی سطح و قلب سازمان به موقع نیست، بنابراین تغییرات حجم جرم داخلی و خارجی باعث ایجاد تنش داخلی می شود. این استرس درونی ناشی از ناهمگونی تحول سازمانی را استرس انتقال فاز می نامند.

حجم جرمی ساختار پایه فولاد به ترتیب آستنیت، پرلیت، سورتنیت، تروزیت، بینیت پایین، مارتنزیت تمپر شده و مارتنزیت افزایش می‌یابد. به عنوان مثال، آهنگری فرونشاندن خنک کننده سریع، با توجه به سطح اول سرد به نقطه خود، به طوری که سطح از آستنیت به مارتنزیت، تورم حجم، اما قلب هنوز در حالت آستنیت، جلوگیری از تورم سطح، به طوری که قلب آهنگری توسط کشش. تنش، سطح توسط تنش فشاری. هنگامی که خنک سازی ادامه پیدا می کند، دمای سطح کاهش می یابد و دیگر متورم نمی شود، در حالی که هسته به دلیل تبدیل به مارتنزیت، حجم به تورم ادامه می دهد، بنابراین توسط سطح جلوگیری می شود، بنابراین قلب تحت فشار فشاری قرار می گیرد. ، و سطح تحت تنش کششی قرار می گیرد. این تنش پس از سرد شدن به عنوان تنش پسماند در آهنگری باقی می ماند.
بنابراین، در فرآیند خنک سازی کوئنچ، تغییر تنش حرارتی و تنش تغییر فاز برعکس است و تنش پسماند نهایی در آهنگری نیز برعکس است. ترکیب تنش حرارتی و تنش تغییر فاز را تنش درونی فرونشاندن می نامند. هنگامی که تنش داخلی باقیمانده در آهنگری از نقطه تسلیم فولاد فراتر رود، قطعه کار تغییر شکل پلاستیکی ایجاد می‌کند که منجر به اعوجاج آهنگری می‌شود.