Причины термической деформации и методы управления

 

Дата выпуска：[2024/1/25]
 

Температура является ключевым фактором деформации
Технология термообработки, применяемая в промышленности, имеет множество форм, но ее основной процесс - это процесс термообработки, состоящий из трех этапов нагрева, изоляции и охлаждения. Весь процесс можно описать несколькими параметрами, такими как скорость нагрева, температура нагрева, время изоляции, скорость охлаждения и цикл термообработки.
В процессе термообработки используются различные нагревательные печи и в этих печах осуществляется термическая обработка металлов, например отжиг, закалка, отжиг при базовой термообработке, цементация при химической термообработке, азотирование, алюминирование, совместное просачивание многокомпонентных композиционных материалов в газовой фазе, хромирование или дегидрирование и т.д.
Таким образом, измерение температуры в нагревательной печи стало важным измерением технологических параметров в процессе термообработки. Температура является очень важным элементом в каждой технологической спецификации термообработки. Если измерение температуры является неточным, невозможно правильно выполнить технологическую спецификацию термообработки, что приводит к снижению качества продукции или даже к ее утилизации. Измерение и контроль температуры имеют решающее значение для процесса термообработки и являются ключевыми факторами, влияющими на деформацию.
После снижения технологической температуры потеря высокотемпературной прочности детали относительно снижается, а пластическое сопротивление усиливается. Таким образом, общая способность изделия противостоять деформации напряжения, закалочной деформации и высокотемпературной ползучести увеличивается, а деформация уменьшается.
После снижения технологической температуры температурный диапазон нагревательных и охлаждающих деталей уменьшается, что приводит к снижению температурной непоследовательности отдельных деталей. В результате тепловое напряжение и напряжение ткани относительно уменьшаются, что приводит к уменьшению деформации;
Если температура процесса снижается, время термообработки сокращается, время высокотемпературной ползучести детали уменьшается, а деформация уменьшается.
Другие факторы, влияющие на деформацию, и меры по уменьшению деформации
1. Подготовка к термической обработке
Чрезмерная твердость положительного огня, смешанные кристаллы, большое количество мартенсита или ткани Вайнштейна увеличивают деформацию внутреннего отверстия, поэтому поковка должна быть терморегулирована положительным огнем или изотермическим отжигом. Положительный огонь, отжиг и регулировка металла оказывают определенное влияние на окончательную деформацию металла, что напрямую влияет на изменения микроструктуры металла. Практика показывает, что изотермическая (иерархическая) закалка в процессе положительного огня может эффективно уравновесить металлическую ткань и уменьшить деформацию.
Использование рациональных методов охлаждения
Процесс охлаждения после закалки металла также является важной причиной деформации. В случае закалки деформация при закалке горячего масла меньше, чем при закалке холодного масла, и обычно контролируется при температуре 100 ± 20°C. Охлаждающая способность масла также имеет решающее значение для деформации. Способ перемешивания и скорость закалки влияют на деформацию.
Чем быстрее охлаждается термообработка металла, тем более неравномерно охлаждается, тем больше генерируется напряжение, тем больше деформация формы. Обеспечивая требования к твердости формы, можно использовать как можно больше предварительного охлаждения; Использование ступенчатого охлаждения и закалки может значительно снизить тепловое и структурное напряжение, возникающее при закалке металла, и является эффективным способом уменьшения деформации некоторых сложных форм изделий; Для некоторых особенно сложных или требовательных деталей изотермическая (или иерархическая) закалка может значительно уменьшить деформацию.
3. Компоненты имеют рациональную конструкцию
В процессе охлаждения после термообработки металла тонкие детали всегда охлаждаются быстрее, а толстые детали охлаждаются медленнее. Для удовлетворения фактических производственных потребностей необходимо свести к минимуму разницу в толщине деталей и уравновесить поперечное сечение деталей, чтобы уменьшить склонность к деформации и растрескиванию, вызванную концентрацией напряжений в переходной зоне; По мере возможности детали должны сохранять симметрию своей конструкции, состава материала и микроструктуры, чтобы уменьшить деформацию, вызванную неравномерным охлаждением; Изделия должны по возможности избегать резких краев, канавок и т. Д. На стыке толщины изделия и ступеней должен происходить круглый переход; Сведение к минимуму асимметрии верхних отверстий и желобчатых конструкций изделий; Метод резервирования объема обработки используется для деталей с неравномерной толщиной.
4. Применение разумных методов зажима и приспособлений
Его цель - равномерно нагревать и охлаждать детали, уменьшать неравномерное тепловое и тканевое напряжение, уменьшать деформацию.
Метод зажима может быть изменен, так что дисковые детали перпендикулярны масляной поверхности, а осевые детали устанавливаются вертикально. Можно использовать компенсационные прокладки, опорные прокладки, наплавные прокладки и т. Д. Для запирающих деталей может использоваться ось цементирующего сердечника.
5. Механическая обработка
Когда термообработка является последним этапом обработки изделия, допустимое значение термообработки деформации должно соответствовать размеру изделия, указанному на чертеже, а переменная деформации должна быть определена в соответствии с предыдущим размером обработки. Поэтому в соответствии с режимом деформации изделия перед термообработкой должна быть проведена предварительная коррекция размера, чтобы обеспечить термообработку деформации в пределах допустимого диапазона. Когда термическая обработка является промежуточным процессом, остаточный объем обработки до термообработки следует рассматривать как сумму остатка обработки и деформации термообработки. Как правило, запас обработки легко определить, а термическая обработка более сложна из - за множества влияющих факторов. Таким образом, имеется достаточный запас обработки для обработки, а остальная часть может использоваться в качестве допустимой переменной деформации для термообработки. После термообработки и дальнейшей обработки, в соответствии с законом деформации заготовки, отверстие для предотвращения деформации и предварительного расширения открывается на сужающемся конце, чтобы улучшить квалифицированную скорость деформации после закалки.
6. Использование соответствующих сред
При условии, что требования к твердости одинаковы, следует по возможности использовать масляную среду. Эксперименты и практика показали, что при отсутствии других условий маслянистая среда охлаждается медленнее, а среда на водной основе относительно быстро. Кроме того, изменение температуры воды оказывает большее влияние на характеристики охлаждения среды на водной основе, чем среда на нефтяной основе. При тех же условиях термообработки деформация среды на основе масла после закалки относительно мала и стабильна по сравнению с средой на водной основе.
Выводы
Термическая обработка может улучшить механические свойства деталей, повысить их прочность и твердость, удовлетворить различные требования к производительности, но вызываемая этим деформация неизбежна. При выборе конкретного метода предотвращения деформации при термической обработке должны быть разработаны конкретные методы с учетом конкретных обстоятельств. Многие методы основаны на практике и требуют повторных экспериментов, чтобы исследовать модели.