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環形鍛件殘余應力消除之道:保障質量與穩定性
來源:http://m.yzhdz.cn/news1053594.html發布時間:2024/12/18 15:37:00
環形鍛件在鍛造過程中,由于不均勻的塑性變形等因素,往往會殘留內應力,若不加以有效消除,在后續使用或加工過程中非常出現變形甚至開裂現象,嚴重影響其質量與性能。
熱處理是消除環形鍛件殘余應力的常用且非常有效的方法之一。例如去應力退火,將環形鍛件緩慢加熱到適當溫度,一般在 500℃ - 650℃之間,依據鍛件的材質和尺寸而定。在此溫度下保溫一段時間,使原子能夠有足夠的能量進行擴散,從而松弛內部的殘余應力。保溫時間通常根據鍛件的厚度或直徑來確定,每 25 毫米厚度保溫 1 - 2 小時左右。然后緩慢冷卻,避免因冷卻速度過快重新產生應力。通過這種方式,可以有效降低殘余應力水平,通常能消除 50% - 80% 的殘余應力。
振動時效處理也是一種重要手段。通過在環形鍛件上安裝激振器,使其產生共振。在共振狀態下,鍛件內部的微觀結構發生變化,位錯等晶體缺陷運動并重新排列,從而使殘余應力得到釋放和均化。這種方法操作相對簡便,無需大型加熱設備,節能。對于一些形狀復雜或不宜進行高溫熱處理的環形鍛件尤為適用。一般振動時效處理時間在 20 - 60 分鐘不等,可根據鍛件的具體情況調整振動頻率、振幅等參數以達到非常好效果。
此外,機械加工方法也能在一定程度上消除殘余應力。例如對環形鍛件進行表面磨削、車削等加工時,去除一定厚度的表層金屬,由于表層金屬往往是殘余應力較為集中的區域,去除后可改善整體的應力分布狀態。但這種方法只能消除部分表層殘余應力,對于內部深處的應力作用有限。
在環形鍛件的生產過程中,通常會綜合運用上述幾種方法。在鍛造完成后先-進行初步的熱處理去應力,然后在機加工前后可結合振動時效處理,進一步優化殘余應力狀態。通過這些多步驟、多方法的協同作用,能夠很大程度地消除環形鍛件的殘余應力,確保其在后續的長期使用過程中保持穩定的形狀和良好的性能,滿足航空航天、機械制造等眾多領域對環形鍛件高質量、高可靠性的嚴格要求。
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