थर्मल ताण आणि फेज बदल फोर्जिंगचा ताण

ऊष्मा उपचार विकृती एनीलिंग, सामान्यीकरण, कठोर, टेम्परिंग आणि पृष्ठभाग बदल उष्णता उपचारानंतर होऊ शकते. विकृतीचे मूळ कारण उष्णता उपचारादरम्यान फोर्जिंगमुळे निर्माण होणाऱ्या अंतर्गत ताणामध्ये आहे, म्हणजेच आतील आणि बाहेरील तापमानातील फरक आणि संरचनेतील बदलामुळे, उष्णता उपचारानंतर फोर्जिंग अंतर्गत ताण राहतो.
उष्मा उपचारादरम्यान जेव्हा हा ताण एका क्षणात स्टीलच्या उत्पन्नाच्या बिंदूपेक्षा जास्त होतो, तेव्हा ते फोर्जिंगचे विकृती निर्माण करेल. उष्णता उपचार प्रक्रियेत थर्मल ताण आणि फेज बदल तणाव आहेत, त्यांची कारणे आणि कार्ये भिन्न आहेत.
ताप आणि शीतकरणातील फोर्जिंग्स थर्मल विस्तार आणि शीत आकुंचन घटनेसह, जेव्हा फोर्जिंग पृष्ठभाग आणि हृदय गरम किंवा थंड होण्याचा वेग भिन्न असतो, परिणामी तापमानात फरक असतो, पृष्ठभाग आणि हृदयावरील आवाजाचा विस्तार किंवा आकुंचन समान नसते. , हा तापमान फरक आणि आकारमानातील बदल वेगवेगळ्या अंतर्गत तणावामुळे होतो, ज्याला थर्मल स्ट्रेस म्हणतात.
उष्मा उपचार प्रक्रियेत फोर्जिंग, थर्मल तणावातील बदल प्रामुख्याने प्रकट होतो: जेव्हा फोर्जिंग गरम केले जाते तेव्हा पृष्ठभागाचे तापमान कोरपेक्षा वेगाने वाढते, पृष्ठभागाचे तापमान जास्त असते आणि विस्तारते, कोर तापमान कमी असते आणि विस्तारत नाही. , यावेळी पृष्ठभागावर दाबणारा ताण, कोर तन्य ताण. जेव्हा फोर्जिंग्स डायथर्मिक असतात, तेव्हा कोरचे तापमान वाढते आणि विस्तारते, यावेळी फोर्जिंग्स व्हॉल्यूम विस्तार दर्शवतात; वर्कपीस कूलिंग, पृष्ठभाग कोरपेक्षा जलद थंड होणे, पृष्ठभाग संकुचित होणे, आकुंचन टाळण्यासाठी हृदयाचे उच्च तापमान, पृष्ठभागावरील ताण तणाव, हृदय संकुचित ताण निर्माण करते, जेव्हा विशिष्ट तापमानाला थंड केले जाते तेव्हा पृष्ठभाग थंड होत नाही, आणि सततच्या आकुंचनामुळे उद्भवणारे कोर कूलिंग, पृष्ठभाग संकुचित ताण आहे आणि ताण तणावाचे हृदय आहे, हा ताण थंड झाल्यानंतर फोर्जिंगमध्ये अजूनही अस्तित्वात आहे, ज्याला अवशिष्ट ताण म्हणतात.
फोर्जिंगच्या उष्णतेच्या उपचारादरम्यान, वेगवेगळ्या संरचनांचे वस्तुमान प्रमाण भिन्न असते, म्हणून फोर्जिंगचे वस्तुमान आकारमान बदलणे बंधनकारक असते. कारण फोर्जिंगच्या पृष्ठभागावर आणि हृदयामध्ये तापमानाचा फरक आहे, पृष्ठभाग आणि हृदयाच्या संस्थेचे परिवर्तन वेळेवर होत नाही, त्यामुळे अंतर्गत आणि बाह्य वस्तुमानाच्या खंड बदलांमुळे अंतर्गत ताण निर्माण होईल. संघटनात्मक परिवर्तनाच्या विषमतेमुळे निर्माण होणाऱ्या या अंतर्गत ताणाला फेज ट्रान्झिशन स्ट्रेस म्हणतात.

स्टीलच्या मूलभूत संरचनेचे वस्तुमान ऑस्टेनाइट, परलाइट, सॉर्टेनाइट, ट्रूसाइट, लोअर बेनाइट, टेम्पर्ड मार्टेन्साइट आणि मार्टेन्साइटच्या क्रमाने वाढते. उदाहरणार्थ, फोर्जिंग क्वेंचिंग जलद थंड, त्याच्या बिंदूवर पहिल्या थंडीच्या पृष्ठभागामुळे, त्यामुळे पृष्ठभाग ऑस्टेनाइटपासून मार्टेन्साइटमध्ये, खंड फुगतात, परंतु हृदय अजूनही ऑस्टेनाइट अवस्थेत आहे, पृष्ठभाग फुगणे प्रतिबंधित करते, म्हणून फोर्जिंग हृदय तन्य द्वारे. ताण, संकुचित तणावाने पृष्ठभाग; जेव्हा कूलिंग चालू राहते, तेव्हा पृष्ठभागाचे तापमान कमी होते आणि यापुढे फुगणार नाही, तर मार्टेन्साइटमध्ये रूपांतरित झाल्यामुळे कोर फुगणे सुरूच राहील, त्यामुळे ते पृष्ठभागाद्वारे प्रतिबंधित केले जाईल, त्यामुळे हृदयावर दबाव येतो. , आणि पृष्ठभाग तणावग्रस्त ताणाच्या अधीन आहे. हा ताण थंड झाल्यावर अवशिष्ट ताण म्हणून फोर्जिंगमध्ये राहतो.
म्हणून, क्वेंचिंग कूलिंग प्रक्रियेत, थर्मल स्ट्रेस आणि फेज चेंज स्ट्रेसचा बदल विरुद्ध आहे आणि फोर्जिंगमध्ये अंतिम अवशिष्ट ताण देखील विरुद्ध आहे. थर्मल स्ट्रेस आणि फेज चेंज स्ट्रेसच्या संयोजनाला अंतर्गत ताण शमन म्हणतात. जेव्हा फोर्जिंगमधील अवशिष्ट अंतर्गत ताण स्टीलच्या उत्पन्नाच्या बिंदूपेक्षा जास्त असेल, तेव्हा वर्कपीस प्लास्टिक विकृत करेल, परिणामी फोर्जिंग विकृत होईल.