不銹鋼鍛件的殘余應(yīng)力場分析
2018-12-25 15:19:42
admin
不銹鋼鍛件是指不銹鋼材料被施加壓力，通過塑性變形塑造要求的形狀或合適的壓縮力的物件。
通過對固溶、淬火以及冷壓縮過程進(jìn)行數(shù)值模擬，得到了整個(gè)熱處理過程的殘余應(yīng)力分布，分別表示了固溶、淬火以及不同程度冷壓縮后的不銹鋼鍛件殘余應(yīng)力分布。
固溶處理后不銹鋼鍛件的殘余應(yīng)力分布所示，觀察可知，固溶處理后不銹鋼鍛件的殘余應(yīng)力基本消除，特別是棱邊的拉應(yīng)力基本消除，可以忽略。
淬火后不銹鋼鍛件殘余應(yīng)力分布所示，不銹鋼鍛件淬火后殘余應(yīng)力發(fā)生了很大變化，這是由于不銹鋼鍛件內(nèi)外溫降速率不同，不銹鋼鍛件中心區(qū)域溫度與表面相差很大，導(dǎo)致不銹鋼鍛件表面產(chǎn)生了較大的拉應(yīng)力。
觀察可知，淬火后不銹鋼鍛件外表面殘留有拉應(yīng)力，長軸向端面的拉應(yīng)力稍小，為左右，而不銹鋼鍛件側(cè)面拉應(yīng)力稍大，比較發(fā)現(xiàn),淬火后不銹鋼鍛件表面殘留有較大的拉應(yīng)力，這會(huì)影響到后續(xù)熱處理過程和不銹鋼鍛件性能。
淬火結(jié)束后對坯料進(jìn)行不同程度的冷壓縮變形處理，通過對冷壓縮過程的數(shù)值模擬，得到了不同冷壓縮量下的不銹鋼鍛件殘余應(yīng)力的分布規(guī)律,可以看出，不銹鋼鍛件冷壓縮后，淬火殘余的拉應(yīng)力基本消除，長軸向端面較小區(qū)域殘留著較大的壓應(yīng)力，其他區(qū)域殘留有非常小的應(yīng)力，這樣的應(yīng)力分布使高強(qiáng)鋁合金的抗應(yīng)力腐蝕性能很強(qiáng)。可以看出，不銹鋼鍛件經(jīng)冷壓縮后，長軸向兩端面和側(cè)面都分布有壓應(yīng)力，各頂點(diǎn)處殘留有非常小的拉應(yīng)力，這樣的應(yīng)力分布可以有效地防止不銹鋼鍛件裂紋的產(chǎn)生，從而便于后續(xù)工藝的進(jìn)行。
冷壓縮量下，不銹鋼鍛件與工模具之間摩擦作用明顯，并考慮上道工序變形鼓肚的影響，使得長軸向端面上壓應(yīng)力減小,拉應(yīng)力增大，同時(shí)在不銹鋼鍛件各頂點(diǎn)及其附近出現(xiàn)較大的拉應(yīng)力，這些拉應(yīng)力較大的區(qū)域在使用過程中更容易出現(xiàn)裂紋。
通過以上分析，將不銹鋼鍛件固溶淬火后的冷壓縮量控制在比較合適，能夠達(dá)到消除淬火不銹鋼鍛件表面的拉應(yīng)力，并使不銹鋼鍛件大部分區(qū)域保留一定的有益壓應(yīng)力，從而能夠有效地抑制后續(xù)處理過程中的裂紋產(chǎn)生。
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