Contrainte thermique et contrainte de changement de phase des pièces forgées

Une distorsion de traitement thermique peut se produire après un traitement thermique de recuit, de normalisation, de durcissement, de revenu et de modification de surface. La cause première de la distorsion réside dans la contrainte interne produite par le forgeage lors du traitement thermique, c'est-à-dire qu'en raison de la différence de différence de température entre l'intérieur et l'extérieur et de la transformation de la structure, le forgeage après le traitement thermique reste une contrainte interne.
Lorsque cette contrainte dépasse la limite d'élasticité de l'acier en un instant pendant le traitement thermique, cela provoquera une distorsion du forgeage. Il existe des contraintes thermiques et des contraintes de changement de phase dans le processus de traitement thermique, leurs causes et leurs fonctions sont différentes.
Forgeages en chauffage et refroidissement accompagnés d'un phénomène de dilatation thermique et de contraction à froid, lorsque la surface de forgeage et le cœur en raison de la vitesse de chauffage ou de refroidissement sont différents, entraînant une différence de température, l'expansion ou la contraction du volume à la surface et le cœur n'est pas le même , cette différence de température et ce changement de volume provoqués par les différentes contraintes internes, appelées contraintes thermiques.
Pièces forgées en cours de traitement thermique, le changement de contrainte thermique se manifeste principalement par: lorsque les pièces forgées sont chauffées, la température de surface augmente plus rapidement que le noyau, la température de surface est élevée et se dilate, la température du noyau est basse et ne se dilate pas , à ce moment la contrainte de compression de surface, la contrainte de traction de l'âme. Lorsque les pièces forgées sont dithermiques, la température à cœur augmente et se dilate, à ce moment, les pièces forgées montrent une expansion de volume ; Refroidissement de la pièce, la surface refroidissant plus rapidement que le noyau, retrait de surface, température élevée du cœur pour éviter le retrait, contrainte de traction sur la surface, le cœur produit une contrainte de compression, lorsqu'il est refroidi à une certaine température, la surface refroidie ne se contracte plus, et le refroidissement du noyau se produit en raison de la contraction continue, la surface est une contrainte de compression et le cœur de la contrainte de traction. Cette contrainte existe toujours dans le forgeage après refroidissement, appelée contrainte résiduelle.
Lors du traitement thermique des pièces forgées, le volume massique des différentes structures est différent, de sorte que le volume massique des pièces forgées est amené à changer. Parce qu'il y a une différence de température entre la surface et le cœur de la pièce forgée, la transformation de la surface et du cœur de l'organisation n'est pas opportune, de sorte que les changements de volume de masse internes et externes produiront des contraintes internes. Ce stress interne causé par l'hétérogénéité de la transformation organisationnelle est appelé stress de transition de phase.

Le volume massique de la structure de base de l'acier augmente dans l'ordre de l'austénite, de la perlite, de la sorténite, de la troosite, de la bainite inférieure, de la martensite revenue et de la martensite. Par exemple, les pièces forgées trempent le refroidissement rapide, en raison de la surface du premier froid à son point, donc la surface de l'austénite à la martensite, le volume gonfle, mais le cœur est toujours à l'état austénite, empêche le gonflement de la surface, donc le cœur de forgeage par traction contrainte, surface par contrainte de compression ; Lorsque le refroidissement se poursuit, la température de surface est réduite et ne va plus gonfler, tandis que le noyau du fait de la transformation en martensite, le volume va continuer à gonfler, il sera donc empêché par la surface, donc le coeur est soumis à une contrainte de compression , et la surface est soumise à une contrainte de traction. Cette contrainte reste dans le forgeage après refroidissement en tant que contrainte résiduelle.
Par conséquent, dans le processus de refroidissement par trempe, le changement de contrainte thermique et de contrainte de changement de phase est opposé, et la contrainte résiduelle finale dans le forgeage est également opposée. La combinaison de la contrainte thermique et de la contrainte de changement de phase est appelée contrainte interne d'extinction. Lorsque la contrainte interne résiduelle dans le forgeage dépasse la limite d'élasticité de l'acier, la pièce produit une déformation plastique, entraînant une distorsion du forgeage.