Quels sont les facteurs qui affectent la contrainte interne du traitement thermique du forgeage des arbres ?

Quels sont les facteurs qui affectent la contrainte interne du traitement thermique du forgeage des arbres ?

Le traitement thermique de forgeage d'arbre peut produire trois types fondamentaux de contraintes internes. Dans la production réelle, l'arbreforgerproduisent toujours deux ou trois contraintes internes de base en même temps, de sorte que la contrainte résiduelle après le traitement thermique réel de la pièce est le résultat de plusieurs superpositions de contraintes internes de base. La répartition des contraintes résiduelles après superposition est très compliquée et étroitement liée aux paramètres spécifiques du processus de traitement thermique. Ce qui suit est une analyse détaillée des principaux facteurs affectant la contrainte interne du traitement thermique du forgeage des arbres.

Contrainte résiduelle dans le cas d'un noyau non trempé. Dans le cas d'un noyau non trempé, la répartition des contraintes internes est de type contrainte thermique et une contrainte de compression est générée dans la couche trempée en surface, de sorte que la tendance à la fissuration trempée en surface est faible. Cependant, à ce moment-là, la contrainte de traction est générée dans le cœur, et lorsque la couche de trempe est très profonde et que le cœur est très petit, la contrainte de traction dans le cœur est très faible et sa valeur est très grande.

La contrainte résiduelle dans le cas de la trempe du noyau, lorsque le fût forgé est complètement trempé, la répartition des contraintes résiduelles est principalement le résultat de la superposition des contraintes thermiques et des contraintes organisationnelles. Lorsque le diamètre du forgeage de l'arbre est petit, la répartition des contraintes résiduelles après superposition est le type de contrainte organisationnelle, indiquant que la contrainte organisationnelle est la principale. Lorsque le diamètre augmente, la contrainte résiduelle deviendra progressivement le type de contrainte thermique, ce qui montre qu'avec l'augmentation du diamètre de la pièce, le rôle de la contrainte thermique augmente, puis le pic de contrainte tangentielle et de contrainte axiale apparaît dans le partie médiane de l'arbre forgée à partir de la surface d'une certaine distance, et souvent la contrainte axiale est supérieure à la contrainte tangentielle, donc trempe de la pièce cylindrique pas trop grande, souvent facile à former des fissures longitudinales. Avec l’augmentation de la teneur en carbone de l’acier, l’effet des contraintes structurelles est renforcé, tandis que l’effet des contraintes thermiques est affaibli. L'ajout d'éléments d'alliage dans l'acier peut non seulement améliorer la résistance à haute température de l'acier, mais également améliorer la stabilité de l'austénite surfondue et réduire la vitesse de refroidissement critique de l'acier.

L'influence de la température de trempe et de la vitesse de refroidissement, plus la vitesse de refroidissement est élevée, plus la différence de température entre l'intérieur et l'extérieur de l'arbre forgé est grande, l'augmentation de la contrainte thermique. Étant donné que la contrainte résiduelle du forgeage axial est une distribution de type contrainte thermique, l'augmentation de la vitesse de refroidissement augmentera la valeur de contrainte de compression de la surface et la valeur de contrainte de traction du noyau. Par conséquent, la vitesse de refroidissement doit être réduite autant que possible à condition de répondre aux exigences de propriétés mécaniques.

Sous l'influence du trou central, la contrainte de traitement thermique des pièces forgées de grande taille est généralement du type de contrainte thermique, c'est-à-dire que la surface est sous pression et le cœur est tendu. Les pièces forgées de grande taille de l'organisation cardiaque sont généralement relativement pauvres, les défauts métallurgiques sont plus nombreux, afin d'éviter que le cœur ne subisse une contrainte de traction lors du traitement thermique sous l'action de l'expansion ultérieure du défaut, et même provoque une fracture, donc généralement une grande tige pièces forgées dans le traitement thermique avant le traitement du trou central, la partie du défaut enlevée.