Các yếu tố ảnh hưởng đến ứng suất bên trong của quá trình xử lý nhiệt rèn trục là gì?

Các yếu tố ảnh hưởng đến ứng suất bên trong của quá trình xử lý nhiệt rèn trục là gì?

Xử lý nhiệt rèn trục có thể tạo ra ba loại ứng suất bên trong cơ bản, trong sản xuất thực tế, trụcrènluôn tạo ra hai hoặc ba ứng suất bên trong cơ bản cùng một lúc, do đó ứng suất dư sau khi xử lý nhiệt phôi thực tế là kết quả của sự chồng chất ứng suất bên trong cơ bản. Sự phân bố ứng suất dư sau khi chồng chất rất phức tạp và liên quan chặt chẽ đến các thông số cụ thể của quá trình xử lý nhiệt. Sau đây là phân tích chi tiết về các yếu tố chính ảnh hưởng đến ứng suất bên trong của quá trình xử lý nhiệt rèn trục.

Ứng suất dư trong trường hợp lõi không được dập tắt. Trong trường hợp lõi không được làm nguội, sự phân bố ứng suất bên trong thuộc loại ứng suất nhiệt và ứng suất nén được tạo ra trong lớp được làm nguội bề mặt nên xu hướng vết nứt được làm nguội bề mặt là nhỏ. Tuy nhiên, lúc này, ứng suất kéo được tạo ra trong tim, khi lớp dập tắt rất sâu và tim rất nhỏ thì ứng suất kéo trong tim rất nhỏ và giá trị rất lớn.

Ứng suất dư trong trường hợp dập tắt lõi, khi quá trình rèn trục được dập tắt hoàn toàn, sự phân bố ứng suất dư chủ yếu là kết quả của sự chồng chất của ứng suất nhiệt và ứng suất tổ chức. Khi đường kính của trục rèn nhỏ, sự phân bố ứng suất dư sau khi chồng chất là loại ứng suất tổ chức, cho thấy ứng suất tổ chức là chính. Khi đường kính tăng, ứng suất dư sẽ dần trở thành loại ứng suất nhiệt, điều này chứng tỏ khi đường kính phôi càng tăng thì vai trò của ứng suất nhiệt càng tăng, khi đó xuất hiện đỉnh ứng suất tiếp tuyến và ứng suất dọc trục. Phần giữa của trục rèn từ bề mặt của một khoảng cách nhất định, và thường ứng suất dọc trục lớn hơn ứng suất tiếp tuyến, do đó phôi hình trụ không quá lớn, thường dễ hình thành các vết nứt dọc. Với sự gia tăng hàm lượng carbon trong thép, ảnh hưởng của ứng suất kết cấu được tăng cường, trong khi ảnh hưởng của ứng suất nhiệt bị suy yếu. Việc bổ sung các nguyên tố hợp kim vào thép không chỉ có thể cải thiện độ bền nhiệt độ cao của thép mà còn cải thiện độ ổn định của austenite siêu lạnh và giảm tốc độ làm mát tới hạn của thép.

Ảnh hưởng của nhiệt độ tôi và tốc độ làm mát, tốc độ làm mát càng lớn thì chênh lệch nhiệt độ giữa bên trong và bên ngoài trục rèn càng lớn, ứng suất nhiệt càng tăng. Do ứng suất dư của quá trình rèn dọc trục là sự phân bố loại ứng suất nhiệt nên việc tăng tốc độ làm nguội sẽ làm tăng giá trị ứng suất nén của bề mặt và giá trị ứng suất kéo của lõi. Do đó, tốc độ làm mát phải giảm càng nhiều càng tốt trong điều kiện đáp ứng các yêu cầu về tính chất cơ học.

Dưới ảnh hưởng của lỗ trung tâm, ứng suất xử lý nhiệt của vật rèn trục lớn thường thuộc loại ứng suất nhiệt, nghĩa là bề mặt chịu áp lực và tim bị căng. Khả năng rèn trục lớn của tổ chức tim nói chung là tương đối kém, khuyết tật luyện kim nhiều hơn, để ngăn chặn tim trong quá trình xử lý nhiệt ứng suất kéo dưới tác động của sự mở rộng thêm của khuyết tật, và thậm chí gây ra gãy xương, vì vậy nói chung trục lớn rèn trong quá trình xử lý nhiệt trước khi xử lý lỗ trung tâm, phần khuyết tật được loại bỏ.