Stresul rezidual înturnate metaliceeste o problemă semnificativă care poate afecta performanța și longevitatea componentelor metalice. Prevederea și gestionarea acestor tensiuni este crucială pentru asigurarea calității și durabilității produsului final.
Predicția tensiunii reziduale în piese turnate
Tensiunea reziduală în piese turnate poate fi prezisă folosind metode de calcul, cum ar fi analiza cu elemente finite (FEA). Aceste simulări iau în considerare procesele termice și mecanice din timpul turnării, inclusiv solidificarea și răcirea.
Reducerea formării stresului rezidual
Pentru a reduce formarea tensiunilor reziduale în piese turnate, pot fi utilizate mai multe abordări. Răcirea controlată este o metodă, în care turnarea este răcită la o viteză uniformă pentru a preveni contracția diferențială. Optimizarea designului de turnare pentru a evita colțurile ascuțite și secțiunile groase poate ajuta, de asemenea, deoarece aceste zone sunt predispuse la concentrații mai mari de tensiuni. În plus, modificarea compoziției aliajului pentru a obține o solidificare mai uniformă poate reduce stresul.
Detectarea stresului rezidual
Detectarea tensiunii reziduale în piese turnate poate fi realizată prin diferite metode de testare nedistructivă. Difracția cu raze X (XRD) este o tehnică comună care măsoară distanța dintre planurile cristaline din material pentru a determina starea de stres. Testarea cu ultrasunete poate fi, de asemenea, utilizată pentru a detecta modificări ale proprietăților materialelor care indică stresul. Extensometrele pot fi aplicate pentru a măsura direct tensiunile de suprafață.
Reducerea tensiunii în piese turnate din fontă
Pentru a elimina stresul rezidual înfontă, recoacerea este o metodă utilizată pe scară largă. Aceasta implică încălzirea turnării la o temperatură sub punctul său de topire, menținerea acesteia la acea temperatură pentru a permite relaxarea stresului și apoi răcirea lent. Acest proces permite eliberarea tensiunilor interne fără a modifica semnificativ proprietățile materialului.
Reducerea tensiunii în piese turnate din oțel
Pentrupiese turnate din oțel, recoacerea pentru ameliorarea stresului este de asemenea eficientă. Procesul este similar cu cel pentru fontă, dar temperaturile implicate sunt în general mai ridicate datorită proprietăților termice diferite ale oțelului. Încălzirea și răcirea controlate sunt esențiale pentru a preveni introducerea de noi solicitări în timpul procesului.
Reducerea tensiunii în piese turnate din aliaje neferoase
Aliajele neferoase, cum ar fi aliajele de aluminiu și de cupru, necesită, de asemenea, reducerea tensiunilor pentru a le îmbunătăți performanța. Aceste materiale sunt de obicei eliberate de stres prin metode termice similare cu metalele feroase, dar adesea la temperaturi mai scăzute. În plus, unele aliaje neferoase pot beneficia de tehnici de reducere a tensiunilor mecanice, cum ar fi reducerea tensiunilor vibraționale, care utilizează vibrații mecanice pentru a redistribui și a atenua solicitările interne.
Ora postării: 22-11-2024