鍛造品の熱応力と相変化応力

焼鈍、焼きならし、焼入れ、焼き戻し、表面改質熱処理後に熱処理歪みが発生する場合があります。歪みの根本的な原因は鍛造による熱処理時の内部応力、つまり内外の温度差と組織変態により、熱処理後の鍛造品は内部応力のままです。
この応力が熱処理中に一瞬で鋼の降伏点を超えると鍛造歪みの原因となります。熱処理の過程で熱応力と相変化応力があり、その原因と機能は異なります。
熱膨張と冷間収縮現象を伴う加熱と冷却の鍛造品、加熱または冷却速度による鍛造表面と心臓の温度差が生じる場合、表面と心臓の体積膨張または収縮は同じではありません、この温度差と体積変化は、熱応力と呼ばれる異なる内部応力によって引き起こされます。
熱処理中の鍛造品、熱応力の変化は主に次のように現れます。鍛造品が加熱されると、表面温度がコアよりも速く上昇し、表面温度が高くて膨張し、コア温度が低くて膨張しません、このとき、表面の圧縮応力、コアの引張応力。鍛造品が熱膨張すると、コア温度が上昇して膨張します。このとき、鍛造品は体積膨張を示します。ワークピースの冷却、表面の冷却がコアよりも速く、表面の収縮、収縮を防ぐための心臓の高温、表面の引張応力、心臓が圧縮応力を生成し、特定の温度に冷却されると、表面が冷えて収縮しなくなり、そして、継続的な収縮により発生するコアの冷却、表面は圧縮応力、心臓部は引張応力です。この応力は、冷却後の鍛造品にまだ存在し、残留応力と呼ばれます。
鍛造品の熱処理中、異なる構造の質量体積は異なるため、鍛造品の質量体積は変化するはずです。鍛造の表面と中心部との間に温度差があるため、表面と組織の変化の中心部はタイムリーではなく、内部および外部の質量体積の変化により内部応力が発生します。この組織変革の異質性に起因する内部ストレスを相転移ストレスと呼んでいます。

鋼の基本組織の質量体積は、オーステナイト、パーライト、ソルテナイト、トルーサイト、下部ベイナイト、焼戻しマルテンサイト、マルテンサイトの順に増加します。たとえば、鍛造品の急冷急冷は、表面が最初に冷たいため、表面がオーステナイトからマルテンサイトになり、体積が膨張しますが、心臓はまだオーステナイト状態にあり、表面の膨張を防ぐため、鍛造の心臓は引っ張られます応力、圧縮応力による表面。冷却が続くと、表面温度が下がって膨張しなくなりますが、コアはマルテンサイトへの変態により体積が膨張し続けるため、表面で妨げられるため、心臓は圧縮応力を受けます。 、および表面は引張応力を受けます。この応力は、冷却後に鍛造品に残留応力として残ります。
したがって、焼入れ冷却プロセスでは、熱応力と相変化応力の変化が反対になり、鍛造品の最終的な残留応力も反対になります。熱応力と相変化応力の組み合わせは、クエンチング内部応力と呼ばれます。鍛造品の残留内部応力が鋼の降伏点を超えると、ワークピースが塑性変形を起こし、鍛造品が歪みます。