不銹鋼鍛件的殘余應力場分析
2018-12-25 15:19:42
admin
不銹鋼鍛件是指不銹鋼材料被施加壓力，通過塑性變形塑造要求的形狀或合適的壓縮力的物件。
通過對固溶、淬火以及冷壓縮過程進行數值模擬，得到了整個熱處理過程的殘余應力分布，分別表示了固溶、淬火以及不同程度冷壓縮后的不銹鋼鍛件殘余應力分布。
固溶處理后不銹鋼鍛件的殘余應力分布所示，觀察可知，固溶處理后不銹鋼鍛件的殘余應力基本消除，特別是棱邊的拉應力基本消除，可以忽略。
淬火后不銹鋼鍛件殘余應力分布所示，不銹鋼鍛件淬火后殘余應力發生了很大變化，這是由于不銹鋼鍛件內外溫降速率不同，不銹鋼鍛件中心區域溫度與表面相差很大，導致不銹鋼鍛件表面產生了較大的拉應力。
觀察可知，淬火后不銹鋼鍛件外表面殘留有拉應力，長軸向端面的拉應力稍小，為左右，而不銹鋼鍛件側面拉應力稍大，比較發現,淬火后不銹鋼鍛件表面殘留有較大的拉應力，這會影響到后續熱處理過程和不銹鋼鍛件性能。
淬火結束后對坯料進行不同程度的冷壓縮變形處理，通過對冷壓縮過程的數值模擬，得到了不同冷壓縮量下的不銹鋼鍛件殘余應力的分布規律,可以看出，不銹鋼鍛件冷壓縮后，淬火殘余的拉應力基本消除，長軸向端面較小區域殘留著較大的壓應力，其他區域殘留有非常小的應力，這樣的應力分布使高強鋁合金的抗應力腐蝕性能很強。可以看出，不銹鋼鍛件經冷壓縮后，長軸向兩端面和側面都分布有壓應力，各頂點處殘留有非常小的拉應力，這樣的應力分布可以有效地防止不銹鋼鍛件裂紋的產生，從而便于后續工藝的進行。
冷壓縮量下，不銹鋼鍛件與工模具之間摩擦作用明顯，并考慮上道工序變形鼓肚的影響，使得長軸向端面上壓應力減小,拉應力增大，同時在不銹鋼鍛件各頂點及其附近出現較大的拉應力，這些拉應力較大的區域在使用過程中更容易出現裂紋。
通過以上分析，將不銹鋼鍛件固溶淬火后的冷壓縮量控制在比較合適，能夠達到消除淬火不銹鋼鍛件表面的拉應力，并使不銹鋼鍛件大部分區域保留一定的有益壓應力，從而能夠有效地抑制后續處理過程中的裂紋產生。
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