Как да намалим остатъчния стрес в никелови сплави?

Ей там! Като доставчик на никелови сплави видях от първа ръка как остатъчният стрес може да бъде истинска болка във врата за хора, работещи с тези материали. Остатъчният стрес в никелови сплави може да доведе до всякакви проблеми, като изкривяване, напукване и намален живот на умора. Но не се притеснявайте, тук съм, за да споделя някои съвети как да намаля този досаден остатъчен стрес.

Какво причинява остатъчен стрес при никелови сплави?

Преди да се потопим в решенията, нека бързо да поговорим за това, което причинява остатъчен стрес на първо място. Когато никеловите сплави се обработват, независимо дали става въпрос за леене, коване, заваряване или обработка, те преминават през куп механични и топлинни промени. Тези промени могат да създадат вътрешни напрежения, които се заключват в материала.

Например, по време на заваряване, бързото отопление и охлаждане може да доведе до разширяване на различните части от материала и договор с различни цени. Това неравномерно разширяване и свиване води до остатъчен стрес. По подобен начин обработката може да въведе напрежение поради режещите сили и топлината, генерирана по време на процеса.

Топлинна обработка

Един от най -ефективните начини за намаляване на остатъчния стрес при никелови сплави е чрез топлинна обработка. Топлинната обработка включва нагряване на материала до определена температура и след това да го охлажда с контролирана скорост.

Отгряване

Отгряването е често срещан процес на обработка на топлината за намаляване на остатъчния стрес. При отгряването никеловият сплав се нагрява до температура над температурата на прекристализация и се държи там за определен период от време. Това позволява на материала да се отпусне и вътрешните напрежения да се облекчат. След това бавно се охлажда.

Например, ако работите сНикел сплав 200, Прост процес на отгряване може да направи чудеса. Загрявате го до около 700 - 870 ° C (1292 - 1598 ° F) и го държите там за около час на инч дебелина. След това можете да го охладите със скорост около 28 ° C (50 ° F) на час, докато достигне около 427 ° C (800 ° F) и след това да го оставите да измори.

Отгряване на облекчаване на стреса

Отгряването на облекчаване на стреса е малко по -различно. Прави се при по -ниска температура в сравнение с пълното отгряване. Целта тук е да се намали остатъчният стрес, без да се променя значително микроструктурата на материала. За никелови сплави, отгряването на облекчаване на напрежението обикновено се извършва при температури между 593 - 677 ° C (1100 - 1250 ° F). Задържате материала при тази температура за няколко часа и след това го охлаждате бавно.

Техники за обработка

Начинът, по който обработвате никелови сплави, също може да окаже голямо влияние върху остатъчния стрес. Ето няколко съвета, които трябва да имате предвид:

Използвайте остри инструменти

Тъпите инструменти за рязане могат да генерират много топлина и да увеличат силите за рязане, което от своя страна може да доведе до по -голям остатъчен стрес. Уверете се, че използвате остри инструменти с правилната геометрия за работата. Например, използването на инструмент с положителен ъгъл на рейка може да намали силите за рязане и да сведе до минимум стреса.

Параметри за рязане на контрол

Скоростта на рязане, скоростта на подаване и дълбочината на рязане всички играят роля в остатъчния стрес. Като цяло, по -ниските скорости на рязане и скоростта на подаване могат да помогнат за намаляване на стреса. Не искате да бързате с процеса на обработка и в крайна сметка създавате повече проблеми. Експериментирайте с различни параметри, за да намерите сладкото място за вашата специфична никелова сплав.

Охлаждаща течност и смазване

Използването на добра охлаждаща течност или смазка по време на обработка е от решаващо значение. Той помага да се намали топлината, генерирана по време на процеса на рязане, а също така подобрява повърхностното покритие. Водно разтворимо охлаждаща течност често е добър избор за никелови сплави. Той поддържа температурата надолу и намалява триенето между инструмента и материала.

Техники за заваряване

Заваряването е друга област, в която остатъчният стрес може да бъде основен проблем. Ето няколко начина да го сведете до минимум при заваряване на никелови сплави:

Предварително загряване

Предварителното нагряване на никелова сплав преди заваряване може да помогне за намаляване на температурния градиент между зоната на заваряване и околния материал. Това намалява топлинното напрежение, което се случва по време на процеса на заваряване. Температурата на предварително загряване зависи от вида на никелова сплав и дебелината на материала. Например заНикел 201, предварително нагряване до около 150 - 200 ° C (302 - 392 ° F) може да бъде полезно.

Пост - Заваряване на топлинната обработка

След заваряване може да се направи обработка на топлината след заваряване, за да се облекчи остатъчният стрес. Това е подобно на процеса на отгряване на облекчаване на стреса, за който говорихме по -рано. Загреете заварената част до подходяща температура, държите я за известно време и след това я охлаждате бавно.

Последователност на заваряване

Редът, в който правите заварките, също може да повлияе на остатъчния стрес. За сложни заваръчни заваряващата последователност на заваряване може да помогне за балансиране на напреженията и да се намали изкривяването. Например, можете да започнете с по -малките заварки и да работите по пътя си към по -големите или да използвате техниката на заваряване на гърба.

Изстрел

Изстрелването на изстрел е механичен процес, който може да се използва за въвеждане на натиск на напрежение върху повърхността на никелова сплав. Натискащото напрежение може да противодейства на остатъчния стрес на опън, който може да присъства в материала.

При изстрелване на изстрел малките сферични частици (изстрели) се задвижват с висока скорост върху повърхността на никелова сплав. Това кара повърхностния слой да се деформира и създава натиск на натиск. Изстрелването на изстрела може да подобри живота на умора на материала и да намали риска от напукване.

Мониторинг и тестване

Важно е да наблюдавате и тествате остатъчния стрес в никелови сплави. Налични са няколко метода за това, като дифракция на X - Ray, ултразвуково тестване и методи за пробиване на дупки. Чрез редовно тестване на остатъчния стрес можете да определите дали техниките за намаляване на вашия стрес работят и правят корекции, ако е необходимо.

Заключение

Намаляването на остатъчния стрес в никелови сплави е много фасетен процес. Тя включва използване на правилната термична обработка, обработка и заваряване, както и обмисляне на процеси като изстрелване. Следвайки тези съвети, можете да подобрите качеството и производителността на вашите продукти от никелова сплав.

Ако сте на пазара за висококачествени никелови сплави и се нуждаете от повече съвети за намаляване на остатъчния стрес или други свързани с тях проблеми, бих се радвал да разговарям с вас. Просто се свържете с мен и можем да започнем страхотен разговор за вашите специфични нужди.

ЛИТЕРАТУРА

• Наръчник на ASM Том 4: Топлинно третиране
• Наръчник за заваряване, Американско заваръчно общество
• Наръчник за обработка на данни, изследователски сътрудници на Metcut