الإجهاد المتبقي فيالمسبوكات المعدنيةهي مشكلة مهمة يمكن أن تؤثر على أداء وطول عمر المكونات المعدنية. يعد التنبؤ بهذه الضغوط وإدارتها أمرًا بالغ الأهمية لضمان جودة المنتج النهائي ومتانته.
التنبؤ بالإجهاد المتبقي في المسبوكات
يمكن التنبؤ بالإجهاد المتبقي في المسبوكات باستخدام الطرق الحسابية مثل تحليل العناصر المحدودة (FEA). تأخذ عمليات المحاكاة هذه بعين الاعتبار العمليات الحرارية والميكانيكية أثناء الصب، بما في ذلك التصلب والتبريد.
الحد من تشكيل الإجهاد المتبقي
للحد من تشكيل الإجهاد المتبقي في المسبوكات، يمكن استخدام عدة أساليب. التبريد المتحكم به هو إحدى الطرق، حيث يتم تبريد الصب بمعدل موحد لمنع الانكماش التفاضلي. تحسين تصميم الصب لتجنب الزوايا الحادة والأجزاء السميكة يمكن أن يساعد أيضًا، حيث أن هذه المناطق معرضة لتركيزات إجهاد أعلى. بالإضافة إلى ذلك، فإن تعديل تركيبة السبائك لتحقيق تصلب أكثر اتساقًا يمكن أن يقلل من الضغط.
الكشف عن الإجهاد المتبقي
يمكن اكتشاف الإجهاد المتبقي في المسبوكات من خلال طرق اختبار غير مدمرة مختلفة. حيود الأشعة السينية (XRD) هو أسلوب شائع يقيس التباعد بين المستويات البلورية في المادة لتحديد حالة الإجهاد. يمكن أيضًا استخدام اختبار الموجات فوق الصوتية للكشف عن التغيرات في خصائص المواد التي تشير إلى الإجهاد. يمكن تطبيق مقاييس السلالة لقياس السلالات السطحية مباشرة.
تخفيف التوتر في مصبوبات الحديد الزهر
للقضاء على الإجهاد المتبقي فيالحديد الزهر، الصلب هو وسيلة تستخدم على نطاق واسع. يتضمن ذلك تسخين المسبوكة إلى درجة حرارة أقل من نقطة الانصهار، وإبقائها عند درجة الحرارة هذه للسماح بتخفيف الضغط، ثم تبريدها ببطء. تسمح هذه العملية بتخفيف الضغوط الداخلية دون تغيير خصائص المواد بشكل كبير.
تخفيف التوتر في المسبوكات الفولاذية
لالمسبوكات الاستثمارية الصلبالتلدين لتخفيف الضغط فعال أيضًا. تشبه العملية تلك الخاصة بالحديد الزهر، لكن درجات الحرارة المستخدمة تكون أعلى بشكل عام بسبب الخصائص الحرارية المختلفة للصلب. يعد التحكم في التدفئة والتبريد أمرًا بالغ الأهمية لمنع إدخال ضغوط جديدة أثناء العملية.
تخفيف التوتر في مصبوبات السبائك غير الحديدية
تتطلب السبائك غير الحديدية، مثل سبائك الألومنيوم والنحاس، أيضًا تخفيف الضغط لتحسين أدائها. عادة ما يتم تخفيف الضغط على هذه المواد من خلال الطرق الحرارية المشابهة للمعادن الحديدية ولكن غالبًا عند درجات حرارة منخفضة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لبعض السبائك غير الحديدية الاستفادة من تقنيات تخفيف الضغط الميكانيكي، مثل تخفيف الضغط الاهتزازي، والذي يستخدم الاهتزازات الميكانيكية لإعادة توزيع وتخفيف الضغوط الداخلية.
وقت النشر: 22 نوفمبر 2024