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鍛件殘余應力場分析

文章來源：sjzwx 更(geng)新時(shi)間：2014-08-27 09:14:16

    通(tong)過(guo)(guo)對固(gu)溶(rong)、淬(cui)火(huo)以及冷(leng)壓縮過(guo)(guo)程進行數值模擬，得(de)到(dao)了整個熱處理過(guo)(guo)程的殘余(yu)應力(li)分布(bu)，分別表(biao)示了固(gu)溶(rong)、淬(cui)火(huo)以及不(bu)同(tong)程度(du)冷(leng)壓縮后的鍛件殘余(yu)應力(li)分布(bu)。

固溶處理后鍛件的(de)殘余應力(li)分(fen)布所示，觀察可(ke)知，固(gu)溶處(chu)理后鍛件的(de)殘余應力(li)基本消除，特別是棱邊的(de)拉應力(li)基本消除，可(ke)以忽略(lve)。

 

    淬(cui)火后鍛件(jian)(jian)殘余(yu)應力分布如(ru)所(suo)示，鍛件(jian)(jian)淬(cui)火后殘余(yu)應力發生了(le)很(hen)大變化，這是(shi)由于鍛件(jian)(jian)內外(wai)溫降速率(lv)不同(tong)，鍛件(jian)(jian)中(zhong)心區域溫度與表面相差很(hen)大，導致(zhi)鍛件(jian)(jian)表面產生了(le)較大的拉應力。

 

    觀察可知，淬火(huo)后鍛(duan)件(jian)外表(biao)面(mian)(mian)殘留有拉應力，長(chang)軸向端面(mian)(mian)的(de)拉應力稍小，為左(zuo)右(you)，而鍛(duan)件(jian)側(ce)面(mian)(mian)拉應力稍大，比較(jiao)發現,淬火(huo)后鍛(duan)件(jian)表(biao)面(mian)(mian)殘留有較(jiao)大的(de)拉應力，這會影響到后續(xu)熱處(chu)理(li)過程和鍛(duan)件(jian)性能(neng)。

 

    淬火(huo)結束后(hou)(hou)對坯料進行不同程度的(de)冷(leng)(leng)(leng)壓(ya)(ya)縮(suo)變形處(chu)理，通(tong)過(guo)對冷(leng)(leng)(leng)壓(ya)(ya)縮(suo)過(guo)程的(de)數值模擬，得(de)到了不同冷(leng)(leng)(leng)壓(ya)(ya)縮(suo)量下的(de)鍛(duan)(duan)件(jian)殘余應(ying)力(li)(li)(li)的(de)分布(bu)規律,可(ke)(ke)以(yi)看出(chu)，鍛(duan)(duan)件(jian)冷(leng)(leng)(leng)壓(ya)(ya)縮(suo)后(hou)(hou)，淬火(huo)殘余的(de)拉應(ying)力(li)(li)(li)基本(ben)消除，長軸向(xiang)端面(mian)較小(xiao)區(qu)域(yu)殘留著較大的(de)壓(ya)(ya)應(ying)力(li)(li)(li)，其(qi)他(ta)區(qu)域(yu)殘留有非(fei)常小(xiao)的(de)應(ying)力(li)(li)(li)，這樣(yang)的(de)應(ying)力(li)(li)(li)分布(bu)使高強(qiang)鋁(lv)合金(jin)的(de)抗應(ying)力(li)(li)(li)腐蝕性能(neng)很強(qiang)。可(ke)(ke)以(yi)看出(chu)，鍛(duan)(duan)件(jian)經冷(leng)(leng)(leng)壓(ya)(ya)縮(suo)后(hou)(hou)，長軸向(xiang)兩端面(mian)和側面(mian)都分布(bu)有壓(ya)(ya)應(ying)力(li)(li)(li)，各頂點(dian)處(chu)殘留有非(fei)常小(xiao)的(de)拉應(ying)力(li)(li)(li)，這樣(yang)的(de)應(ying)力(li)(li)(li)分布(bu)可(ke)(ke)以(yi)有效地防止鍛(duan)(duan)件(jian)裂紋的(de)產生，從(cong)而便于后(hou)(hou)續工藝(yi)的(de)進行。

 

    冷(leng)壓(ya)縮量下，鍛件與工模具之間(jian)摩擦作用(yong)明顯，并考(kao)慮(lv)上(shang)道工序變形鼓肚(du)的(de)影響，使(shi)得(de)長軸向端面上(shang)壓(ya)應力(li)減小,拉(la)應力(li)增大(da)，同時在鍛件各頂(ding)點及其附(fu)近出現(xian)較(jiao)大(da)的(de)拉(la)應力(li)，這些拉(la)應力(li)較(jiao)大(da)的(de)區域在使(shi)用(yong)過程中(zhong)更(geng)容易(yi)出現(xian)裂紋。

 

    通(tong)過以上分析(xi)，將鍛(duan)件(jian)(jian)固溶淬(cui)火后的(de)(de)冷壓縮量控制(zhi)在比較合(he)適，能夠(gou)達到(dao)消除淬(cui)火鍛(duan)件(jian)(jian)表面(mian)的(de)(de)拉應力，并(bing)使(shi)鍛(duan)件(jian)(jian)大部分區域保(bao)留一定的(de)(de)有(you)益壓應力，從(cong)而(er)能夠(gou)有(you)效地抑制(zhi)后續處理過程中的(de)(de)裂(lie)紋產生。