Cum se reduce stresul rezidual în aliajele de nichel?

Hei acolo! În calitate de furnizor de aliaje de nichel, am văzut de prima dată cum stresul rezidual poate fi o adevărată durere la gât pentru oamenii care lucrează cu aceste materiale. Stresul rezidual în aliajele de nichel poate duce la tot felul de probleme, cum ar fi distorsionarea, fisurarea și viața de oboseală redusă. Dar nu vă faceți griji, sunt aici pentru a împărtăși câteva sfaturi despre cum să reduceți stresul rezidual neplăcut.

Ce cauzează stresul rezidual în aliajele de nichel?

Înainte de a ne cufunda în soluții, să vorbim rapid despre ce cauzează stresul rezidual în primul rând. Când aliajele de nichel sunt procesate, fie că este vorba de turnare, forjare, sudare sau prelucrare, acestea trec printr -o grămadă de schimbări mecanice și termice. Aceste modificări pot crea tensiuni interne care sunt blocate în material.

De exemplu, în timpul sudării, încălzirea și răcirea rapidă pot determina extinderea și contractarea diferitelor părți ale materialului și contractarea la rate diferite. Această expansiune neuniformă și contracție duc la stres rezidual. În mod similar, prelucrarea poate introduce stres din cauza forțelor de tăiere și a căldurii generate în timpul procesului.

Tratament termic

Unul dintre cele mai eficiente moduri de a reduce stresul rezidual în aliajele de nichel este prin tratamentul termic. Tratarea termică implică încălzirea materialului la o temperatură specifică și apoi răcirea acestuia la un ritm controlat.

Recoacere

Recuperarea este un proces comun de tratament termic pentru reducerea stresului rezidual. În recoacere, aliajul de nichel este încălzit la o temperatură peste temperatura de recristalizare și ținut acolo pentru o perioadă de timp. Acest lucru permite materialului să se relaxeze și tensiunile interne să se elibereze. După aceea, s -a răcit încet.

De exemplu, dacă lucrați cuAliaj de nichel 200, un simplu proces de recoacere poate face minuni. Îl încălziți până la aproximativ 700 - 870 ° C (1292 - 1598 ° F) și țineți -l acolo pentru aproximativ o oră pe centimetru de grosime. Apoi, îl puteți răci cu o viteză de aproximativ 28 ° C (50 ° F) pe oră până când ajunge la aproximativ 427 ° C (800 ° F), apoi lăsați -l să se răcească.

Recuperare de ușurare a stresului

Recuperarea de reducere a stresului este un pic diferită. Se face la o temperatură mai scăzută în comparație cu recoacerea completă. Scopul aici este de a reduce stresul rezidual fără a schimba semnificativ microstructura materialului. Pentru aliajele de nichel, recoacerea la ușurare a stresului se efectuează de obicei la temperaturi cuprinse între 593 - 677 ° C (1100 - 1250 ° F). Țineți materialul la această temperatură timp de câteva ore și apoi îl răciți încet.

Tehnici de prelucrare

Modul în care mașini aliaje de nichel pot avea, de asemenea, un impact mare asupra stresului rezidual. Iată câteva sfaturi de care trebuie să țineți cont:

Folosiți instrumente ascuțite

Instrumentele de tăiere plictisitoare pot genera multă căldură și pot crește forțele de tăiere, ceea ce la rândul său poate duce la un stres rezidual mai mare. Asigurați -vă că utilizați instrumente ascuțite cu geometria potrivită pentru job. De exemplu, utilizarea unui instrument cu un unghi de greblă pozitiv poate reduce forțele de tăiere și reduce la minimum stresul.

Controlează parametrii de tăiere

Viteza de tăiere, viteza de alimentare și adâncimea reducerii tuturor joacă un rol în stresul rezidual. În general, viteza de tăiere mai mică și ratele de alimentare pot ajuta la reducerea stresului. Nu doriți să grăbiți procesul de prelucrare și să ajungeți să creați mai multe probleme. Experimentați cu diferiți parametri pentru a găsi locul dulce pentru aliajul dvs. specific de nichel.

Lichid de răcire și lubrifiere

Utilizarea unui lichid de răcire sau lubrifiant bun în timpul prelucrării este crucială. Ajută la reducerea căldurii generate în timpul procesului de tăiere și, de asemenea, îmbunătățește finisajul suprafeței. Un lichid de răcire solubil în apă este adesea o alegere bună pentru aliajele de nichel. Menține temperatura în jos și reduce frecarea dintre instrument și material.

Tehnici de sudare

Sudarea este un alt domeniu în care stresul rezidual poate fi o problemă majoră. Iată câteva modalități de a -l minimiza atunci când sudăm aliaje de nichel:

Preîncălzire

Preîncălzirea aliajului de nichel înainte de sudare poate ajuta la reducerea gradientului de temperatură între zona de sudură și materialul din jur. Aceasta reduce tensiunea termică care apare în timpul procesului de sudare. Temperatura de preîncălzire depinde de tipul de aliaj de nichel și de grosimea materialului. De exemplu, pentruNichel 201, preîncălzirea la aproximativ 150 - 200 ° C (302 - 392 ° F) poate fi benefică.

Post - Tratamentul termic de sudură

După sudură, se poate face un tratament de căldură post -sudură pentru a ameliora stresul rezidual. Acest lucru este similar cu procesul de recoacere pentru ușurare a stresului despre care am vorbit mai devreme. Încălziți partea sudată la o temperatură adecvată, țineți -o o perioadă, apoi răciți -o încet.

Secvență de sudare

Ordinea în care faceți sudurile poate afecta și stresul rezidual. Pentru sudură complexă, o secvență de sudare adecvată poate ajuta la echilibrarea tensiunilor și la reducerea distorsiunii. De exemplu, puteți începe cu sudurile mai mici și puteți să vă îndreptați drumul către cele mai mari sau să folosiți o tehnică de sudare din spate.

Împușcat peening

Peening -ul împușcat este un proces mecanic care poate fi utilizat pentru a introduce tensiune compresivă pe suprafața aliajului de nichel. Stresul compresiv poate contracara stresul rezidual de tracțiune care ar putea fi prezent în material.

În peeningul împușcat, particulele sferice mici (fotografii) sunt propulsate cu viteză mare pe suprafața aliajului de nichel. Acest lucru face ca stratul de suprafață să se deformeze și creează tensiune compresivă. Peeningul împușcat poate îmbunătăți durata de oboseală a materialului și poate reduce riscul de fisură.

Monitorizare și testare

Este important să monitorizați și să testați stresul rezidual în aliajele de nichel. Există mai multe metode disponibile pentru aceasta, cum ar fi difracția x -raze, testarea cu ultrasunete și metodele de foraj cu găuri. Prin testarea regulată a stresului rezidual, puteți determina dacă tehnicile de reducere a stresului dvs. funcționează și faceți ajustări, dacă este necesar.

Concluzie

Reducerea stresului rezidual în aliajele de nichel este un proces cu mai multe fațete. Aceasta implică utilizarea tehnicilor de tratament termic, prelucrare și sudare potrivită, precum și luarea în considerare a proceselor precum peeningul de împușcare. Urmărind aceste sfaturi, puteți îmbunătăți calitatea și performanța produselor din aliaj de nichel.

Dacă sunteți pe piață pentru aliaje de nichel de înaltă calitate și aveți nevoie de mai multe sfaturi cu privire la reducerea stresului rezidual sau a oricăror alte probleme conexe, mi -ar plăcea să vorbesc cu dvs. Trebuie doar să vă adresați și putem începe o conversație minunată despre nevoile dvs. specifice.

Referințe

• Volumul manualului ASM 4: tratare termică
• Manual de sudură, American Welding Society
• Manual de date de prelucrare, Metcut Research Associates