چگونه می توان استرس باقیمانده را در آلیاژهای نیکل کاهش داد؟

سلام! من به عنوان یک تأمین کننده آلیاژ نیکل ، دست اول را دیدم که چگونه استرس باقیمانده می تواند یک درد واقعی در گردن برای افرادی باشد که با این مواد کار می کنند. استرس باقیمانده در آلیاژهای نیکل می تواند منجر به انواع مشکلات مانند اعوجاج ، ترک خوردگی و کاهش عمر خستگی شود. اما نگران نباشید ، من اینجا هستم تا نکاتی را در مورد چگونگی کاهش آن استرس باقیمانده مزاحم به اشتراک بگذارم.

چه عواملی باعث استرس باقیمانده در آلیاژهای نیکل می شود؟

قبل از اینکه به راه حل ها شیرجه بزنیم ، بیایید به سرعت در مورد عوامل استرس باقیمانده در وهله اول صحبت کنیم. هنگامی که آلیاژهای نیکل پردازش می شوند ، خواه از طریق ریخته گری ، جعل ، جوش یا ماشینکاری ، آنها یک دسته از تغییرات مکانیکی و حرارتی را طی می کنند. این تغییرات می تواند فشارهای داخلی ایجاد کند که در مواد قفل می شوند.

به عنوان مثال ، در حین جوشکاری ، گرمایش سریع و سرمایش می تواند باعث شود تا قسمت های مختلف مواد با نرخ های مختلف گسترش یابد و منقبض شود. این گسترش و انقباض ناهموار منجر به استرس باقیمانده می شود. به طور مشابه ، ماشینکاری می تواند به دلیل نیروهای برش و گرمای تولید شده در طی فرآیند ، استرس را معرفی کند.

عملیات حرارتی

یکی از مؤثرترین راه های کاهش استرس باقیمانده در آلیاژهای نیکل از طریق عملیات حرارتی است. عملیات حرارتی شامل گرم کردن مواد به دمای خاص و سپس خنک کردن آن با سرعت کنترل شده است.

بازپخت

بازپرداخت یک فرآیند متداول عملیات حرارتی برای کاهش استرس باقیمانده است. در بازپخت ، آلیاژ نیکل در دمای بالاتر از دمای تبلور مجدد آن گرم می شود و برای مدت زمانی در آنجا نگهداری می شود. این اجازه می دهد تا مواد آرام شوند و تنش های داخلی برای تسکین داشته باشند. پس از آن ، به آرامی خنک می شود.

به عنوان مثال ، اگر با آن کار می کنیدنیکل آلیاژ 200، یک فرآیند بازپرداخت ساده می تواند شگفتی ها را انجام دهد. شما آن را تا حدود 700 - 870 درجه سانتیگراد (1292 - 1598 درجه فارنهایت) گرم می کنید و آن را حدود یک ساعت در هر اینچ ضخامت در آنجا نگه می دارید. سپس می توانید آن را با سرعت حدود 28 درجه سانتیگراد (50 درجه فارنهایت) در ساعت خنک کنید تا به حدود 427 درجه سانتیگراد (800 درجه فارنهایت) برسد و سپس بگذارید هوا خنک شود.

بازپرداخت تسکین استرس

بازپرداخت استرس کمی متفاوت است. این کار در دمای پایین تر در مقایسه با آنیل شدن کامل انجام می شود. هدف در اینجا کاهش استرس باقیمانده بدون تغییر قابل توجه ریزساختار مواد است. برای آلیاژهای نیکل ، بازپرداخت استرس معمولاً در دمای بین 593 تا 677 درجه سانتیگراد (1100 - 1250 درجه فارنهایت) انجام می شود. شما چند ساعت مواد را در این دما نگه دارید و سپس آن را به آرامی خنک کنید.

تکنیک های ماشینکاری

روشی که شما آلیاژهای نیکل را ماشین می کنید نیز می تواند تأثیر زیادی در استرس باقیمانده داشته باشد. در اینجا چند نکته برای به خاطر سپردن وجود دارد:

از ابزارهای تیز استفاده کنید

ابزارهای برش کسل کننده می توانند گرما زیادی ایجاد کنند و نیروهای برش را افزایش دهند که به نوبه خود می تواند منجر به استرس باقیمانده بالاتر شود. حتما از ابزارهای تیز با هندسه مناسب برای کار استفاده کنید. به عنوان مثال ، استفاده از ابزاری با زاویه ضعف مثبت می تواند نیروهای برش را کاهش داده و استرس را به حداقل برساند.

پارامترهای برش را کنترل کنید

سرعت برش ، سرعت خوراک و عمق برش همه در استرس باقیمانده نقش دارند. به طور کلی ، سرعت برش پایین تر و نرخ خوراک می تواند به کاهش استرس کمک کند. شما نمی خواهید روند ماشینکاری را عجله کنید و در نهایت مشکلات بیشتری ایجاد کنید. با پارامترهای مختلف آزمایش کنید تا نقطه شیرین آلیاژ نیکل خاص خود را پیدا کنید.

خنک کننده و روغن کاری

استفاده از یک مایع خنک کننده یا روان کننده خوب در هنگام ماشینکاری بسیار مهم است. این امر به کاهش گرمای تولید شده در طی فرآیند برش کمک می کند و همچنین سطح سطح را بهبود می بخشد. خنک کننده محلول در آب اغلب انتخاب مناسبی برای آلیاژهای نیکل است. دما را پایین نگه می دارد و اصطکاک بین ابزار و مواد را کاهش می دهد.

تکنیک های جوشکاری

جوشکاری منطقه دیگری است که استرس باقیمانده می تواند یک مسئله مهم باشد. در اینجا چند روش برای به حداقل رساندن آن هنگام جوشکاری آلیاژهای نیکل وجود دارد:

پیش گرم

گرم کردن آلیاژ نیکل قبل از جوشکاری می تواند به کاهش شیب دما بین منطقه جوش و مواد اطراف کمک کند. این باعث کاهش استرس حرارتی در طی فرآیند جوش می شود. دمای گرمایشی به نوع آلیاژ نیکل و ضخامت مواد بستگی دارد. به عنوان مثال ، براینیکل 201، پیش گرم شدن تا حدود 150 - 200 درجه سانتیگراد (302 - 392 درجه فارنهایت) می تواند مفید باشد.

پست - عملیات حرارتی جوش

پس از جوشکاری ، برای تسکین استرس باقیمانده می توان یک عملیات حرارتی پس از جوش را انجام داد. این شبیه به روند بازپرداخت استرس است که قبلاً درباره آن صحبت کردیم. قسمت جوش داده شده را تا دمای مناسب گرم می کنید ، آن را برای مدتی نگه دارید و سپس آن را به آرامی خنک کنید.

توالی جوشکاری

ترتیب ایجاد جوش ها نیز می تواند بر استرس باقیمانده تأثیر بگذارد. برای جوش های پیچیده ، یک دنباله جوش مناسب می تواند به تعادل تنش ها و کاهش اعوجاج کمک کند. به عنوان مثال ، شما می توانید با جوش های کوچکتر شروع کنید و راه خود را به سمت بزرگتر کنید ، یا از تکنیک جوشکاری عقب استفاده کنید.

شلی

Peening Shot یک فرآیند مکانیکی است که می تواند برای معرفی استرس فشاری بر روی سطح آلیاژ نیکل استفاده شود. استرس فشاری می تواند استرس باقیمانده کششی را که ممکن است در مواد وجود داشته باشد مقابله کند.

در لایه برداری شات ، ذرات کروی کوچک (عکس) با سرعت بالا بر روی سطح آلیاژ نیکل حرکت می کنند. این باعث می شود لایه سطح تغییر شکل دهد و استرس فشاری ایجاد کند. لایه برداری شات می تواند عمر خستگی مواد را بهبود بخشد و خطر ترک خوردگی را کاهش دهد.

نظارت و آزمایش

نظارت و آزمایش استرس باقیمانده در آلیاژهای نیکل مهم است. روش های مختلفی برای این کار وجود دارد ، مانند پراش X - Ray ، آزمایش اولتراسونیک و روش های حفاری سوراخ. با آزمایش منظم استرس باقیمانده ، می توانید تعیین کنید که آیا تکنیک های کاهش استرس شما کار می کنند و در صورت لزوم تنظیمات را انجام می دهند.

پایان

کاهش استرس باقیمانده در آلیاژهای نیکل یک فرآیند چند منظوره است. این شامل استفاده از روش حرارتی مناسب ، ماشینکاری و تکنیک های جوشکاری و همچنین در نظر گرفتن فرآیندهایی مانند لایه برداری شات است. با پیروی از این نکات ، می توانید کیفیت و عملکرد محصولات آلیاژ نیکل خود را بهبود بخشید.

اگر در بازار آلیاژهای نیکل با کیفیت بالا هستید و به مشاوره بیشتری در مورد کاهش استرس باقیمانده یا سایر موارد مرتبط نیاز دارید ، دوست دارم با شما گپ بزنم. فقط به من دسترسی پیدا کنید ، و ما می توانیم مکالمه خوبی در مورد نیازهای خاص شما شروع کنیم.

منابع

• کتاب راهنمای ASM جلد 4: درمان با گرما
• کتابچه جوش ، انجمن جوشکاری آمریکا
• کتابچه راهنمای داده های ماشینکاری ، همکاران تحقیقاتی Metcut