Главная > ЧАВО > Обработки металлов давлением >

Каковы преимущества бесшовной ковки с полой сердцевиной?

Каковы преимущества бесшовной ковки с полой сердцевиной?
Время обновления:2019-03-07

Каковы преимущества в отношении остаточных напряжений бесшовной ковки с полой сердцевиной над прокатанным и сварным листом, который впоследствии обрабатывается (механическая обработка, термообработка и т. Д.)?

В общем случае искажение компонента будет происходить, когда напряженные состояния отдельных компонентов или сборки в целом переходят из одного состояния равновесия в новое состояние равновесия. Наличие остаточных напряжений в компонентах действует как источник потенциальной энергии, сходный по природе с пружиной, зафиксированной в сжатом состоянии. Если приспособление, удерживающее пружину, остается неповрежденным, пружина не расширяется. Однако, как только приспособление удалено, пружина расширяется, пока не достигнет нового состояния равновесия - либо другой фиксированной точки, либо точки, где расходуется потенциальная энергия пружины, - и пружина растягивается. Таким образом, потенциальная энергия в компоненте из-за остаточного напряжения будет оставаться неизменной до тех пор, пока не будет изменено состояние равновесия - либо с помощью механических средств (удаление металла или холодное / теплое выпрямление и т. Д.), Либо тепловых средств (сварка, термообработка и т. Д.). .).

Кованая полость Используя эту модель, очевидно, что ключом к минимизации искажений является выбор процесса изготовления, в котором (1) используется исходный материал с небольшим или нулевым остаточным напряжением и (2) будет разрешен последующий путь обработки, который вводит как можно меньше остаточного напряжения , Чтобы сформировать пластину в цилиндр, в большинстве случаев потребуется растянуть металл за пределы его предела текучести, чтобы удержать цилиндрическую форму и учесть последующий возврат пружины. Если предположить, что исходная пластина по существу не имеет остаточных напряжений из-за обработки при повышенных температурах (действительно, большое предположение), равновесное состояние пластины впоследствии изменяется во время прокатки посредством введения растягивающих и сжимающих напряжений, которые сдвигают состояние равновесия по сравнению с состоянием цилиндрической формы (требуется, чтобы сварной шов удерживал его на месте из-за тенденции к возврату пружины, особенно с материалами, имеющими высокий предел текучести).

Сварная полость Понимая пропорциональную связь между напряжением и деформацией (модуль упругости), можно интуитивно понять, что растяжение вернется в новое состояние, в котором теперь присутствует остаточное напряжение. Кроме того, введение продольной сварки для завершения цилиндрической формы еще больше нарушает работу системы за счет введения тепловой энергии. Серьезность остаточного напряжения будет увеличиваться с увеличением или полностью или полностью предела текучести основного металла, окружности трубы и толщины пластины. Как только желаемая форма будет достигнута, она останется в этой форме до тех пор, пока не будет выполнена последующая обработка или условия эксплуатации, которые изменяют напряженное состояние (например, механическая обработка или сварка). Когда деталь деформируется, требуется дополнительная механическая работа, чтобы восстановить желаемую форму, что приводит к часто «круглому» производственному процессу. Эти затраты часто не учитываются при выборе катаного и сварного цилиндра.

Теперь рассмотрим бесшовную ковку с полой сердцевиной, которая выковывается при повышенных температурах с динамической рекристаллизацией (немедленное образование зерен без напряжений при деформации). Напряжения, возникающие во время ковки для получения цилиндрической формы, немедленно снимаются путем перекристаллизации кристаллической структуры, что приводит к поковке по существу без напряжения. Следовательно, свернутый и сваренный узел обладает значительно более высоким остаточным напряжением, чем кованый бесшовный цилиндр (с полой сердцевиной). Кроме того, при формовании цилиндра в виде бесшовного кованого полого сердечника, в отличие от метода проката и сварки, никаких тепловых напряжений при сварке не возникает. Подводя итог, можно сказать, что бесшовная ковка с полой сердцевиной намного более стабильна и обладает более высокой степенью структурной целостности (без сварных швов!), Чем свернутая и сваренная цилиндрическая сборка, что зачастую снижает общие затраты.