לחצים ריבידיים הם לחצים פנימיים שנותרו נעולים בתוך חומר לאחר ייצור או עיבוד, גם כאשר שום עומס חיצוני מוחל.במתמות מעובדות קר, לחצים אלה נובעים מתהליכים כגון מתגלגל, זיוף, ציור, או התכופים שבוצעו בטמפרטורת החדר.הבנת התפקיד של לחצים שאריות חיוני כי הם יכולים להשפיע באופן משמעותי על הביצועים המכאניים של מתכת, עייפות, וכישלונות.

מה הם מתחים סובסידיים?

לחצים ריבוניים הם עצמם-equilibraing לחצים פנימיים הקיימים בחומר בהיעדר כוחות חיצוניים או ⁇ תרמיים.הם תוצאה ישירה של עיוות פלסטיק לא אחיד, שינויים בשלב, או ⁇ תרמיים במהלך עיבוד. in קר-worked מתכות, מתחים שאריות נגרמות בעיקר על ידי עיוות פלסטיק הומוגני בטמפרטורה החדר.

מתחים סובסידיים יכולים להיות Tenile (כפים את החומר בנפרד) או דחוס (הפיצול שלהם לאורך כל החלקה חוצה תלוי בתהליך העבודה הקר הספציפי ונכסים חומריים.בדרך כלל, הסדינים הקרים מראים עשרות מתחים נודדים על פני השטח ודחוסים בליבת, בעוד מוטות קרות לעתים קרובות יש מתחים משטחים ועשרות לחץ ליבה אלה יכולים לפעמים להניב את עוצמת הלחץ.

מקור מתחים סובסידיים במתכתות קרות

מכניזם של דור מתח

במהלך עבודה קרה, המתכת עוברת עיוות פלסטי בטמפרטורות מתחת לנקודת ההנצחה שלה.העיוות הזה הוא לעתים רחוקות אחיד על פני השטח-שטח שכבות עלולות לפענוח יותר מאשר אזורים פנימיים בשל חיכוך עם כלים, מת, או רולס.ה ⁇ וכתוצאה מכך במתח הפלסטי יוצרת חוסר התאמה בזנים אלסטיים על עומס, ובכך להעלות ללחצים ישנים רגילים-קוריים שמציגים תהליכים קבועים:

  • (ב) ⁇ :0) גלגולי פלאפל 1 (החלל והצלחת) מייצרים מתחים על פני השטח של טנזין ולחצים ליבה דחוסים עקב עיוות פני השטח החמור והגיאומטריה של פערי הגלולות.
  • (FLT:0)Cold DrawingFLT:1 - Wire, bar, וציור צינור לייצר מתחים משטח דחוס (beneficial forעייפות) אבל מתחים ברייליים במרכז אם הפחתת יתר.
  • (FLT:0Bending and CreationFLT:1) - בנדינג מציגה מתח ליניארי ⁇ על פני עובי, עם לחץ רבילי על רדיוס הנדנד החיצוני ודחוס ברדיוס הפנימי של הדבורה.
  • (FLT:0) הצצה הצצה ראשונה (FLT) - טיפול על פני השטח אשר מציג בכוונה מתחים דחוסים לשיפור חיי העייפות, אם כי הוא גם יוצר לחץ עמוק יותר מתחת לפני השטח.
  • (ב) ⁇ :0) ⁇ ו- machiningFLT:1 (הפעולות הסיימות הללו יכולות לגרום ללחץ חיפי פני השטח בשל השפעות תרמיות ומכניות.

גורמים המשפיעים על כובד ראש וחלוקת

גורמים מסוימים משפיעים על גודלם וחלוקת המתחים החיים במכות מעובדות קר:

  • (ב) ⁇ :0) ,[דרוש מקור] ,[דרוש מקור] הפחתה גבוהה יותר של הפחתת המשקעים, היא מעלה עד לנקודת החלמה ליד כוח התשואות של החומר.
  • (FLT:0) תכונות אוויריות FLT:1 - כוח יתר, לחץ לחץ, ומודולוס גמיש להשפיע על רמות הלחץ.
  • (ב) [ה]:0]GeometryofLT:1 - תותבות, רוחב וצורה משפיעים על חלוקת מתח.
  • (FLT:0) תוצאות של פרמטרים (FLT) 1 - מהירות, סיכה, טמפרטורה (אפילו וריאציות טמפרטורה בחדר), ומצב כלי משחק תפקיד.
  • (FLT:0) פעולות בלתי צפויות (FLT:1) - עבודה קרה נוספת, טיפול בחום או סיום פני השטח יכול לשנות או להקל על לחצים קיימים.

מדד ואופי של מתחים סובסידיים

מדידה מדויקת של לחצים שאריות היא קריטית להבנת ההשפעה שלהם על כישלונות.ישנן טכניקות רבות, כל אחת עם נקודות חוזק ומגבלות:

שיטות הרסניות

  • (FLT:0) שיטת טיפוח-השחה (Hole-drilling Method) 1 (FLT:1) – חור קטן ננקט לתוך הרכיב, וההקלה המסובך המתקבלת נמדדת עם מדדי זנים.טכניקה סטנדרטית זו (ASTM E837) מספקת פרופילים של מתח כמעט-קרקע.
  • (FLT:0)Contour MethodsFLT:1) - החלק נחתך לאורך מטוס, ואת קו המתאר פני השטח של החתיכה נמדד. על ידי יישום סופרפוזיציה גמישה, ניתן לשחזר את השדה החיווראלי של המטוס החתך.
  • (FLT:0) שיטות ניתוח (FLT:1) - החלת הרכיב לחתיכות קטנות מאפשרת מדידה של זנים משוחררים.

שיטות לאנדיר

  • (FLT:0) X-ray diffraction (XRD) ,II) מדדים למצוץ חומרים גבישיים על ידי זיהוי שינויים בפסגות דיפרקציה. XRD הוא רגיש לפני השטח (בעיקר 10-20 מיקרומטר עומק) אבל ניתן לשלב עם שכבת הסרת כדי להשיג עומק.
  • (ב) [15] , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0) שיטות נורמטיביות (Ultrasonicmia) 1 (FLT:1) - מהירות גלי קול משתנים עם מתח באמצעות אפקט אקוסטוליסטי.
  • (ב) ⁇ :0 מ"גננטליות שיטות FLT:1 - רעש ברקאוזן ותחומים מגנטיים הם רגישים ללחץ.

לכל שיטה יש עצירות סחר ברזולוציה מרחבית, עומק חדירה, דיוק ועלויות. לניתוח כשל, שילוב טכניקות הרסניות ולא הרסניות לעתים קרובות מספק את התמונה המלאה ביותר.

השפעות של מתחים סובסידיים על כשל חומרי

לחצים סובסידיים יכולים לחזק או להחליש רכיב מתכת, בהתאם לסימן שלהם, גודלם, והפצה ביחס לעומסים החלים.הם פועלים כשדה מתח טרום-החריגה המתקשר עם לחץ שירות.אפקט נטו הוא להגדיל או להקטין את הלחץ הכולל שחווים החומר במקומות קריטיים.

השפעות על עייפות ו Fracture

כשל שומני רגיש מאוד ללחץ חיוור. Tensile מדגיש על פני השטח הם מזיקים במיוחד כי סדקים עייפות בדרך כלל להתחיל על פני השטח תחת טעינה מחזורית. A Tenile מנוחה מוסיף הלחץ על הלחץ הנישום, ביעילות להגדיל את הלחץ הממוצע ולהפחית את הגבלת העייפות.זה יכול להוביל מוקדם סדקים וקצב סדקים מהירים יותר.

עבור שבר תחת עומס מונוטוני, מתחים שאריות משפיעים על הגורם אינטנסיבי הלחץ בטיפים סדק. שדה מתח חיני רבילי מגביר את עוצמת הלחץ האפקטיבי, שעלול לגרום לשבר לא יציב בעומסים מוחלים נמוכים יותר. מדגישים סביבתיים יכולים לעצור את הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת התפוקה או לדרוש עומס חיצוני גבוה יותר עבור שבר.

השפעות על שבץ מתח (SCC)

סדקים קורטוזיים מתח דורשים חומר רגיש, סביבה קורוזית, ו הלחץ רבילי. מדגיש ריבידיים ריביליים הם לעתים קרובות המקור העיקרי של מתח בכשלי SCC, במיוחד רכיבים שאינם טעון באופן חיצוני במידה רבה. לדוגמה, פלדה חולפת קר ואלומיניום בסביבה אגרסיבית יכול להיכשל על ידי SCC לבדה מתחים בודדים.

השפעות על Embrittlement

הידרוגן מגלם הוא מצב כישלון נוסף החריפה על ידי מתחים שאריות של עשרות.אטומי הידרוגן מתפוגג לתוך המתכת ו להתרכז באזורים של מתח הידרוסטטי גבוה, כגון לפני טיפים סדק או בהכללות. מדגיש ריבידיאלי לחץ להגדיל את כוח המימן המקומי ולקדם סדקים פלדה ו propagation. גבוה סטראטים וכמה ⁇ טיטניום הם רגישים במיוחד לאחר לחץ קר למזערי יעיל כדי למזער את הסיכון של פעילות גופנית תקין.

השפעות על משמעת ועל יציבות ממדית

לחצים סובסידיים יכולים לגרום לעיוות בלתי צפוי כאשר החומר מוסר על ידי מאצ'ינג או במהלך השירות.אם חלוקת הלחץ אינה באיזון, הסרת החומר יכול לשחרר מתחים ולגרום לנפץ.זהו נושא משותף במרכיבים מדויקים המיוצרים ממניות מעובדות קר.בנוסף, לחצים שאריות יכולים להירגע עם הזמן (אפילו בטמפרטורת החדר) בשל מיקרופלסטיקה, המוביל לאי יציבות ממדית במרכיבים מבניים או מבניים.

כישלונם של מכניזם נגרר על ידי מתחים סובסידיים

כישלון שומני

אחד תרחישי הכישלון הנפוצים ביותר כרוך מדגישים של דגנים השוליים הפחתת כוח העייפות מתחת לרמות הצפויות.לדוגמה, חוטים מקפיאים קר לעתים קרובות יש מתחים משטחים Tenile כי נמוך את הגבלת העייפות, המוביל לכשלים בלתי צפויים באביב, כבלים, ו- Fasteners.conversely, הצצה משמש בכוונה ליצירת מתחים משטח דחוסים, אבל אם הפרמטרים ההצצה נשלטים הם עניים, זה יכול לייצר חיים קרים במקום זאת.

המונחים: overload Fracture

קומפרסים המכילים מתחים ימיים גבוהים עשויים להישבר תחת עומסים החלים שנמצאים גם מתחת לכוח הדירוג של החומר.זה מסוכן במיוחד בפלדות מרופפות וממזגות שבהן מתחים חיים משולבים עם לחצים יישומיים כדי לעלות על חוזקם האולטימטיבי של עשרות אלפיות באופן מקומי.שבר קסטרול יכול להתרחש, כפי שניתן לראות בכמה תקלות ברצועה גבוהה.

סיקור ו- Quench Cracking

לחצים סובסידיים מעבודה קרה יכולים לגרום לסדקים המופיעים שעות או ימים לאחר עיבוד, הידוע כסדקים מעוכבים.זה לעתים קרובות נצפה בחלקים עמוקים או נוצרים בחומרים שבהם השילוב של מתח חיני גבוה ומימן סביבתי מוביל לצמיחת סדק תלויה בזמן. , Quench סדק בחלקים מטופחים בחום הוא תופעה קשורה שבו טרנספורמציה תרמית ומתחתלבת עם לחצים לפני העבודה הקרה.

כאשר מתכות קרות מעובדות הן מחוסמות או מהצטרפות לחומרים אחרים, השילוב של לחצים שאריות מעבודה קרה ושחיקה יכול ליצור מצבים מורכבים מתח שמקדם סדקים.לדוגמה, צינורות פלדה מעובדים קרים שנטבעו לתוך ראשים עלולים לחוות סדקים קורטוזיון מתחים ליד אזור מחוספס חום עקב העל של מתחים מתפתלים קרים וקרים.

ניהול מתחים סובסידיים במתכתות קרות

מהנדסים משתמשים בטכניקות שונות כדי לשלוט בלחצים השוכנים בתהליך הייצור, החל מעיצוב באמצעות טיפול סופי.המטרה היא להפחית את הלחץ העפילי המזיקים או להפוך אותם ללחץ דחוס מועיל.

עזרה בלחץ

הפחתת המתכת לטמפרטורה תת-ביקורתית (בדרך כלל 400-700 מעלות צלזיוס עבור פלדה, בהתאם ⁇ ) והחזקת מספיק זמן כדי לאפשר רגיעה בלחץ על ידי זחילה והחלמה, ולאחר מכן קירור לאט, מפחית מתחים שאריות מבלי לשנות באופן משמעותי את התכונות המכאניות של החומר.זה השיטה הנפוצה ביותר להקלת מתח לאחר עבודה קר.

עזרה בלחץ

טכניקה זו חלה רטטים מחזוריים נמוכים על המרכיב, מה שגורם לעיוות פלסטיק בקנה מידה זעיר שמרגיע את הלחץ השוני.זה שימושי במיוחד עבור מבנים גדולים שבהם הקלה בלחץ תרמי היא לא מעשית. בעוד פחות יעילה מטיפול חום, הקלה בלחץ איניברטיבית יכולה להפחית את הלחץ שיא ולשפר את יציבות הממד.

טיפול פנים

טיפולים על פני השטח משמשים נרחב כדי להציג מתחים דחוסים מועילים על פני השטח:

  • (FLT:0 הצצה הצצה ראשונה) - הפצצה על פני השטח עם כדורים spherical קטנים (steel, זכוכית, קרמיקה) יוצרת שכבת מתח דחוס בדרך כלל 0.1-0.5 מ"מ עמוק.זה משפר באופן דרמטי את חיי העייפות של מעיינות, הילוכים, פירים.
  • (FLT:0)Laser Shockהצצה לאחור (FLT:1) - השתמש דופק לייזר באנרגיה גבוהה כדי ליצור פלזמה שיוצרת מתחים דחוסים עמוק יותר מאשר הצצה מסורתית (עד 1-2 מ"מ) בשימוש ברכיבי אוויר קריטיים.
  • (ב) הצצה (ב"א:0) הצצה הצצה הצצה ראשונה (ב) - בדומה לצילום הצצה אך משתמשת בתנודתית כדי להאיץ את היריות, המציעה שליטה טובה יותר.
  • (ב) [13] רולינגר שורף את ההרחבה:1 - רולר חלק תחת לחץ גבוה עיוות באופן מפלסטיק את פני השטח, ומייצר מתחים דחוסים ושיפור פני השטח.

המונחים: processing Parameters

התאמת פרמטרים עבודה קר יכול למזער את הדור של מתח חי.לדוגמה, באמצעות הפחתה קטנה יותר עם אנניאלים ביניים, אופטימיזציה סיכה, שליטה בגיאומטריה רול, וליישם מתחים אחוריים יכול לגרום עיוות אחיד יותר ומתחים שוכנים נמוך יותר.

עיצוב Modifications

שינויים בעיצוב רכיב יכולים להפחית את ההשפעה של לחצים שאריות.שימוש במילוי גדול יותר קורני, הימנעות מזנים חדים, ולהבטיח חתך סימטרי להפחית את ריכוז הלחץ ואת ההשפעות המזיקות של מתחים חיידקיים.במקרים מסוימים, תכנון רצף העיבוד כדי ליצור תבניות מתח סביבתיות מועילות (למשל, קירור אוטומטי של כלי לחץ) הוא מועסק.

טכניקות פרסום

שיטות אחרות כוללות:

  • (ב) ,0) טיפול תרופתי (FLT:1) - הקפאת עמוק יכולה להירגע מתח בתוך מתכות מסוימות.
  • (ב) ⁇ :0) ⁇ ו ⁇ כימיות: ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

יישומים ושיקולים מעשיים

ניהול מתח סובסידי הוא קריטי בתעשיות רבות. in aerospace, דיסקים טורבינות ו להבים דחוסים נורו כדי להפחית את עייפות מעומסים מחזוריים. in הרכב, השעיה מעיינות ומחברת מוטות מסתמכות על לחצים מבוקרים דחוסים עבור עמידות.בנפט וגז, לחץ קורוזיציה קירור צינורות הוא מופחת על ידי הדורש הקלה בלחץ לאחר התקף קר במתקן הרפואי, אוטופסיום מונעים מפני סגסוגת קרת לחץ על ידי לחץ על ידי לחץ קר.

חשוב לציין כי לחצים שאריות לא תמיד לגרום לכישלון.למעשה, מתחים ימיים מועילים נועדו לעתים קרובות לרכיבים בכוונה.לדוגמה, קצבת כלי נשק וכלי לחץ גבוה יוצרת לחצים דחוסים המגבירים את יכולת הלחץ העובד.המפתח הוא להבין את מצב הלחץ המלא, כולל לחצים ימיים, עומסים יישומיים, וגורמים סביבתיים, כדי לחזות במדויק את יכולת הלחץ.

מסקנה

לחצים סובסידיים הם תוצאה בלתי נפרדת של תהליכים עבודה קר לשחק תפקיד מכריע בכישלון של רכיבי מתכת. צמיגים של sile מתחים להפחית את חיי העייפות, לקדם את סדקים קורוזיה הלחץ, ויכול לגרום לשבר מוקדם, בעוד לחצים דחיסים של שאריות לעתים קרובות מועילים ומוכנסים לשיפור ביצועים באופן מכוון. מהנדסים חייבים לקחת בחשבון מתחים חיים בתוך עיצוב, עיבוד, וחיזוי חיים.

(ב) לקריאה נוספת על תורת הלחץ השונה, תקני מדידה ושיטות ניהול, מתייחס לתקני הניהול (FLT:0ASM InternationalFLT:1, FLT:2ASTMFLT:3 לתקני מדידה של מתח חיוור (E837, E1426), ומאמר FLT:4Wikipedia על פיזור חומרים נוספים:5 משאבים כוללים את מדדי ה-JournalFgiFgic: 7giFgiFgigigigi LTi LTi ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇