Residual stresler, üretim veya işlemeden sonra bir malzeme içinde kilitlenen içsel stresler, dış yük uygulanmadığı zaman bile. Soğuk işli metallerde, bu stresler, yuvarlanmış metaller, çizimler veya oturma noktalarında yapılan baskılar, malzemedeki etkilerin belirlenmesi gibi süreçlerden kaynaklanmaktadır.

Residual Stresler Nedir?

Ekstra stresler, dış güçlerin veya termal gradyanların yokluğunda bulunan içsel stresler, dışsal olmayan plastik deformasyonların doğrudan sonucudur. Örneğin, metal bir bar iyileştirici, iç fiberler işlem sırasında sıkıştırıcı plastik deformasyona maruz kalır.

Residual stresler ya da betonda çekme (paratın) veya sıkıştırıcı (parçalımdaki malzemeyi bir araya getirir) ve kesit boyunca dağıtımları belirli soğuk çalışma sürecine ve malzeme özelliklerine bağlıdır. Tipik olarak, soğuk kapaklar arka planda oturmaz.

Soğuk Çalışmalı Metallerde Residual Streslerin Kökeni

Stres Nesillerinin Mekanikleri

Soğuk çalışma sırasında, metal yeniden kristalizasyon noktası altında sıcaklıklarda plastik deformasyona maruz kalır. Bu deformasyon nadiren kesitler arasında sıralanabilir. Yüzey tabakaları, aletlerle sürtünme nedeniyle iç bölgelerden daha fazla ifade edebilir, veya rulolar.

  • [FONT:0]Cold yuvarlanma[[DÜT:1] - plaka ve plaka yuvarlanma, şiddetli yüzey deformasyonu ve yuvarlanma geometrisi nedeniyle sert yüzeysel stresler ve sıkıştırıcı temel stresler.
  • [FONT:0]Cold çizim[[[Dönetici: 1), Wire, bar ve tüp çizimi sıkıştırıcı yüzey stresleri (kalış için baskı) oluşturur, ancak azaltımsa merkezdeki çatlaklar aşırıdır.
  • [FONT:0]Bending ve [DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜŞÜN) [DÜDÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜ
  • [FONT:0]Shot peting[[DÜT:1] – Bilinçli olarak yorulma hayatını geliştirmek için kalıcı stresler getiren yüzeysel bir tedavi, aynı zamanda yüzeyin altında daha derin bir gerilim yaratır.
  • [FONT:0]Grinding ve işleme[Dönetici: 1) Bu son işlemler termal ve mekanik etkiler nedeniyle yüzeysel stresleri tetikleyebilir.

Faktörler Zengin Stresi Etkiliyor ve Dağıtım

Çeşitli faktörler, soğuk işlenmiş metallerde ikamet eden streslerin boyutunu ve dağılımını etkiler:

  • [FONT:0)Düzüğün Degree of deformasyon[[Dönetici: 1 ) - Yüksek azaltımlar genellikle malzemenin verim gücüne yakın bir şekilde saturasyon noktasına kadar daha büyük bir stres yaratır.
  • [FONT:0)Malzeme özellikleri) - Sağlam güç, sertleştirme oranı ve elastik modulus etkisi stres seviyelerini koruyabilir. Yüksek güç malzemeleri daha büyük oturma streslerini koruyabilir.
  • [FONT:0)Geometry[DDDDDDDDD:0)[Düzücük, genişlik ve form stres dağılımını etkiler. İnce bölümler daha belirgin yüzey-to-core gradients gösterir.
  • [FONT:0)Processing parametreleri[[[DÜT:1) – Hız, yağ, sıcaklık (hatta oda sıcaklık varyasyonları) ve araç koşulu tüm bir rol oynar.
  • [FONT:0)Subsequent operations[[Döntgen: 1) Ek soğuk çalışma, ısı tedavisi veya yüzey bitirme mevcut ikamet streslerini değiştirebilir veya rahatlatabilir.

Residual Streslerin Ölçülmesi ve Karakterizasyonu

Sürekli streslerin doğru ölçümü, başarısızlık üzerindeki etkilerini anlamak için önemlidir. Çeşitli teknikler kullanılabilir, her biri güçlü ve kısıtlamalarla:

Destructive Yöntemleri

  • [FONT:0]Hole-drilling yöntemi[Dönemli: 1 ) - Küçük bir delik bileşenine uygulanır ve elde edilen su yakması, bu standart teknik (ASTM E837) yakın çevre stres profilleri ile ölçülür.
  • [FONT:0]Contour yöntemi[[Dönetici:0)[[Dönetici:0))[Dönerge yöntemi[Dönemli) ile, bu yöntem kalın bölümlerde derin stresleri ölçebilir.
  • [[DÜDÜ:0)Disksiyon yöntemleri[[[DÜT:1) - Küçük parçalara bileşeni küçük parçalara çıkarmak, serbest suların ölçütlerini sağlayabilir. Katman kaldırma teknikleri derinlik profilleri sağlayabilir.

Yıkıcı Yöntemler

  • [FONT:0)X-ray diffraction (XRD))[XRD)[Felt:0))[XRD)[XRD) [XRD)[MDDD))[XRD))[Düzüksel malzemelerde ısıtılması için tabakaların çıkarılması ile birlikte, xRD yüzeysel hassastır.
  • [FONT=0]Neutron difraksiyon[[Döntgen: 1 ) – XRD'ye benzer ama çok daha derin (centimeters) çok daha derin nüfuz eden nötronlar kullanır.
  • [FONT:0)Ultrasonik yöntemler[[[Dönetici:0)[[Dönetici:0)[[Dönetici:0)))[[[Dönetici/tr|Dönetici))))
  • [FONT=0)Magnetic yöntemleri[[[Dönetici: 1) Barkhausen gürültü ve manyetik alanlar strese duyarlıdır. öncelikle ferromanye çelikler için kullanılır.

Her yöntem, uzaysal karar, penetrasyon derinliği, doğruluk ve maliyetle ticarete sahiptir. Başarısızlık analizi için, yıkıcı ve imha olmayan teknikleri genellikle en eksiksiz resmi sağlar.

Materyal Başarısızlığı Üzerine Residual Stresleri Etkisi

Residual stresler ya bir metal bileşeni güçlendirebilir ya da zayıflatabilir, işaretlerine bağlı olarak, büyüklüğüne ve dağıtıma uygun yüklere bağlı olarak. Servis stresiyle etkileşim yapan ön-existing stres alanı olarak hareket ederler. net etki, kritik yerlerdeki materyal tarafından deneyimli toplam stresi artırmak veya azaltmaktır.

Fatigue ve Fracture üzerinde Etkileri

Yağı başarısızlık, yüzeydeki oturma noktalarının çekilmesi ve kırılma oranlarının azaltılması için son derece hassastır.Süresel stres genellikle yüzeyde döngüsel yüklerin altında başlar. Bir çekme makinesi, çatlakların bozulması ve yavaşlanması anlamına gelir.Bu, erken çatlakların başlaması ve daha hızlı yayılmasına yol açabilir.

monoton yükleme altında kırılma için, oturma stresleri çatlaklardaki stres yoğunluk faktörünü etkiler. Bir çekme alanı etkili stres yoğunluğunu artırır, potansiyel olarak düşük ücretli yüklerde dengesiz kırılmaya neden olur.Konuksal stresler kırılabilir veya kırılma için daha yüksek dış yükler gerektirir.Bu özellikle de kalın bölümlerde kalın stresler tri aksiyeltir ve verim gücünü artırabilir.

Stresli Teşekkkür (SCC) Üzerine Etkileri

Stres korozyonu hassas bir malzeme gerektirir, agresif ortamlardaki aşındırıcı bir çevre ve çekme stresi. Residual Machinery stresler genellikle SCC başarısızlıklarında birincil stres kaynağıdır, özellikle de dışsal streslerin ölçümü ve kontrolü, örneğin, agresif ortamlarda soğuk-işlevsel paslanmaz çelikler ve alüminyum alaşımlar tek başına başarısız olabilir. SCC için eşik stres, verim gücünün% 20-30'u kadar düşük olabilir.

Hidrojen Embrittlement üzerindeki Etkileri

Hidrojen embrittlementi, mevcut demiryolları tarafından baskılanan başka bir başarısızlık modudur. Hidrojen atomları metale diffetmek ve yüksek hidrostatik stres bölgelerinde yoğunlaşır, örneğin çatlakların önünde veya dahil edilme risklerini azaltmak için önemlidir. Residual Gerginlik stresleri yerel hidrojen çözünürlüklerini arttırır ve çatlakları arttırır ve çatlakları teşvik eder ve bazı titanyum alaşımları özellikle hassastır.

Distortion ve Dimensional Stability

Residual stresler, malzeme işleme veya hizmet sırasında kaldırıldığında beklenmedik bir bozulmaya neden olabilir. Stres dağılımı dengede değilse, malzeme stresi serbest bırakabilir ve savaşlamaya neden olabilir.Bu, soğuk işlenmiş stoklardan yapılan hassas bileşenlerde ortak bir konudur. Ek olarak, oturma süresi boyunca rahatlayabilir (oda sıcaklık)

Başarısızlık Mekanizmaları Residual Stresler Tarafından Tesadedildi

Premature Fatigue Başarısızlık

En yaygın başarısızlık senaryolarından biri, tahmini seviyelerin altında yorgunluk gücünü azaltmak için geçici stresler içerir. Örneğin, soğuk teller genellikle yorgunluk limitini azaltır, ilkbaharlarda beklenmedik başarısızlıklara yol açar, kablolar ve taşıyıcılar. Tersine, peçeteler kasıtlı olarak sertçe yüzey stresleri oluşturmak için kullanılır, ancak peçeteli teller zayıf kontrol edilirse, yorgunluk ömrünü artırmak yerine aşırı soğuk çalışma üretebilir.

Statik Overload Fracture

Yüksek çekmeli yüksek stres içeren öğeler, malzemenin puanlanan gücünün altında iyi olan uygulamalı yüklerin altında kırılabilir. Bu özellikle de, mevcut streslerin yerel olarak uygulanan streslerle bir araya getirildiği ve sıtma gücü ile bir araya getirildiğinde tehlikeli. Catastrophic brittle kırılmış betonlar meydana gelebilir, çünkü bazı yüksek çözünürlükte görülen cıvata başarısızlıklarda görülür.

Gecikme ve Quench Cracking

Soğuk çalışmadan gelen kazılar, işlemden sonra saatlerce veya günlerce ortaya çıkan çatlakları kırarak sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık yüksek oturma gerilim ve çevre hidrojen kombinasyonunun zaman bağlı çatlaklar büyümesine yol açtığını ortaya koyar. Quenchching, ısıya bağlı parçalarda çatlakların bir araya geldiği ilgili bir fenomendir.

Soğuk metaller kaynaklandığı veya diğer malzemelere katıldığında, kaynak ve soğuk çalışmalardan gelen kazıların birleşimi çatlakları teşvik eden karmaşık stres durumlarını yaratabilir. Örneğin, kafalara kaynaklanmış paslanmaz çelik tüpler stresin sıkıştırılmasında kaynak ısıtılmış bölgeye yakın çatlakları deneyimleyebilir.

Soğuk Çalışmalı Metallerde Residual Stresleri Yönetin

Mühendisler üretim sürecinde ikamet eden stresleri kontrol etmek için çeşitli teknikler kullanırlar, son tedavi yoluyla tasarımdan. Hedef zararlı çekme streslerini azaltmak veya onları yararlı sıkıştırıcı streslere dönüştürmektir.

Stresli Yardım Anne

Metalin altktik bir sıcaklığa (tipik olarak 400-700°C çelikler için, alaşıma bağlı olarak) ve sürekli olarak iyileşmeye izin vermek için yeterince uzun süre boyunca, soğutma, malzemenin mekanik özelliklerini önemli ölçüde değiştirmeden kalıntı stres gider.Bu, soğuk çalışmadan sonra stres rahatlama için en yaygın yöntemdir.

●

Bu teknik, ısı tedavisinden daha az etkili olsa da, vibriyal stresin yüksek çözünürlükte olduğu mikro ölçekli plastik deformasyona neden olur. Özellikle termal stres rahatlamasının pratik olduğu büyük yapılar için faydalıdır.

Yüzey Tedavisi

Yüzey tedavileri, yüzeyde faydalı sıkıştırıcı kalıcı stresler tanıtmak için yaygın olarak kullanılır:

  • [FONT:0]Shot peting[[Dönetici: 1 ) – Küçük küresel çekimlerle yüzeye çıkmak (kömür, cam, seramik) genellikle 0.1-0.5 mm derin bir şekilde yorgunluk yaşamını artırır.
  • [FONT:0]Laser şok peting[[Dönemli: 1 ) – Geniş enerjili lazer pulları geleneksel atış peçeten daha derin hale getiren plazmayı oluşturmak için kullanır. (p 1-2 mm'ye kadar).
  • [FONT:0)Ultrasonik peting[[DÜT:1) – Tekrar atış yapmak için ultrasonik titreşim kullanır, iyi kontrol sağlar.
  • [FONT:0)Roller [DÜDÜDÜT:1] – Yüksek basınçlı plastik olarak yüzeyin altında pürüzsüz bir roller, sıkıştırıcı stresler ve gelişmiş yüzey bitirmek.

Kontrollü İşleme Parametreleri

Soğuk çalışma parametrelerini ayarlama, örneğin, orta ekaller ile daha küçük azaltımları kullanarak, ısıtıcıları optimize etmek, kontrol rulo geometrisini optimize etmek ve geri gerilimleri uygulamak daha üniforma deformasyon ve daha düşük oturma streslerini sonuçlandı. Finite element modellemesi bu parametreleri tahmin etmek ve optimize etmek için giderek daha fazla kullanılmaktadır.

Tasarım Modifications

Kombinasyon tasarımındaki değişiklikler, retorik streslerin etkisini azaltabilir. Daha büyük dolgun radii kullanarak keskin olmayan ağrılardan kaçının ve simetrik kesitlerin stres konsantrasyonunu azaltıp, çekmenin bazı durumlarda, işleme sırasını faydalı stres kalıpları oluşturmak için tasarlayabilirsiniz (örneğin, baskı gemilerin otomatik olarak değiştirilmesi)

Post-Processing Techniques

Diğer yöntemler şunlardır:

  • [FONT:0)Crygen tedavi[[DÜT:1) – Derin dondurucu bazı metallerde stres rahatlatabilir.
  • [FONT:0]Electropolishing ve kimyasal etching[Döntgen: 1) Removing yüzey tabakaları, mevcut stresleri içeren.
  • [FONT:0]Mechanical düzleme[[Dönemli stresler) – Yeni oturma streslerini tanıtabilir; dikkatle kontrol edilmelidir.

Uygulamalar ve Pratik Bakışlar

İndüksiyon stres yönetimi birçok endüstride kritiktir. Havacılıkta, türbüslerde ve kompresör bıçakları, döngüsel yüklerden yorgunluktan kaçınmak için kilitlenir. Otomotivde, süspansiyon ilkbaharlarında ve çubuklar dayanıklılık için kontrol edilen sıkıştırıcı stres kontrolü gerektirir.In oil and gas, stress Machinery in pipelines is mitigated by require stressing in pipelines.In the medical device, orthope implants made from cold-worked titanyum alaşıms require careful control to prevent failure under cycle.

Kalıcı streslerin her zaman başarısızlıktan dolayı değil dikkat edilmesi önemlidir. Aslında, faydalı ikamet stresleri genellikle bileşenleri kasıtlı olarak tasarlanır. Örneğin, silah varillerinin ve yüksek basınçlı gemilerin otomatikleştirilmesi, çalışma basıncı kapasitesini artırmak için sıkıştırıcı bir stres yaratır. Anahtar, oturma stresi, uygulanan yükler ve çevresel faktörler dahil olmak üzere tüm hizmet stresinin anlaşılmasıdır.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Residual stresler soğuk çalışma süreçlerinin ayrılmaz bir sonucudur ve tasarım, işleme ve yaşam tahminleri sırasında retorik stresler için belirleyici bir rol oynarlar.Probleks kırılma yöntemini artırır ve erken kırılmaya neden olabilir, daha doğru ölçüm ve retorik stresler genellikle performansları geliştirmek için kasıtlı olarak tanıtıldı.Mevcut stresler, üretim ve yaşam tahminleri gibi ölçüm tekniklerinde ilerlemeler, daha güvenli çalışma ve kontraksiyon yöntemi gibi ölçüm teknikleri ile birlikte, hesaplama modelleme ve yönetim ile birlikte, daha doğru bir şekilde ölçümleme ve yönetim sağlar.

Daha fazla okuma için, geçici stres teorisi, ölçüm standartları ve yönetim uygulamaları, [[DÜDÜDÜDÜDÜ[DÜT: 1) Ek kaynaklar, DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜŞÜNÜDÜDÜDÜDÜDÜŞÜNÜŞÜNÜDÜDÜDÜDÜŞÜNÜDÜDÜDÜDÜŞÜNÜŞÜNÜDÜŞÜNÜŞÜN