Өнхрөх процесс нь металлын механик шинж чанарт хэрхэн нөлөөлдөг вэ
Элдэх үйл явц нь үйлдвэрлэлийн салбарт хамгийн өргөн хэрэглэгддэг металл хэлбэржүүлэх аргуудын нэг бөгөөд голчлон тодорхой зузаан эсвэл хөндлөн огтлолтой хавтан, хуудас, саваа, профиль үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг. Үндсэндээ элдэх үйл явц нь металл материалыг хоёр ба түүнээс дээш эргэлддэг булны хооронд дамжуулах бөгөөд энэ нь металлыг хуванцар деформацид оруулж, булны хоорондох зайнаас хамааран хэлбэрийг өөрчлөхөд хүргэдэг. Энгийн мэт боловч элдэх нь металлын механик шинж чанарт ихээхэн нөлөөлдөг - бат бөх чанар, уян хатан чанар, хатуулаг, ядрах эсэргүүцэл хүртэл. Эдгээр өөрчлөлтүүд нь элдэх нь металлын бичил бүтэц болон стрессийн тархалтыг өөрчилдөг тул тохиолддог.
Өнхрөх ба хуванцар деформацийн үндсэн зарчмууд
Металлыг булгаар дарахад материал нь уян хатан байдлын хязгаарыг давсны дараа хэлбэр нь байнга өөрчлөгддөг хуванцар деформацид ордог. Энэхүү деформаци нь металлын талст доторх мултралуудын хөдөлгөөнөөс болж үүсдэг. Зузаан эсвэл хөндлөн огтлолын талбай багасах тусам хуванцар деформаци их байдаг. Үүний үр дүнд гулсмал нь тодорхой бичил бүтцийн өөрчлөлтийг "түгжиж", улмаар металлын механик шинж чанарыг өөрчилдөг.
Ерөнхийдөө гулсмал нь хоёр үндсэн ангилалд хуваагддаг: халуун гулсмал нь металлын дахин талсжих температураас дээш хийгддэг, хүйтэн гулсмал нь дахин талсжих температураас доош хийгддэг. Үйл явцын температурын энэхүү ялгаа нь бичил бүтцийн өөрчлөлтийн төрөл, эцсийн дүнд бүтээгдэхүүний механик шинж чанарыг тодорхойлох гол хүчин зүйл юм.
Өнхрөх нь бат бэх ба хатуулагт үзүүлэх нөлөө
Өнхрөх, ялангуяа хүйтэн өнгөлөх хамгийн шууд нөлөөллийн нэг бол урсацын бат бэх болон суналтын бат бэхийн өсөлт юм. Энэ нь хуванцар деформаци нь мултралуудын тоо болон нягтралыг нэмэгдүүлдэгтэй холбоотой юм. Илүү их мултрал нь дараагийн мултралуудыг хөдөлгөхөд илүү хэцүү болгодог бөгөөд үүний үр дүнд илүү бат бөх металл үүсдэг. Энэ үзэгдлийг хэв гажилтын хатуурал эсвэл ажлын хатуурал гэж нэрлэдэг.
Бат бөх чанараас гадна гулсмал нь хатуулгийг нэмэгдүүлдэг. Хүйтэн цувимал металл нь ерөнхийдөө анхны төлөвөөсөө илүү хатуу байдаг (жишээлбэл, хатаалтын дараа). Зарим хэрэглээнд, жишээлбэл, илүү их бат бөх чанар шаарддаг тээврийн хэрэгслийн кузовын хуудас ган зэрэгт энэхүү хатуулгийг нэмэгдүүлэх нь давуу талтай байдаг. Гэсэн хэдий ч хатуулаг нэмэгдэх нь ихэвчлэн уян хатан чанар буурахтай холбоотой байдаг.
Халуун гулсмалд бат бэхийн өсөлт нь хүйтэн гулсмалтай адил үргэлж чухал байдаггүй, учир нь өндөр температурт нөхөн сэргээлт болон дахин талстжих үйл явц явагдаж болох бөгөөд энэ нь хэв гажилтын хатууралтын нөлөөг хэсэгчлэн нөхдөг. Гэсэн хэдий ч халуун гулсмал нь бичил бүтцийг сайжруулж, үр тарианы хэмжээг хянах замаар бат бэхийг нэмэгдүүлж чаддаг, ялангуяа температур болон хөргөлтийн хурдыг зохих ёсоор хянаж байх үед.
Өнхрөх нь тэсвэр хатуужил болон бат бөх чанарт үзүүлэх нөлөө
Уян хатан чанар гэдэг нь материалын хугарал үүсэхээс өмнө хуванцар деформацид орох чадвар юм. Хүйтэн цувих үед уян хатан чанар нь ихэвчлэн буурдаг, учир нь мултрал нягтрал нэмэгдэх нь металлыг илүү хатуу болгодог бөгөөд энэ нь хагаралгүйгээр цаашид деформацид ороход хэцүү гэсэн үг юм. Үүний үр дүнд хүйтэн цувисан материал нь дулааны боловсруулалт хийхгүйгээр цаашдын хэлбэржүүлэх явцад хагаралд илүү өртөмтгий байдаг.
Үүний зэрэгцээ, халуун гулсмал нь хүйтэн гулсмалаас илүү уян хатан чанартай бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх хандлагатай байдаг, учир нь процессын явцад дахин талсжих нь харьцангуй "илүү шинэхэн" ширхэгийн бүтцийг бий болгож, мултралыг бууруулдаг. Энэхүү өндөр уян хатан чанар нь дэвшилтэт хэлбэржүүлэх процессууд (гүн зурах, нугалах гэх мэт) зэрэг деформацийн чадвар шаарддаг бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд ашигтай байдаг.
Хагарахаас өмнө энерги шингээх чадвартай холбоотой хатуулаг нь мөн өнхрөхөөс хамаарна. Өнхрөхөөс үүдэлтэй бичил бүтэц (жишээлбэл, нарийн ширхэгийн хэмжээ) нь хатуулгийг нэмэгдүүлж болох боловч анизотропи болон үлдэгдэл стрессийг хянахгүй бол бууруулж болно.
Бичил бүтцийн өөрчлөлт: Үр тарианы хэмжээ, бүтэц ба анизотропи
Өнхрүүлэлт нь зөвхөн хэмжээсийг өөрчлөхөөс гадна бичил бүтцийг өөрчилдөг. Халуун өнхрүүлэлтэд металлын ширхэгүүд деформацид орж, дараа нь дахин талсжих боломжтой бөгөөд ингэснээр шинэ, илүү нарийн ширхэгүүд үүсдэг. Нарийн ширхэгийн хэмжээ нь ерөнхийдөө бат бөх чанарыг нэмэгдүүлдэг (Холл-Петчийн хамаарлын дагуу) бөгөөд мөн хатуулгийг сайжруулдаг.
Хүйтэн гулсмалд мөхлөгүүд нь процессын явцад (бага температурын улмаас) дахин талсжихгүй, харин гулсмал чиглэлийн дагуу сунадаг. Энэ нь чиглэлээс хамааран механик шинж чанарын ялгаа болох талст бүтэц ба анизотропийг үүсгэдэг. Жишээлбэл, бат бэх ба хугарлын деформаци нь гулсмал чиглэлтэй параллель чиглэл ба түүн дээрх чиглэлийн хооронд ялгаатай байж болно. Аж үйлдвэрийн салбарт энэхүү анизотропийг анхаарч үзэх нь чухал бөгөөд учир нь энэ нь эд ангийн гүйцэтгэлд, ялангуяа хуудас хэлбэржүүлэхэд нөлөөлж болзошгүй юм.
Бүтэц нь мөн хуудас металлын гүн татах чадвар зэрэг шинж чанарт нөлөөлж болно. Сав баглаа боодолд ашигладаг хуудас ган эсвэл хөнгөн цагааны хувьд хэт их урагдах, үрчлээ үүсэхгүйгээр тогтвортой хэлбэржүүлэхэд бүтцийн хяналт чухал үүрэгтэй.
Үлдэгдэл стресс ба түүний гажуудалд үзүүлэх нөлөө
Өнхрүүлэлт, ялангуяа хүйтэн өнгөлгөө нь материалын гадаргуу ба дотор талын хооронд жигд бус хэв гажилтаас болж үлдэгдэл стресс үүсгэж болзошгүй. Эдгээр үлдэгдэл стресс нь материалыг зүсэх, боловсруулах эсвэл гагнах үед гажуудал үүсгэж болзошгүй. Цаашилбал, үлдэгдэл стресс нь тодорхой нөхцөлд, ялангуяа идэмхий орчинд стресс хагарахад хувь нэмэр оруулдаг.
Халуун гулсмалд үлдэгдэл стресс үүсч болох ч өндөр температурт стресс сулрах нь илүү хялбар байдаг тул тэдгээр нь ихэвчлэн бага байдаг. Гэсэн хэдий ч халуун гулсмал хийсний дараа хөргөлтийн градиент нь хөргөлт жигд биш бол үлдэгдэл стресс үүсгэж болно.
Өнхрөх нь ядаргаа тэсвэрлэхэд үзүүлэх нөлөө
Ядаргааны бат бэх гэдэг нь материалын давтан ачааллыг эвдрэлгүйгээр тэсвэрлэх чадвар юм. Өнхрөх нь хэд хэдэн хүчин зүйлээс хамааран ядаргааны бат бэхийг нэмэгдүүлэх эсвэл бууруулах боломжтой: хэв гажилтын хатууралтын зэрэг, гадаргуугийн чанар, үлдэгдэл стресс байгаа эсэх.
Хүйтэн цувих нь бат бөх, хатуулгийг нэмэгдүүлдэг бөгөөд зарим тохиолдолд ядрах хязгаарыг сайжруулж чаддаг. Гэсэн хэдий ч хэрэв цувих нь бичил согог, зураас эсвэл үлдэгдэл суналтын стресстэй гадаргуу үүсгэдэг бол ядрах эсэргүүцэл нь үнэндээ буурч болно, учир нь ядрах хагарал нь гадаргуу дээр эхэлдэг хандлагатай байдаг. Үүний эсрэгээр, хэрэв цувих нь сайн гадаргуу үүсгэж, гадаргуу дээр үлдэгдэл шахалтын стресс үүсгэдэг бол ядрах эсэргүүцэл сайжирч болно.
Дулааны боловсруулалттай хамт өнхрүүлэх болон хослуулах
Аж үйлдвэрийн практикт механик шинж чанарын хүссэн хослолыг бий болгохын тулд гулсмалжуулалтыг ихэвчлэн дулааны боловсруулалттай хослуулдаг. Жишээлбэл, хүйтэн гулсмал хийсний дараа материалыг илүү уян хатан болгохын тулд хатуулгийг бууруулж, дахин талстжуулалтаар уян хатан чанарыг сэргээхийн тулд шарах процессыг гүйцэтгэдэг. Хавтгай чанарыг сайжруулах, урсацын шинж чанарыг хянах, дамнуургын суналт зэрэг асуудлыг багасгахын тулд гангийн хөөсрөлт эсвэл арьсаар дамжих зэрэг өөрчлөлтүүдийг хийдэг.
Зарим хайлшуудад халуун гулсмал нь эцсийн бат бөх чанарыг нэмэгдүүлэхийн тулд дулааны боловсруулалт (уусмал боловсруулалт болон хөнгөн цагаан дээр хөгшрөлт гэх мэт)-ийг хатууруулахаас өмнөх урьдчилсан алхам байж болно.
Дүгнэлт
Өнхрөх процессууд нь хуванцар деформаци, бичил бүтцийн өөрчлөлт, бүтэц үүсэх, үлдэгдэл стресс үүсэх зэргээр металлын механик шинж чанарт мэдэгдэхүйц нөлөөлдөг. Хүйтэн гулсмал нь ерөнхийдөө ажлын хатууралтаар дамжуулан бат бөх чанар, хатуулгийг нэмэгдүүлдэг боловч уян хатан чанарыг бууруулж, анизотропийг нэмэгдүүлдэг. Халуун гулсмал нь дахин талстжих замаар илүү сайн уян хатан чанар, илүү нэгэн төрлийн бичил бүтцийг бий болгох хандлагатай байдаг ч согог, үлдэгдэл стрессээс зайлсхийхийн тулд процессын хяналт шаардлагатай хэвээр байна. Өнхрөх параметрүүд болон бичил бүтцийн өөрчлөлтийн хоорондын хамаарлыг ойлгосноор аж үйлдвэр нь бүтцийн эд анги, автомашин, барилга байгууламж эсвэл нарийн хуудас металл бүтээгдэхүүний хувьд хэрэглээний хэрэгцээнд тохирсон механик шинж чанартай материал үйлдвэрлэх процессыг зохион бүтээж чадна.
Хэрэв та хүсвэл би энэ нийтлэлийг илүү техникийн (омог, жинхэнэ стресс-омог, динамик дахин талсжих, Холл-Петч гэх мэт нэр томьёотой) эсвэл ган, хөнгөн цагаан эсвэл зэсийн жишээг нэмж оруулах зэрэг ерөнхий уншигчдад илүү түгээмэл болгож өөрчилж болно.
