Restspanning inmetalen gietstukkenis een belangrijk probleem dat de prestaties en levensduur van metalen componenten kan beïnvloeden. Het voorspellen en beheersen van deze spanningen is cruciaal voor het garanderen van de kwaliteit en duurzaamheid van het eindproduct.
Voorspelling van restspanning in gietstukken
Restspanningen in gietstukken kunnen worden voorspeld met behulp van computermethoden zoals eindige elementenanalyse (FEA). Deze simulaties houden rekening met de thermische en mechanische processen tijdens het gieten, inclusief stollen en afkoelen.
Het verminderen van de vorming van reststress
Om de vorming van restspanningen in gietstukken te verminderen, kunnen verschillende benaderingen worden toegepast. Gecontroleerde koeling is een methode waarbij het gietstuk met een uniforme snelheid wordt gekoeld om verschillende contractie te voorkomen. Het optimaliseren van het gietontwerp om scherpe hoeken en dikke delen te vermijden kan ook helpen, omdat deze gebieden gevoelig zijn voor hogere spanningsconcentraties. Bovendien kan het wijzigen van de legeringssamenstelling om een meer uniforme stolling te bereiken de spanning verminderen.
Detectie van reststress
Het detecteren van restspanningen in gietstukken kan worden bereikt via verschillende niet-destructieve testmethoden. Röntgendiffractie (XRD) is een veelgebruikte techniek die de afstand tussen kristalvlakken in het materiaal meet om de spanningstoestand te bepalen. Ultrasoon testen kan ook worden gebruikt om veranderingen in materiaaleigenschappen te detecteren die wijzen op spanning. Rekstrookjes kunnen worden toegepast om oppervlaktespanningen direct te meten.
Spanningsverlichting bij gietijzeren gietstukken
Om restspanning te eliminerengietijzergloeien is een veelgebruikte methode. Dit houdt in dat het gietstuk wordt verwarmd tot een temperatuur onder het smeltpunt, het op die temperatuur wordt gehouden om spanningsrelaxatie mogelijk te maken, en het vervolgens langzaam afkoelt. Met dit proces kunnen de interne spanningen worden verlicht zonder de materiaaleigenschappen aanzienlijk te veranderen.
Spanningsverlichting bij stalen gietstukken
Voorstalen investeringsgietstukken, spanningsarmgloeien is ook effectief. Het proces is vergelijkbaar met dat voor gietijzer, maar de temperaturen zijn over het algemeen hoger vanwege de verschillende thermische eigenschappen van staal. Gecontroleerde verwarming en koeling zijn van cruciaal belang om de introductie van nieuwe spanningen tijdens het proces te voorkomen.
Spanningsverlichting bij gietstukken van non-ferrolegeringen
Non-ferrolegeringen, zoals aluminium- en koperlegeringen, vereisen ook spanningsverlichting om hun prestaties te verbeteren. Deze materialen worden doorgaans spanningsvrij gemaakt door middel van thermische methoden die vergelijkbaar zijn met ferrometalen, maar vaak bij lagere temperaturen. Bovendien kunnen sommige non-ferrolegeringen profiteren van technieken voor mechanische spanningsverlichting, zoals trillingsspanningsverlichting, waarbij mechanische trillingen worden gebruikt om interne spanningen te herverdelen en te verlichten.
Posttijd: 22 november 2024