La tensión residual (también llamada tensión interna) se refiere a la tensión que aún permanece dentro de la pieza de trabajo después de que se elimina la carga externa.
Es causada por el procesamiento en caliente o en frío de la pieza de trabajo. Es causada por cambios de volumen desiguales en la estructura macroscópica o microscópica dentro del metal. La estructura interna de las piezas con tensión residual se encuentra en un estado extremadamente inestable y tiene una fuerte tendencia a volver a un estado libre de tensión, por lo que está constantemente. Libere la tensión hasta que desaparezca por completo. Durante la desaparición de la tensión residual, la forma de la pieza cambia gradualmente y se pierde gradualmente la precisión del mecanizado original.
Generación de tensión residual
1) Esfuerzos residuales generados durante la fabricación de la pieza en bruto y el tratamiento térmico
Durante los procesos de fundición, forja, soldadura y tratamiento térmico, debido a la expansión y contracción térmica desigual de varias partes de la pieza de trabajo y a los cambios de volumen durante la transformación de La estructura metalográfica, se generará una gran tensión interna dentro de la pieza de trabajo. Cuanto más compleja sea la estructura de la pieza de trabajo, mayor será la diferencia de espesor de la pared, peores serán las condiciones de disipación de calor y mayor será la tensión interna si el metal se corta en el futuro. Durante el procesamiento, la tensión dentro de la pieza de trabajo se redistribuirá, lo que provocará errores de mecanizado.
2) Tensión residual causada por el enderezamiento en frío de la pieza de trabajo
Al procesar piezas de eje delgadas, el enderezamiento en frío se usa generalmente para corregir la deformación por flexión Para que la pieza de trabajo se enderece, la tensión de una parte del material debe exceder su límite elástico, es decir, se produce una deformación plástica. Una vez que se elimina la fuerza externa, la parte deformada elásticamente. la pieza de trabajo vuelve a su forma original, pero el material después de la deformación plástica no puede recuperarse. Las dos partes del material se restringen entre sí y la tensión se redistribuye y alcanza un nuevo estado de equilibrio. la pieza de trabajo si se corta otra capa de metal durante el procesamiento posterior, la tensión dentro de la pieza de trabajo se redistribuirá y provocará flexión, produciendo así formas geométricas.
3) Tensión residual producida por el procesamiento mecánico<. /p>
Durante el proceso de procesamiento mecánico, debido al efecto combinado de la fuerza de corte y el calor de corte, la red metálica de la capa superficial se deformará o el metal se dañará y la estructura de fase cambiará, lo que provocará residuos. tensión en la capa superficial. La generación de tensión residual
Durante el proceso de fabricación, los componentes se verán afectados por diversos procesos cuando estos factores desaparezcan, si Los efectos antes mencionados en los componentes no pueden desaparecer por completo; , y algunos efectos y efectos aún permanecen en los componentes. Este efecto e influencia residual se llama tensión residual o tensión residual.
El estrés residual es el estrés que existe en el interior del objeto para mantener el equilibrio cuando no hay factores externos actuando sobre el objeto.
Cualquier tensión que mantenga el autoequilibrio dentro de un objeto sin efectos externos se denomina tensión inherente al objeto, o tensión inicial, o tensión interna.
El estrés residual es un tipo de estrés inherente.
El estado de existencia de tensión residual varía según las propiedades del material, las condiciones de producción, etc., y los métodos de clasificación también son inconsistentes. Si se divide según el alcance de la tensión residual, se puede dividir en dos categorías: macro tensión residual y micro tensión residual.
Esfuerzo residual macroscópico
El estrés residual macroscópico, también conocido como primer estrés residual, se distribuye en un rango macroscópico y su tamaño, dirección y propiedades se pueden determinar mediante métodos físicos comunes. o métodos mecánicos para la medición.
Esfuerzo residual microscópico
El estrés residual microscópico pertenece al estrés dentro del ámbito de la microscopía. Según el ámbito de su acción, los turistas se subdividen en dos categorías: estrés microestructural, o segundo tipo de estrés residual, que se distribuye dentro del rango de grano; estrés subestructural intragranular, también conocido como tercer tipo de estrés. es la tensión residual que actúa dentro de un grano y es uno de los indicadores importantes para medir la calidad de las piezas. El método de utilizar energía para realizar un trabajo puede profundizar la comprensión de la tensión residual: la fuerza externa deforma la pieza. causando deformación plástica es El trabajo se almacena en la pieza debido a la deformación del material interno de la pieza. Cuando se elimina la fuerza externa, se liberará la energía de la tensión desigual, lo que provocará que la pieza se deforme lentamente, es decir, la tensión residual realizará trabajo, lo que hará que la precisión del mecanizado original se pierda gradualmente hasta que se libere toda la energía y la termina la deformación. Especialmente en la producción de instrumentos, la tensión residual puede hacer que todo el instrumento pierda precisión y se convierta en chatarra.
Se deben comprender las características de "liberación lenta" del estrés residual, estar familiarizado con las causas del estrés residual y dominar los medios técnicos para reducir y eliminar el estrés residual.
La generación de tensiones residuales superficiales durante el rectificado
La generación de tensiones residuales superficiales en la pieza durante el mecanizado está restringida principalmente por tres factores: la deformación plástica causada por la fuerza mecánica y la tensión térmica. Cambios de volumen provocados por deformación plástica y transformación de fase. Bajo la acción de la tensión mecánica, se produce flujo y extensión plásticos en la capa superficial, y la deformación de recuperación elástica del metal de la capa interna es restringida por el metal superficial deformado plásticamente, lo que resulta en una tensión de compresión residual en la superficie. La alta temperatura en la superficie de la pieza de trabajo generada durante el rectificado hace que la capa superficial entre en un estado completamente plástico. Después de que la pieza de trabajo se enfría, el metal de la capa superficial se contrae y queda restringido por el metal de la capa interna, lo que provoca una tensión de tracción residual. en la superficie. Cuando la temperatura del área de contacto entre la muela y la pieza de trabajo alcanza la temperatura de transformación de la fase metálica, la estructura de la superficie sufre cambios metalográficos y la naturaleza de la tensión residual de la superficie cambia con los cambios en la estructura metalográfica antes y después del rectificado. La generación de tensiones residuales en la superficie mecanizada es el resultado de los efectos combinados de los factores anteriores.
En el proceso de rectificado general, la presión y la fricción específicas son grandes, lo que resulta en una temperatura alta en la zona de rectificado. La superficie de la pieza de trabajo a menudo produce tensiones de tracción residuales debido a la deformación termoplástica. En este sentido, reduciendo específicamente la temperatura de la superficie de molienda y reduciendo la deformación plástica resultante, se puede suprimir la generación de tensión de tracción residual, e incluso se puede generar tensión de compresión residual. Sobre esta base teórica se propuso la molienda con enfriamiento forzado (la denominada molienda con enfriamiento forzado).