聯系我們| 渣漿泵葉輪加工表面殘余應力的產生 |
| 來源： 日期： 2016-11-01 08:43:42 點擊: |
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渣漿泵葉輪的表面在加工過程中其表層相對自身材料將發生形狀、體積大小以及金相組織的變化，這時，在加工后的葉輪表層中留有殘余應力，應力的大小隨葉輪深度而變化，而其最外層的應力和表面層與基本體材料的交界處(其內層)的應力符號是相反的，而且內外相互平衡殘余應力產生的主要原因可歸納以下幾個方面：
1.影響材料金相組織的變化
機床加工時產生的高溫會引起表面層的相變而不同的金相組織將產生不同的比重，表面層金相變化的結果造成了體積的變化表面層體積膨脹時由于受到基本體的限制，就產生了壓應力，相反表面層體積縮小時則產生拉應力各種金相組織大馬氏體的比重量小，到奧氏體的比重量大，磨削淬火鋼時倘若表層產生回火現象，馬氏體轉化成索氏體或屈氏體，這時因體積組小，表面層產生殘余應力，內層產生殘余應力如果表面產生二次淬火現象，則表面層產生二次淬火馬氏體，體積比內層的回火組織大，這時葉輪表面產生壓應力，內層產生拉應力。
2.材料的熱塑性變形影響
渣漿泵葉輪表面層在切削溫的作用下產生熱膨脹，而此時的基本體的溫度較低，固表面層的熱膨脹受其基本體的限制產生熱壓縮應力。而當表層的溫度超過材料的彈性變形范圍時，這時材料在壓應力的作用下相對縮短。當切削過程結束，溫度下降到與基本體的溫度一致的時候，因為葉輪表面層已產生熱塑變形，此時葉輪表面受到基本體的限制產生了殘余拉應力，內層則產生了壓應力根據圖1所示的圖解法來分析在切削區內溫度升高時，表面層受熱膨脹產生熱壓縮應力盯此應力隨著溫度的升高而線性地增大沿OA)。
此時當切削溫度繼續升高至TA時。熱應力達到材料的屈服強度值(A點處)，當溫度再升高至TB時，表面層將產生了熱塑性變形，熱應力值將停留在材料不同溫度時的屈服強度范圍(沿A、B)，磨削完畢表面層溫度下降，熱應力按原斜率下滑(沿BC)，直到與葉輪基本體溫度一致時，表面層即產生拉應力。
未產生熱塑性變形時，表面層在溫度TB時的熱應力值：仃B——切削時材料在溫度TB時的屈服強度。如果磨削溫度超過TA時，表面層將產生熱塑性變形，就會產生殘余的拉應力，且當磨削溫度越升高時產生的殘余應力也就越大，而材料的性能好壞直接受到葉輪表面層的殘余應力大小的影響。
3.影響材料的冷塑性變形因素
渣漿泵葉輪加工時在切削力的作用下，加工表面層受拉應力作用產生伸長塑性變形，葉輪表面積趨向擴大，此時內層就處在彈性狀態下，然而當切削力除去后內層金屬又趨向復原，但是葉輪表面層已受到已產生的塑性變形的限制，不能恢復到原來的形狀，因而這時在葉輪的表面層就會產生殘余壓應力，與內層的拉應力相之平衡。
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