Neuf facteurs qui affectent la déformation du traitement thermique (一)

Tout d'abord, les raisons de la déformation

La principale cause de déformation de l'acier est la présence de contraintes internes ou de contraintes externes sur l'acier. La contrainte interne est causée par une répartition inégale de la température ou une transformation de phase, et la contrainte résiduelle en est également une des causes. La déformation provoquée par la contrainte externe est principalement causée par le "collapsus" causé par le poids de la pièce. Dans des cas particuliers, il convient également de prendre en compte la pièce à chauffer en raison de la collision ou de la dépression provoquée par le serrage de l'outil de serrage. La déformation comprend une déformation élastique et une déformation plastique. Les modifications dimensionnelles sont principalement basées sur les transformations des tissus et présentent donc les mêmes dilatations et contractions, mais lorsque la pièce comporte des trous ou des pièces de forme complexe, il se produit une déformation supplémentaire. Si la trempe forme une grande quantité de martensite, il se produit une expansion et, si une grande quantité d'austénite retenue est produite, elle est réduite en conséquence. De plus, le retrait se produit généralement pendant le revenu, et les aciers alliés avec un phénomène de durcissement secondaire se dilatent. Si un traitement cryogénique est effectué, il se dilate davantage en raison de la martensite de l'austénite retenue. Le volume spécifique de ces structures suit Lorsque la teneur en carbone augmente, la quantité de carbone augmente également, ce qui augmente également l'ampleur du changement dimensionnel.

Deuxièmement, la période d’occurrence principale de déformation due à la trempe

1. Procédé de chauffage: Au cours du processus de chauffage, la pièce est déformée en raison de la libération progressive des contraintes internes.

2. Processus d'isolation: la déformation par effondrement principale, c'est-à-dire l'effondrement et la flexion.

3. Processus de refroidissement: déformation due au refroidissement inégal et à la transformation des tissus.

Troisièmement, le chauffage et la déformation

Quand une grande pièce est chauffée, il y a une contrainte résiduelle ou un chauffage inégal, et une déformation peut se produire. La contrainte résiduelle provient principalement du traitement. Lorsque ces contraintes sont présentes, la limite d'élasticité de l'acier diminue progressivement à mesure que la température augmente et, même si le chauffage est uniforme, une très légère contrainte provoque une déformation.

Généralement, la contrainte résiduelle sur le bord extérieur de la pièce est relativement élevée. Lorsque la température augmente de l'extérieur, la partie de bord externe est fortement déformée et la déformation provoquée par la contrainte résiduelle inclut une déformation élastique et une déformation plastique.

La contrainte thermique et la contrainte voulue générées pendant le chauffage sont toutes deux des causes de déformation. Plus la vitesse de chauffage est rapide, plus la taille de la pièce est grande et plus le changement de section est important, plus la déformation par chauffage est importante. La contrainte thermique dépend du degré de distribution inégale de la température et du gradient de température, qui sont tous deux la cause des différences d'expansion thermique. Si la contrainte thermique est supérieure à la limite d'élasticité haute température du matériau, une déformation plastique est provoquée et cette déformation plastique apparaît comme une "déformation".

Le stress de la transformation de phase est principalement causé par l'inégalité de la transition de phase, c'est-à-dire lorsqu'une partie du matériau subit une transition de phase et que les autres parties n'ont pas subi de changement de phase. La déformation plastique se produit lorsque la structure du matériau est transformée en austénite lorsqu'elle subit un retrait en volume lors du chauffage. Si la même transition tissulaire se produit simultanément dans toutes les parties du matériau, aucun stress n'est généré. Pour cette raison, un chauffage lent peut réduire de manière appropriée la déformation due au chauffage et il est préférable d'utiliser le préchauffage.

En outre, il existe de nombreux cas de déformation "par effondrement" due au poids propre pendant le chauffage. Plus la température de chauffage est élevée, plus la durée de chauffage est longue et plus le phénomène "d'effondrement" est grave.

Quatrièmement, le refroidissement et la déformation

Lorsque le refroidissement est inégal, une contrainte thermique est générée pour provoquer une déformation. La contrainte thermique est inévitable en raison de la différence de vitesse de refroidissement entre le bord extérieur et la partie intérieure de la pièce. Dans le cas de la trempe, la contrainte thermique et la contrainte structurelle se superposent et la déformation est plus compliquée. En outre, l’inégalité de l’organisation, la décarbilisation, etc., entraînera également des différences dans le point de transition de phase, et le degré d’expansion du changement de phase sera également différent.

En bref, la "déformation" est causée par la combinaison de la contrainte de transformation de phase et de la contrainte thermique, mais la totalité de la contrainte n'est pas consommée dans la déformation, mais une partie de la contrainte résiduelle est présente dans la pièce. Cette contrainte est la cause du vieillissement par déformation et de la fissure par vieillissement.

La déformation provoquée par le refroidissement se manifeste sous les formes suivantes:

1. Dans la phase initiale de refroidissement rapide, le côté trempé est enfoncé puis transformé en un renflement. En conséquence, le côté froid est convexe. Ce cas est dû à la déformation provoquée par la contrainte thermique et à la déformation provoquée par le changement de phase.

2. La déformation provoquée par la contrainte thermique fait que l'acier a tendance à être sphéroïdisé (voir figure 1) et la déformation provoquée par le stress de transformation de phase tend à s'enrouler autour de l'axe (voir figure 2). Par conséquent, la déformation provoquée par le refroidissement par trempe est une combinaison des deux (Fig. 3) et différentes déformations sont montrées sur la Fig. 4 selon le procédé de trempe.

3. Lorsque le trou intérieur est partiellement trempé, le trou intérieur se contracte. Lorsque la pièce annulaire entière est chauffée et trempée, son diamètre extérieur augmente toujours, et le diamètre intérieur augmente et diminue en fonction de la taille. Lorsque le diamètre interne est grand, le diamètre interne augmente, le diamètre interne est petit et le diamètre interne diminue.