Напряжение в алюминиевых поковках

Алюминиевые поковки в процессе ковки создают различные напряжения, в основном включая термические напряжения, напряжения фазового перехода и напряжения усадки. Эти напряжения отрицательно скажутся на механических свойствах и точности обработки алюминиевых поковок.

‌Термический стресс‌: Термический стресс вызван разной скоростью охлаждения различных частей отливки. В процессе ковки алюминиевых сплавов разные части отливки охлаждаются с разной скоростью, что приводит к возникновению сжимающих напряжений в тонких стенках и растягивающих напряжений в толстых стенках, что приводит к остаточным напряжениям в отливке.

‌ Напряжение фазового перехода ‌: Напряжение фазового перехода — это изменение объема, вызванное фазовым изменением алюминиевого сплава в процессе охлаждения. Из-за неравномерной толщины стенок алюминиевых отливок разные детали подвергаются фазовому изменению в разное время, что приводит к изменению размера объема и, тем самым, к возникновению напряжения фазового изменения.

‌ Усадочное напряжение ‌: Усадочное напряжение — это растягивающее напряжение, вызванное препятствием формы и стержня при усадке алюминиевой отливки. Это напряжение является временным и исчезнет само собой, когда алюминиевая отливка будет распакована, но если время распаковки неподходящее, это может привести к термическим трещинам.

Методы устранения стресса
Для устранения этих напряжений можно использовать следующие методы:

«Метод устранения старения»: выполняя обработку старением при более низкой температуре, можно ослабить и снять остаточное напряжение в листе алюминиевого сплава после закалки.
«Метод механического растяжения»: путем применения постоянной растягивающей пластической деформации растягивающее напряжение и исходное остаточное напряжение закалки накладываются, и происходит пластическая деформация, тем самым устраняя остаточное напряжение‌.
«Метод холодного прессования в форме»: путем выполнения ограниченной холодной формовки в специальной чистовой форме устраняется остаточное напряжение в штампованных поковках из алюминиевого сплава сложной формы.
«Термическая обработка»: изменение кристаллической структуры алюминиевой детали путем нагрева и охлаждения, тем самым изменяя ее физические свойства и устраняя внутренние напряжения.
«Холодная обработка»: изменение формы и структуры алюминиевой детали с помощью механической силы, тем самым устраняя внутренние напряжения.