Détermination des contraintes résiduelles dans les pièces standard en titane et les pièces moulées à vis en titane

22 août 2019

La contrainte de coulée est la contrainte interne provoquée par la résistance au retrait (ou à l'expansion) après le refroidissement de la coulée dans la zone élastique.

La contrainte de moulage a une grande influence sur la qualité du moulage, en particulier pour pièces standard en titane et vis en titane. Si la valeur de contrainte totale du moulage dépasse la limite d'élasticité de l'alliage, cela entraînera une déformation du moulage et réduira la précision dimensionnelle du moulage. Si la contrainte totale dépasse la limite de résistance de l'alliage, une fissure à froid se produira dans la pièce moulée, entraînant une mise au rebut. Des contraintes résiduelles existent dans les pièces moulées et fonctionnent sous des charges alternées. Si la contrainte résiduelle est dans la même direction que la force agissant sur la charge, la contrainte interne et externe totale de la pièce moulée peut dépasser la limite de résistance du matériau et être détruite, voire provoquer de graves accidents. Par conséquent, il est d'une grande importance pratique de détecter la contrainte résiduelle de la coulée, d'étudier le processus de génération et de développement de la contrainte résiduelle, de réduire et d'éliminer autant que possible la contrainte résiduelle de la coulée et d'améliorer la qualité de la coulée afin de formuler des mesures technologiques.

I. but de l'expérience

Apprendre la méthode de mesure de la contrainte résiduelle de coulée, pour améliorer la compréhension perceptive du processus de génération et de développement de la contrainte résiduelle de coulée.

II, principe expérimental

À mesure que la pièce moulée continue de refroidir après solidification, un retrait solide se produira. Si l'épaisseur de paroi de chaque partie de la pièce moulée est différente ou si le retrait de chaque pièce n'est pas cohérent ou est entravé en raison du processus et d'autres facteurs, alors la contrainte interne - contrainte de coulée sera générée.

Lors du processus de moulage, le stress lors du moulage est presque inévitable pour diverses raisons. La contrainte de moulage a une grande influence sur la qualité du moulage, qui est la cause fondamentale de la déformation et des fissures du moulage lors du processus de refroidissement, du processus de découpe ou du processus d'utilisation. Les pièces moulées utilisées dans des milieux corrosifs peuvent également entraîner une corrosion sous contrainte. La contrainte de coulée peut être divisée en contrainte mécanique et contrainte thermique selon la raison de sa formation.

1. Sollicitation mécanique

La contrainte mécanique, également connue sous le nom de contrainte de retrait, est la contrainte provoquée par une obstruction mécanique lors du processus de retrait de coulée. La formation de nombreuses raisons, telles que le sable trop serré, la résistance à haute température du sable de moulage et du sable de noyau est trop élevée, un mauvais retrait.

Les contraintes mécaniques sont généralement des contraintes de traction. Parce qu'il s'agit de la contrainte produite lorsque la pièce moulée est à l'état élastique, la contrainte disparaîtra lorsque la cause de la contrainte sera éliminée, comme la chute de sable et la rupture du système de colonne montante de coulée. Le stress mécanique est un stress temporaire.

2. Contrainte thermique

La contrainte thermique est la contrainte provoquée par l'inégalité de l'épaisseur de la paroi de la pièce moulée et la vitesse de refroidissement différente de chaque pièce, de sorte que le retrait de chaque partie de la pièce moulée n'est pas cohérent dans le même temps. Une fois cette contrainte formée, elle reste à température ambiante. C'est la principale raison de la déformation et de la fissuration des pièces coulées. Par conséquent, lors de la conception de la pièce moulée, la vitesse de refroidissement de chaque pièce doit être aussi constante que possible pour obtenir une solidification simultanée, ce qui peut réduire la contrainte thermique de la pièce moulée.

III.Équipements et appareils expérimentaux

Dynamomètre de contrainte de moulage ZQY, enregistreur de table série EX, outil de moulage de four à résistance de creuset, aluminium et son alliage, thermocouple.

IV. Contenu expérimental

Les contraintes résiduelles de l'alliage ZL203 al-cu et de l'alliage ZL102 al-si ont été mesurées.

5. Procédures expérimentales

(1) le moteur principal doit être posé à plat et les trois têtes de sonde doivent être étroitement reliées au capteur avec des écrous sans jeu.

(2) le moule de moulage en sable auto-durcissant doit être placé sur le support, et la cavité du moule et la sonde doivent être étroitement coordonnées pour empêcher la sortie de liquide métallique.

(3) connectez les fils selon le schéma ci-dessus et la tension d'alimentation du capteur est de 6 V.

(4) ajustez l'enregistreur de table, choisissez 1 ou 2 coups pour enregistrer la contrainte, la plage de mesure est un bloc de 5 mV, le point zéro est choisi au milieu du papier d'enregistrement, 3 ou 4 coups pour enregistrer la température et la mesure la plage est un bloc de 50 mV. Vitesse record 1200 mm/h. Posez le stylo d'enregistrement et allumez l'interrupteur papier pour vérifier si l'enregistrement est normal.

(5) serrez les boulons hydrauliques des deux côtés du corps pour que la prépression soit supérieure à 1500 XNUMX N (indiquant par manomètre).

(6) ouvrez l'eau de refroidissement du capteur et vérifiez si toutes les préparations sont prêtes.

(7) lorsque l'alliage d'aluminium surchauffe à 750 ℃, retirez le versement rapide avec une petite louche de coulée (remarque : avant de verser, le capteur doit être alimenté en eau froide, sinon le capteur sera grillé).

(8) les enregistrements observés sont normaux et le changement de température et de stress, 404 x 86 kg/mV, sortie du capteur Ⅰ Ⅱ 403 x 24 kg/mV, Ⅲ 409 x 84 kg/mV.

(9) la température descend à 120 ℃ et la tension est d'environ 5 mV. Après le test, éteignez l'enregistreur, desserrez le boulon hydraulique, réduisez la pré-pression à zéro, desserrez l'écrou de connexion de la sonde, retirez le moule en sable, nettoyez le moulage et observez s'il y a un défaut.

(10) nettoyer le site expérimental.