در فرآیند آهنگری، آشفتگی به تغییر شکل قطعه کار برای افزایش قطر آن با فشرده سازی ارتفاع آن اشاره دارد. یک پارامتر مهم در آشفتگی استنسبت ارتفاع به قطر (نسبت H/D)، که در تعیین کیفیت محصول نهایی و امکان سنجی فرآیند نقش اساسی دارد. نسبت ارتفاع به قطر برای اطمینان از اینکه تغییر شکل کنترل شده و یکنواخت باقی می ماند و از مشکلاتی مانند کمانش، ترک خوردگی یا شکست مواد جلوگیری می کند استفاده می شود.
نسبت ارتفاع به قطر چقدر است؟
نسبت ارتفاع به قطر (نسبت H/D) نسبت بین ارتفاع (یا طول) قطعه کار و قطر آن قبل از آهنگری است. این نسبت به تعیین میزان تغییر شکل یک ماده از طریق فرآیند آشفتگی کمک می کند. به طور معمول، هر چه نسبت کوچکتر باشد، فرآیند آشفتگی امکان پذیرتر می شود زیرا مواد کوتاه تر و ضخیم تر می توانند نیروهای فشاری بیشتری را بدون کمانش یا ایجاد نقص تحمل کنند.
به عنوان مثال، نسبت H/D پایین تر، مانند 1.5:1 یا کمتر، نشان دهنده یک قطعه کار است که می تواند بارهای فشاری بالا را بدون خطرات ناپایداری قابل توجه تحمل کند. از طرف دیگر، نسبت بالاتر، مانند 3:1 یا بیشتر، نیاز به بررسی دقیق تری دارد، زیرا قطعه کار مستعد عیوب تغییر شکل می شود.
چگونه نسبت H/D بهینه را تعیین کنیم؟
نسبت H/D ایده آل به عوامل متعددی از جمله خواص مواد، دمای مواد در حین آهنگری و درجه تغییر شکل مورد نیاز بستگی دارد. در اینجا مراحل اصلی برای تعیین نسبت H/D بهینه برای ناراحتی وجود دارد:
- خواص مواد: مواد مختلف مقاومت فشاری و شکل پذیری متفاوتی از خود نشان می دهند. مواد نرم تر، مانند آلومینیوم، می توانند تغییر شکل بیشتری را بدون ترک تحمل کنند، در حالی که مواد سخت تر مانند فولاد پر کربن ممکن است به نسبت H/D کمتری نیاز داشته باشند تا از استرس بیش از حد جلوگیری شود. تنش جریان ماده، یعنی تنش مورد نیاز برای ادامه تغییر شکل مواد به صورت پلاستیکی، باید در نظر گرفته شود.
- شرایط دما: آهنگری گرم معمولاً در دماهایی انجام می شود که شکل پذیری مواد را بهبود می بخشد و نیروی مورد نیاز را کاهش می دهد. دماهای بالاتر امکان تغییر شکل بزرگ‌تری را فراهم می‌آورد که به نسبت ارتفاع به قطر بیشتر اجازه می‌دهد. برای آهنگری سرد، به دلیل افزایش خطر سخت شدن کار و ترک، نسبت H/D باید کوچکتر نگه داشته شود.
- درجه تغییر شکل: مقدار تغییر شکل مورد نیاز یکی دیگر از جنبه های مهم است. اگر کاهش قابل توجهی در ارتفاع مورد نیاز است، شروع با نسبت H/D پایین‌تر برای اطمینان از اینکه قطعه کار می‌تواند تحت فشار مورد نیاز بدون نقص قرار گیرد، مفید است.
- اجتناب از نقص: هنگام تعیین نسبت H/D، اجتناب از عیوب مانند کمانش ضروری است که در هنگام فشرده شدن مواد تا خورده یا چروک می شود. برای جلوگیری از کمانش، یک قانون معمولی استفاده از نسبت اولیه H/D کمتر از 2:1 برای آهنگری با ناراحتی عمومی است. علاوه بر این، روانکاری و طراحی مناسب قالب برای به حداقل رساندن اصطکاک و اطمینان از تغییر شکل یکنواخت بسیار مهم است.
مثال عملی
مورد برهم زدن شمش فولادی استوانه ای را در نظر بگیرید. اگر ارتفاع اولیه بیلت 200 میلی متر و قطر آن 100 میلی متر باشد، نسبت H/D 2:1 خواهد بود. اگر ماده نسبتاً نرم باشد و از آهنگری گرم استفاده شود، این نسبت ممکن است قابل قبول باشد. با این حال، در صورت استفاده از آهنگری سرد، کاهش ارتفاع برای کاهش نسبت H/D ممکن است برای جلوگیری از کمانش یا ترک خوردن در طول فرآیند آشفتگی ضروری باشد.
نتیجه گیری
نسبت ارتفاع به قطر در آشفتگی یک جنبه اساسی آهنگری است که موفقیت فرآیند را تعیین می کند. با ارزیابی دقیق خواص مواد، دما و نیازهای تغییر شکل، می توان نسبت بهینه را ایجاد کرد و از تولید قطعات آهنگری با کیفیت بالا و بدون نقص اطمینان حاصل کرد.
زمان ارسال: سپتامبر 18-2024
