As peças forjadas termoelétricas são componentes importantes em equipamentos de geração térmica. Sua qualidade e desempenho afetam diretamente a segurança operacional e eficiência dos equipamentos de geração térmica. No processo de produção de forjamento termoelétrico, devido à influência do processo de forjamento e do processo de tratamento térmico e outros fatores, haverá tensões residuais no interior do forjamento, o que afetará o desempenho e a vida útil do forjamento. Assim, a técnica de alívio de tensões residuais tornou-se uma importante área de pesquisa na produção de peças forjadas termoelétricas. Este trabalho abordará o cenário de aplicação e o valor da técnica de alívio de tensões residuais na produção de peças forjadas termoelétricas sob o ponto de vista da sua aplicação.
Atualmente, as técnicas de alívio de tensões residuais incluem principalmente tratamentos térmicos tradicionais e métodos avançados de processamento digital.
Métodos tradicionais de tratamento térmico
O tratamento térmico convencional consiste em modificar a microestrutura e as propriedades dos materiais através do aquecimento e resfriamento, visando a eliminação de tensões residuais. Os métodos convencionais comuns de tratamento térmico incluem recozimento, normalização, moderação, etc. As vantagens destes métodos são a simplicidade do processo e baixo custo, porém o tempo de tratamento é longo e o efeito é influenciado por fatores como composição do material, microestrutura e temperatura de aquecimento.
Métodos de processamento digital
O método de tratamento digital é um método utilizado para prever e otimizar o processo de alívio de tensões residuais através de simulações computacionais e análises numéricas. Os métodos comuns de processamento digital incluem o método de elementos finitos, o método de elementos de contorno, etc. Estes métodos têm a vantagem de predizer com precisão a distribuição e a magnitude das tensões residuais, otimizar o processo de eliminação e reduzir o tempo de tratamento, porém requerem o uso de equipamentos e softwares computacionais avançados e possuem um custo elevado.
Atualmente, as linhas de pesquisa em técnicas de alívio de tensões residuais estão voltadas para o desenvolvimento de novos tipos de processos e equipamentos de alívio que melhorem a eficiência e a eficácia do alívio, reduzindo os custos. Além disso, o estudo de métodos de processamento digital é atualmente uma direção de destaque, permitindo o controle preciso e a otimização do processo de alívio de tensões residuais.
A aplicação da tecnologia de alívio de tensões residuais na produção de forjamento térmico inclui principalmente os seguintes aspectos:
Alívio de tensões residuais no processo de forjamento
Durante o processo de forjamento, tensões residuais podem ocorrer devido a fatores como deformações heterogêneas do material e variações de temperatura. Através da adoção de medidas tecnológicas razoáveis no processo de forjamento, como o controle da velocidade de deformação e do gradiente de temperatura, a geração de tensões residuais pode ser efetivamente reduzida. Ao mesmo tempo, o tratamento térmico após o forjamento, como recozimento ou normalização, pode ser usado para aliviar ainda mais as tensões residuais.
Alívio de tensões residuais durante o tratamento térmico
Durante o tratamento térmico, novas tensões residuais ocorrem devido às mudanças na microestrutura e nas propriedades dos materiais. A geração de tensões residuais pode ser efetivamente reduzida através da adoção de medidas tecnológicas razoáveis durante o tratamento térmico, como o controle da velocidade de aquecimento e velocidade de resfriamento. Ao mesmo tempo, o estresse residual pode ser ainda mais aliviado após o tratamento térmico, realizando processos como usinagem ou tratamento de superfície.
Detecção e avaliação de tensões residuais
No processo de produção de forjamento termoelétrico, o equipamento de teste avançado e os métodos, tais como difração de raios X, método ultra-sônico, podem detectar com precisão a distribuição e o tamanho das tensões residuais dentro do forjamento. A análise e avaliação dos resultados dos testes podem orientar a formulação e otimização do processo de eliminação, aumentando a eficiência e eficácia da eliminação.
Este trabalho apresenta um estudo aprofundado da técnica de alívio de tensões residuais na produção de peças forjadas termoelétricas, utilizando revisão bibliográfica e análise teórica. Através da comparação e análise dos métodos de tratamento térmico convencional e digital, verificou-se que o tratamento térmico convencional, apesar de ter um processo simples e de baixo custo, possui um tempo de tratamento mais longo e que o efeito do tratamento é influenciado por fatores como composição do material, microestrutura e temperatura de aquecimento; E o método de processamento digital pode prever com precisão a distribuição e o tamanho das tensões residuais, otimizar o processo de eliminação e encurtar o tempo de processamento, mas requer o uso de equipamentos informáticos avançados e software, o custo é mais alto. Portanto, na aplicação prática, o método de eliminação adequado deve ser selecionado de acordo com a situação específica. Ao mesmo tempo, este artigo também encontrou alguns problemas com a tecnologia atual de alívio de estresse residual, como eficiência de remoção ineficiente e efeito de tratamento instável, que precisam ser mais estudados e melhorados. As futuras linhas de investigação podem incluir aspectos como o desenvolvimento de novos tipos de processos e equipamentos de eliminação, o aumento da eficiência e eficácia da eliminação, a redução de custos, etc.
