Materiallarni qayta ishlash va ishlab chiqarish jarayonida qoldiq stress keng tarqalgan hodisa bo'lib, bu materiallarning ishlashi va xizmat qilish muddatiga muhim ta'sir ko'rsatadi. Qoldiq stressning sabablarini, fazoviy taqsimot xususiyatlarini va uning material xususiyatlariga ta'sirini tushunish, mahsulot sifatini yaxshilash, xavfsizlik baxtsiz hodisalarining oldini olish katta ahamiyatga ega.
I. Qoldiq stressning sabablari
Qoldiq stress materialni qayta ishlashning tugashini anglatadi, ishlov beriladigan qism hali ham ichki stressni saqlab qoladi. Bu stress asosan quyidagi jihatlardan kelib chiqadi:
1. notekis plastik deformatsiya
Ish qismi murakkab yuklarga duchor bo'lganda (masalan, sovuq prokat, tortish, ekstruziya va sirtni o'rash, prokatlash va boshqalar) kesishmadagi notekis kuch- ta'sirida katta kuch ta'sir qiladigan joy plastik deformatsiyaga, kichik kuch ta'sir qiladigan joy esa elastik deformatsiyaga olib kelishi mumkin. Bo'shatilganda, bu notekis plastik deformatsiyalar ish qismidagi qoldiq kuchlanishlarga olib kelishi mumkin. Xususan, cho‘zilgan maydonlar yuk tushirilgandan so‘ng siqish kuchlanishiga, qo‘shni hududlar esa cho‘zilish kuchlanishiga duchor bo‘ladi. Noto'g'ri plastik deformatsiyadan kelib chiqadigan bu qoldiq stress ishlov berish jarayonlarida stressning keng tarqalgan shakli hisoblanadi.
2. Bir hil bo'lmagan harorat maydonining issiqlik effektlari
Termik ishlov berishda isitish va sovutish jarayonlari odatda juda murakkab bo'lib, tez isitish va sovutish, shuningdek, mahalliy isitish va sovutishni o'z ichiga oladi. Issiqlik faqat sirt orqali o'tkazilishi mumkinligi sababli, ishlov beriladigan qism isitish va sovutish paytida haroratning bir xilligi tufayli termal kengayishdagi farqlarga ega bo'ladi, bu esa o'z navbatida vaqtinchalik termal stresslarni keltirib chiqaradi. Ushbu vaqtinchalik termal stresslarning qiymati materialning yuqori haroratli rentabellik chegarasidan oshib ketganda, ma'lum joylarda plastik deformatsiya paydo bo'ladi. Isitish jarayoni tugagach, ishlov beriladigan qism xona haroratiga qadar sovutilgan bo'lsa-da, isitish jarayonida notekis plastik deformatsiyalar tufayli ish qismi ichida qoldiq stresslar hosil bo'ladi. Teng bo'lmagan harorat maydonlari tufayli bunday qoldiq stresslar, ayniqsa, issiqlik bilan ishlov berish jarayonlarida keng tarqalgan.
3. Fazali o‘tish effektlari
Materialni qayta ishlash jarayonida metallurgiya tashkilotidagi o'zgarishlar (masalan, söndürme paytida ostenitning martensitga aylanishi) materialning ichki solishtirma hajmining o'zgarishiga olib keladi va bu o'z navbatida fazaviy o'tish kuchlanishlarini keltirib chiqaradi. Ushbu fazaga o'tish stressi ishlov berishdan keyin ham ish qismi ichida qoladi va qoldiq stressni hosil qiladi.
Ikkinchidan, qoldiq stress xususiyatlarining fazoviy taqsimoti
Qoldiq stressning fazoviy taqsimlanishi uning sababiga va qayta ishlashning o'ziga xos shartlariga bog'liq. Umuman olganda, qoldiq stressni uchta toifaga bo'lish mumkin: makro qoldiq stress, mikro qoldiq stress va ultra-mikro qoldiq stress.
1. Makro qoldiq stress
Makroskopik qoldiq kuchlanish ish qismining butunligida yoki muvozanatga erishish uchun qoldiq kuchlanishning makro diapazonida bo'ladi. Ushbu stressning taqsimlanishi odatda bir xil bo'ladi, ish qismining umumiy ishlashi ko'proq ta'sir qiladi. Jarayonda notekis plastik deformatsiya yoki issiqlik effektining notekis harorat maydoni tufayli ishlov beriladigan qism so'l valentlik yoki siqilish qoldiq stressini keltirib chiqaradi.
2. Mikro qoldiq stress
Mikroskopik qoldiq stresslar ish qismidagi bir necha donalar ichida muvozanatga erishadigan qoldiq stresslardir. Ushbu stressning tarqalishi odatda murakkabroq va donning shakli, hajmi va yo'nalishi va boshqa omillar. Plastmassa deformatsiyalar vaqtida donning oʻzaro taʼsiri va don chegaralarining mavjudligi tufayli mikroskopik choʻzilish yoki siqish qoldiq kuchlanishlari hosil boʻladi. Ushbu stresslar materialning mahalliy xususiyatlariga, masalan, charchoqqa chidamlilik va yoriqning kengayish tezligiga muhim ta'sir ko'rsatadi.
3. Ultra{1}}mikroskopik qoldiq stress
Ultra{0}}mikroskopik qoldiq kuchlanish - bu ish qismidagi ko'p sonli atom sirtlari, qoldiq kuchlanish muvozanatiga yaqin joylashgan atom ustunlari. Bu stressning taqsimlanishi murakkabroq bo'lib, materialning mikro tuzilishi va nuqsonlari va boshqa omillar bilan bog'liq. Fazali transformatsiyalar vaqtida panjara buzilishlari va nuqsonlari tufayli ultramikroskopik valentlik yoki siqilish qoldiq kuchlanishlari hosil bo'ladi. Ushbu stresslar materialning fizik va kimyoviy xususiyatlariga ta'sir qiladi.
Qoldiq kuchlanishlarning fazoviy taqsimot xususiyatlari nafaqat ularning sabablariga bog'liq, balki jarayonning o'ziga xos sharoitlari bilan ham chambarchas bog'liq. Misol uchun, payvandlash jarayonida payvand choki va uning qo'shni joylari tez isitiladi va soviydi, buning natijasida bu joylarda qoldiq kuchlanishlar murakkab taqsimlanadi. Ushbu kuchlanish taqsimotlarining bir hil bo'lmaganligi payvand chokining mustahkamligi va mustahkamligiga muhim ta'sir ko'rsatishi mumkin.
Uchinchidan, qoldiq stressning material xususiyatlariga ta'siri
Qoldiq kuchlanish materiallarning mexanik xususiyatlariga sezilarli ta'sir ko'rsatadi. Chiqish kuchi nuqtai nazaridan, material ichida qoldiq kuchlanish kuchlanishlari mavjud bo'lganda, u materialning oquvchanligini pasaytiradi va materialni plastik deformatsiyaga ko'proq moyil qiladi. Aksincha, qoldiq siqish kuchlanishlari materialning oquvchanligini ma'lum darajada oshiradi. Uzilish kuchi uchun qoldiq kuchlanishning mavjudligi materialning kuchlanish jarayonida kuchlanish taqsimotini o'zgartiradi va shu bilan uning kuchlanish kuchiga ta'sir qiladi. Bundan tashqari, qoldiq stress ham materialning plastikligi, qattiqligi va qattiqligi va boshqa ko'rsatkichlarga ta'sir qiladi. Misol uchun, qoldiq siqilish kuchlanishi materialning cho'zilishini oshiradi, qoldiq bosim esa materialning cho'zilishini kamaytiradi. Qattiqlik nuqtai nazaridan, qoldiq kuchlanish kuchlanishi qattiqlik o'lchovini pasaytiradi, qoldiq bosim kuchlanishi esa qattiqlik o'lchovini oshiradi.
Qoldiq stressning materialning charchash muddatiga ta'siri yanada muhimroqdir. O'zgaruvchan yuk ta'sirida qoldiq kuchlanish kuchlanishi qo'llaniladigan yuk bilan qoplanadi, yoriqlar paydo bo'lishini va kengayishini tezlashtiradi, materialning charchash muddatini sezilarli darajada kamaytiradi. Shuning uchun, mexanik qismlarni loyihalash va ishlab chiqarishda haddan tashqari qoldiq stressdan kelib chiqadigan charchoq etishmovchiligini oldini olish uchun qoldiq stressning ta'sirini to'liq hisobga olish kerak.
2. Jismoniy xususiyatlarga ta'siri
Qoldiq stress ham materialning jismoniy xususiyatlariga ta'sir qiladi. Masalan, issiqlik kengayish koeffitsienti nuqtai nazaridan, qoldiq stress materialning ichki panjara tuzilishini o'zgartiradi, bu esa o'z navbatida uning termal kengayish xususiyatlariga ta'sir qiladi. Materialda qoldiq kuchlanishlar mavjud bo'lganda, issiqlik kengayish koeffitsienti o'zgarishi mumkin, bu ba'zi haroratga sezgir ilovalarda (masalan, aerokosmik issiqlik nazorat qilish tizimlari) komponentlarning mos kelishi bilan bog'liq muammolarga olib kelishi mumkin. Bundan tashqari, qoldiq stress materialning issiqlik va elektr o'tkazuvchanligiga ta'sir qiladi. Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, qoldiq stresslar material ichidagi atom tartibini buzishi, fononlar va elektronlarning tarqalish ehtimolini oshirishi va shu bilan materialning issiqlik va elektr o'tkazuvchanligini kamaytirishi mumkin. Issiqlik tarqalishi va elektr o'tkazuvchanligi juda muhim bo'lgan elektron qurilmalarda qoldiq stressning bu ta'siri issiqlik samaradorligining pasayishiga va qurilmaning qarshiligining oshishiga olib kelishi mumkin, bu esa qurilmaning ishlashi va barqarorligiga ta'sir qiladi.
