تأثیر دمای اولیه و خنک‌کاری بر تنش‌ ترمومکانیکی غلتک‌های نورد حلقه

Abstract

نورد حلقه یک فرآیند شکل‌دهى فلزات است که براى آهنگری قطعات حلقوى شکل با ابعاد دقیق و بدون درز به کار مى‏رود. به دلیل خصوصیات منحصر‌به‌فرد حلقه‌های تولید شده به این روش کاربرد آن‌ها در صنایع پیشرفته زیاد است. علاوه بر مزایای عدم وجود مواد اضافی و زوایای ناخواسته، مهم‌ترین مزیت تولید حلقه با این روش جریان یکنواخت ماده در حلقه پس از انجام فرایند می‌باشد. نورد سوپر آلیاژها لزوم کارکرد دستگاه را در دمای بالا اجتناب‌ناپذیر می‌کند و این امر سبب آسیب به غلتک‌های نورد می‌شود. از سوی دیگر جهت جلوگیری از تغییر ناگهانی دمای سطحی و ایجاد پدیده سرد شدن ناگهانی در حلقه داغ، معمولاً دمای کاری غلتک‌ها بالا برده می‌شود. به طور کلی این امر باعث کاهش استحکام غلتک‌ها می‌شود. در این پژوهش تأثیر دماهای مختلف کاری غلتک‌ و خنک‌کاری بر روی تنش‌های ترمومکانیکی در غلتک‌های نورد حلقه بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهد که تنش‌های ترمومکانیکی ایجاد شده در غلتک‌ها کاملاً با یکدیگر متفاوت است. در غلتک اصلی تنش‌های مکانیکی اثر بیشتری بر روی تنش‌ ترمومکانیکی دارند اما در مندرل به دلیل سطح تماس بیشتر با حلقه داغ، تنش‌های حرارتی عامل تعیین کننده اندازه تنش‌های ترمومکانیکی در آن است. تأثیر خنک‌کاری بر روی تنش‌های ترمومکانیکی در غلتک اصلی ناچیز و در مندرل قابل توجه است. همچنین مشخص می‌شود که خنک‌کاری باعث افزایش دامنه تنش‌های معادل و کاهش تنش‌متوسط در غلتک‌ها می‌شود.