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Tensiones residuales generadas en acero F-522 por distintos tipos de mecanizado

机译：不同加工类型在F-522钢中产生的残余应力

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Las operaciones de mecanizado generan deformacion plastica y calor en la zona proxima a la superficie de la pieza mecanizada, dando lugar a tensiones residuales. Dependiendo de su magnitud y signo, estas tensiones pueden ser perjudiciales o beneficiosas para la vida en servicio de la pieza. El estado final de tensiones depende del proceso de mecanizado aplicado, asi como de los parametros del mismo. Por tanto, el establecimiento de unas pautas de mecanizado adecuadas requiere una medida precisa de las tensiones residuales generadas, tanto en la superficie, como en el interior del material. En este trabajo se han medido, mediante difraccion de rayos-X, las tensiones residuales en un acero F-522 templado y revenido, generadas por dos procesos de tonieado (tonieado duro convencional y torneado duro asistido por laser) y dos procesos de rectificado (de afino y de produccion). Asimismo, se ha estudiado la evolucion a lo largo de la profundidad de la fraccion volumetrica de austenita retenida, de la microestructura y de nanodureza con el objetivo de relacionar estos resultados con los estados de tensiones obtenidos para cada mecanizado. Se ha observado que el torneado genera fuertes tensiones de traccion en la superficie y el rectificado tensiones de compresion. Inmediatamente, bajo la superficie, el rectificado genera tensiones ligeramente tractivas o nulas, mientras que el torneado genera tensiones fuertemente compresivas. Estos resultados indican que el proceso optimo de mecanizado (prescindiendo de consideraciones economicas) seria aquel que combinase un torneado duro con un ligero rectificado final.%Machining operations induce plastic deformation and heat generation in the near surface area of the machined part, giving rise to residual stresses. Depending on their magnitude and sign, these stresses can be detrimental or beneficial to the service life of the part. The final stress state depends on the machining process applied, as well as on the machining parameters. Therefore, the establishment of adequate machining guidelines requires the measurement of the residual stresses generated both at the surface and inside the material. In this work, the residual stresses generated in F-522 steel by two hard turning (conventional and laser assisted) and two grinding (production and finishing) processes were measured by X-ray diffraction. Additionally, depth profiles of the volume fraction of retained austenite, microstructure and nanohardness were obtained in order to correlate those results with the residual stress state obtained for each machining process. It has been observed that turning generates tensile stresses in the surface while grinding causes compressive stresses. Below the surface grinding generates weak tensile or nearly null stresses whereas turning generates strong compressive stresses. These results show that the optimum machining process (disregarding economical considerations) implies the combination of turning plus elimination of a small thickness by final grinding.
机译：机加工操作会在加工零件表面附近的区域产生塑性变形和热量，从而产生残余应力。根据应力的大小和符号，这些应力可能对零件的使用寿命有害或有利。应力的最终状态取决于所应用的加工过程及其参数。因此，建立适当的加工准则要求对材料表面和内部产生的残余应力进行精确测量。在这项工作中，已通过X射线衍射测量了由两个调质过程（常规的硬调和激光辅助的硬车削）和两个磨削过程所产生的退火回火F-522钢中的残余应力。精炼和生产）。同样，已经研究了残余奥氏体的体积分数，微观结构和纳米硬度在整个深度上的演变，目的是将这些结果与每次加工获得的应力状态联系起来。已经发现，车削会在表面产生强烈的拉应力和磨削压缩应力。在表面之下，磨削会产生轻微的拉动应力或无应力，而车削会产生强烈的压应力。这些结果表明，最佳的加工工艺（不考虑经济因素）将是将硬车削与轻度的最终磨削相结合的方法。％加工操作会在加工零件的近表面区域引起塑性变形和热量产生，从而导致残余应力。根据应力的大小和符号，这些应力可能对部件的使用寿命有害或有利。最终应力状态取决于所应用的加工过程以及加工参数。因此，建立适当的加工准则要求测量在材料的表面和内部产生的残余应力。在这项工作中，通过X射线衍射测量了F-522钢在两次硬车削（常规和激光辅助）和两次磨削（生产和精加工）过程中产生的残余应力。此外，获得了残余奥氏体的体积分数，显微组织和纳米硬度的深度分布图，以便将这些结果与每个加工过程中获得的残余应力状态相关联。已经观察到，车削在表面上产生拉应力，而磨削则产生压应力。在表面之下，磨削产生弱的拉伸应力或几乎为零的应力，而车削产生强大的压应力。这些结果表明，最佳的加工工艺（不考虑经济因素）意味着车削加最终磨削消除了小的厚度。

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