The Arrhenius constitutive model of steel 42CrMo for gear

El modelo constitutivo de Arrhenius del acero 42CrMo para engranajes

Se estudió el comportamiento de deformación del acero para engranajes 42CrMo mediante un ensayo de compresión térmica con una temperatura comprendida entre 800 y 1 200 °C, una velocidad de deformación de 0,01 a 10 s^-1 y un grado de deformación del 60% de la deformación mecánica. A medida que aumenta la temperatura de deformación y disminuye la velocidad de deformación, la tensión disminuye significativamente. Mediante el ajuste polinómico de la relación entre la deformación (0,05 - 0,9, a intervalos de 0,05) y las constantes del material, se establece la ecuación constitutiva de Arrhenius compensada por deformación para el acero de engranajes 42CrMo. El coeficiente de correlación entre los datos experimentales y los datos predichos alcanzó 0,9925. Esto demuestra que la ecuación constitutiva de Arrhenius tiene una gran precisión en la predicción del acero 42CrMo para engranajes.

INTRODUCCIÓN

El material de investigación experimental se deriva del material de acero del engranaje de conjunción [1] de la caja de cambios de un determinado automóvil: acero 42CrMo. El acero 42CrMo para engranajes (aproximadamente el grado estadounidense AISI-4140) tiene buena resistencia, tenacidad y resistencia al desgaste, y se utiliza ampliamente en diversas piezas, como cigüeñales de automóviles, émbolos, ejes y engranajes de conjunción en transmisiones de automóviles.

El ensayo de compresión térmica es un experimento importante para estudiar la deformación de la forma metálica, y se puede obtener un gran número de datos experimentales precisos y realistas. Los datos experimentales tienen un significado teórico importante para estudiar el comportamiento de procesamiento térmico de 42CrMo.

Sellars y Tegart [2] propusieron el modelo de función sinusoidal hiperbólica de Arrhenius, que refleja correctamente la relación entre la tensión de flujo, la velocidad de deformación y la temperatura de deformación.

EXPERIMENTO

Para estudiar el comportamiento de deformación térmica del acero para engranajes 42CrMo, se utilizó el simulador termomecánico Gleeble 1 500D para la compresión térmica a temperaturas de 800 °C, 900 °C, 1 000 °C y 1 200 °C con velocidades de deformación de 0,01, 0,1, 1 y 10 s^-1. La muestra experimental es de mm, y la muestra se calienta hasta la temperatura de deformación a una velocidad de 10 °C/s. Después de 3 minutos de conservación del calor, la muestra se comprime isotérmicamente, e inmediatamente se enfría y se templa para mantener el estado de la microestructura a la deformación a alta temperatura.