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VOL01
鍛件熱處理變形和裂紋
    2020-07-27 15:34:04

       由于熱處理過程中存在相變和熱應(yīng)力,因此熱處理變形總是不可避免的。一定量微小變形是允許的,但總變形超過限度就成為熱處理缺陷。熱處理缺陷中最危險的是裂紋,它屬于不可挽救的缺陷,一般只能將裂紋鍛件報廢處理。所以,在熱處理生產(chǎn)中,應(yīng)盡量減少變形,并且特別注意避免產(chǎn)生裂紋。

鍛件

       鍛件在加熱和冷卻過程中,將發(fā)生熱脹冷縮的體積變化以及因相變時新舊兩相比體積差異而發(fā)生的體積變化。由于熱傳導(dǎo)過程、鍛件的表面比心部先加熱或先冷卻,在截面上外部分之間存在溫差,導(dǎo)致鍛件表面和心部的體積變化不能同時發(fā)生。各部分體積變化的相互牽制就會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。

鍛件

       鍛件在加熱或冷卻時,由于表面和心部存在的溫差導(dǎo)致熱脹冷縮的不一致所引起的內(nèi)應(yīng)力稱為熱應(yīng)力。熱應(yīng)力是熱處理過程普遍存在的一種內(nèi)應(yīng)力。
       冷卻初期,表層首先冷卻產(chǎn)生體積收縮,由于試樣心部溢度下降較少,體積收縮相應(yīng)也較小,這樣在同一試樣上內(nèi)外收縮最不同則相互之間發(fā)生作用力。試樣表面的收縮將受到心部的阻礙,于是在試樣表層產(chǎn)生拉應(yīng)力、心部為壓應(yīng)力。此應(yīng)力值隨若溢度的升高而增加,當(dāng)應(yīng)力超過心部的屈服強度時,試樣發(fā)生表足拉伸、心部壓縮的塑性變形。變形的結(jié)果使內(nèi)應(yīng)力得到一定程度的松弛、應(yīng)力值降低。當(dāng)表面溫度接近室溫或淬火冷卻介質(zhì)的溫度時,心部以相對快的速度冷卻收縮,但此時心部的收縮又受到表層的牽制,結(jié)果試樣內(nèi)形成與冷卻階段初期方向相反的內(nèi)應(yīng)力,即在表層產(chǎn)生壓應(yīng)力、心部為拉應(yīng)力。由于試樣溫度已經(jīng)很低,鋼的屈服強度明顯升高,熱應(yīng)力不再引起塑性變形, 這樣的應(yīng)力分布就被保留下來成為殘留應(yīng)力。因此,熱應(yīng)力作用的結(jié)果最終是使鍛件表面呈壓應(yīng)力狀態(tài)。
 

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