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幾個影響青島熱處理變形的因素

2020/11/24 10:35:57    

一、變形的原因

鋼的變形主要原因是鋼中存在內(nèi)應(yīng)力或者外部施加的應(yīng)力。內(nèi)應(yīng)力是因溫度分布不均勻或者相變所致,殘余應(yīng)力也是原因之一。外應(yīng)力引起的變形主要是由于工件自重而造成的“塌陷”,在特殊情況下也應(yīng)考慮碰撞被加熱的工件,或者夾持工具夾持所引起的凹陷等。變形包括彈性變形和塑性變形兩種。尺寸變化主要是基于組織轉(zhuǎn)變,故表現(xiàn)出同樣的膨脹和收縮,但當工件上有孔穴或者復雜形狀工件,則將導致附加的變形。如果淬火形成大量馬氏體則發(fā)生膨脹,如果產(chǎn)生大量殘余奧氏體則相應(yīng)的要收縮。此外,回火時一般發(fā)生收縮,而出現(xiàn)二次硬化現(xiàn)象的合金鋼則發(fā)生膨脹,如果進行深冷處理,則由于殘余奧氏體的馬氏體化而進一步膨脹,這些組織的比容都隨著含碳量的增加而變大,故含碳量增加也使尺寸變化量變大。

 

 

二、淬火變形的主要發(fā)生時段

1.加熱過程:工件在加熱過程中,由于內(nèi)應(yīng)力逐漸釋放而產(chǎn)生變形。

2.保溫過程:以自重塌陷變形為主,即塌陷彎曲。

3.冷卻過程:由于不均勻冷卻和組織轉(zhuǎn)變而至變形。

三、加熱與變形

當加熱大型工件時,存在殘余應(yīng)力或者加熱不均勻,均可產(chǎn)生變形。殘余應(yīng)力主要來源于加工過程。當存在這些應(yīng)力時,由于隨著溫度的升高,鋼的屈服強度逐漸下降,即使加熱很均勻,很輕微的應(yīng)力也會導致變形。

一般,工件的外緣部位殘余應(yīng)力較高,當溫度的上升從外部開始進行時,外緣部位變形較大,殘余應(yīng)力引起的變形包括彈性變形和塑性變形兩種。

加熱時產(chǎn)生的熱應(yīng)力和想變應(yīng)力都是導致變形的原因。加熱速度越快、工件尺寸越大、截面變化越大,則加熱變形越大。熱應(yīng)力取決于溫度的不均勻分布程度和溫度梯度,它們都是導致熱膨脹發(fā)生差異的原因。如果熱應(yīng)力高于材料的高溫屈服點,則引起塑性變形,這種塑性變形就表現(xiàn)為“變形”。

相變應(yīng)力主要源于相變的不等時性,即材料一部分發(fā)生相變,而其它部分還未發(fā)生相變時產(chǎn)生的。加熱時材料的組織轉(zhuǎn)變成奧氏體發(fā)生體積收縮時可出現(xiàn)塑性變形。如果材料的各部分同時發(fā)生相同的組織轉(zhuǎn)變,則不產(chǎn)生應(yīng)力。為此,緩慢加熱可以適當降低加熱變形,要采用預熱。

此外,由于加熱中因自重而出現(xiàn)“塌陷”變形的情況非常多,加熱溫度越高,加熱時間越長,“塌陷”現(xiàn)象越嚴重。

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