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熱處理應力對淬火裂紋的影響

點擊次數:   更新時間:17/11/28 10:22:11     來源:www.3397pj.com關閉分    享:
  熱處理存在于淬火件不同部位上能引起應力集中的因素(包括冶金缺陷在内),對淬火裂紋的産生都有促進作用,但隻有在拉應力場内(尤其是在大拉應力下)才會表現出來,若在壓應力場内并無促裂作用。
  淬火冷卻速度是一個能影響淬火質量并決定殘餘應力的重要因素,也是一個能對淬火裂紋賦于重要乃至決定性影響的因素。為了達到淬火的目的,通常必須加速零件在高溫段内的冷卻速度,并使之超過鋼的臨界淬火冷卻速度才能得到馬氏體組織。就殘餘應力而論,這樣做由于能增加抵消組織應力作用的熱應力值,故能減少工件表面上的拉應力而達到抑制縱裂的目的。其效果将随高溫冷卻速度的加快而增大。而且,在能淬透的情況下,截面尺寸越大的工件,雖然實際冷卻速度更緩,開裂的危險性卻反而愈大。這一切都是由于這類鋼的熱處理随尺寸的增大實際冷卻速度減慢,熱應力減小,組織應力随尺寸的增大而增加,形成以組織應力為主的拉應力作用在工件表面的作用特點造成的。并與冷卻愈慢應力愈小的傳統觀念大相徑庭。對這類鋼件而言,在正常條件下淬火的高淬透性鋼件中隻能形成縱裂。
  避免淬裂的可靠原則是設法盡量減小截面内外馬氏體轉變的不等時性。僅僅實行馬氏體轉變區内的緩冷卻不足以預防縱裂的形成。一般情況下隻能産生在非淬透性件中的弧裂,雖以整體快速冷卻為必要的形成條件,可是它的真正形成原因,卻不在快速冷卻(包括馬氏體轉變區内)本身,而是淬火件局部位置,在高溫臨界溫度區内的冷卻速度顯著減緩,因而沒有淬硬所緻。産生在大型非淬透性件中的橫斷和縱劈,是由以熱應力為主要成份的殘餘拉應力作用在淬火件中心,而在淬火件末淬硬的截面中心處,首先形成裂紋并由内往外擴展而造成的。為了避免這類裂紋産生,往往使用水--油雙液淬火工藝。
  在熱處理工藝中實施高溫段内的快速冷卻,目的僅僅在于确保外層金屬得到馬氏體組織,而從内應力的角度來看,這時快冷有害無益,冷卻後期緩冷的目的,主要不是為了降低馬氏體相變的膨脹速度和組織應力值,而在于盡量減小截面溫差和截面中心部位金屬的收縮速度,從而達到減小應力值和抑制淬裂的目的。

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