鋼在熱處理過程中所遺留的應(yīng)力害處

發(fā)布時(shí)間：2018/6/12 23:55:35 來源:www.moirasalman.com 瀏覽次數(shù)：

鋼的熱處理殘余力是指工件經(jīng)熱處理后最終殘存下來的應(yīng)力，對(duì)工件的形狀，尺寸和性能都有極為重要的影響，對(duì)鋼的性能存有有害的情況。當(dāng)它超過材料的屈服強(qiáng)度時(shí)，便引起工件的變形，超過材料的強(qiáng)度極限時(shí)就會(huì)使工件開裂，這是它有害的一面，應(yīng)當(dāng)減少和消除。但在一定條件下控制應(yīng)力使之合理分布，就可以提高零件的機(jī)械性能和使用壽命，變有害為有利。分析鋼在熱處理過程中應(yīng)力的分布和變化規(guī)律，使之合理分布對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量有著深遠(yuǎn)的實(shí)際意義。例如關(guān)于表層殘余應(yīng)力的合理分布對(duì)零件使用壽命的影響問題已經(jīng)引起了人們的廣泛重視。

 

1．鋼的熱處理應(yīng)力： 

工件在加熱和冷卻過程中，由于表層和心部的冷卻速度和時(shí)間的不一致，形成溫差，就會(huì)導(dǎo)致體積膨脹和收縮不均而產(chǎn)生應(yīng)力，即熱應(yīng)力。 

2．熱處理應(yīng)力對(duì)淬火裂紋的影響： 

存在于淬火件不同部位上能引起應(yīng)力集中的因素（包括冶金缺陷在內(nèi)），對(duì)淬火裂紋的產(chǎn)生都有促進(jìn)作用，但只有在拉應(yīng)力場(chǎng)內(nèi)（尤其是在最大拉應(yīng)力下）才會(huì)表現(xiàn)出來，若在壓應(yīng)力場(chǎng)內(nèi)并無促裂作用。 

3．殘余壓應(yīng)力對(duì)工件的影響： 

滲碳表面強(qiáng)化作為提高工件的疲勞強(qiáng)度的方法應(yīng)用得很廣泛的原因。一方面鋁合金時(shí)效爐是由于它能有效的增加工件表面的強(qiáng)度和硬度，提高工件的耐磨性，另一方面是滲碳能有效的改善工件的應(yīng)力分布，在工件表面層獲得較大的殘余壓應(yīng)力，提高工件的疲勞強(qiáng)度。如果在滲碳后再進(jìn)行等溫淬火將會(huì)增加表層殘余壓應(yīng)力，使疲勞強(qiáng)度得到進(jìn)一步的提高。

 

根據(jù)上述討論可得出以下結(jié)論： 

1．熱處理過程中產(chǎn)生的應(yīng)力是不可避免的，而且往往是有害的。但我們可以控制熱處理工藝盡量使應(yīng)力分布合理，就可將其有害程度降低到最低限度，甚至變有害為有利。 

2．當(dāng)熱應(yīng)力占主導(dǎo)地位時(shí)應(yīng)力分布為心部受拉表面受壓，當(dāng)組織應(yīng)力占主導(dǎo)地位時(shí)應(yīng)力分布為心部受壓表面受拉。 

3．在高淬透性鋼件中易形成縱裂，在非淬透性工件中往往形成弧裂，在大型非淬透工件中容易形成橫斷和縱劈。 

4．滲碳使表層馬氏體開始轉(zhuǎn)變溫度（Ms）點(diǎn)下降，可導(dǎo)致淬火時(shí)馬氏體轉(zhuǎn)變順序顛倒，心部首先發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變而后才波及到表面，可獲得表層殘余壓應(yīng)力而提高抗疲勞強(qiáng)度。 

5．滲碳后進(jìn)行等溫淬火可保證心部馬氏體轉(zhuǎn)變充分進(jìn)行以后，表層組織轉(zhuǎn)變才進(jìn)行。使工件獲得比直接淬火更大的表層殘余壓應(yīng)力，可進(jìn)一步提高滲碳件的疲勞強(qiáng)度。 

6．復(fù)合表面強(qiáng)化工藝可使表層殘余壓應(yīng)力分布更合理，可明顯提高工件的疲勞強(qiáng)度。