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簡(jiǎn)述金屬熱處理之熱處理殘余力

           熱處理殘余力是指工件經(jīng)熱處理后殘存下來的應(yīng)力,對(duì)工件的形狀,尺寸和性能都有重要的影響。當(dāng)它大于材料的屈服強(qiáng)度時(shí),便引起工件的變形,大于材料的強(qiáng)度時(shí)就會(huì)使工件開裂,這是它有害的一面,應(yīng)當(dāng)減少。但在一些條件下控制應(yīng)力使之合理分布,就可以增加零件的機(jī)械性能和使用壽命,變害為利。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)間的不一樣,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。在熱應(yīng)力的作用下,由于表層開始溫度低于心部,收縮也大于心部而使心部受拉,當(dāng)冷卻結(jié)束時(shí),由于心部冷卻體積收縮不能自由進(jìn)行而使表層受壓心部受拉。即在金屬熱應(yīng)力的作用下使工件表層受壓而心部受拉。這種現(xiàn)象受到冷卻速度,材料成分和熱處理工藝等因素的影響。當(dāng)冷卻速度越快,含碳量和合金成分越高,冷卻過程中在熱應(yīng)力作用下產(chǎn)生的不均勻塑性變形越大,然后形成的殘余應(yīng)力就越大。另一方面鋼在熱處理過程中由于組織的變化即奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí),因比容的增加會(huì)伴隨工件體積的膨脹,工件各部位先后相變,造成體積長(zhǎng)大不一樣而產(chǎn)生組織應(yīng)力。
           組織應(yīng)力變化的結(jié)果是表層受拉應(yīng)力,心部受壓應(yīng)力,恰好與熱應(yīng)力相反。組織應(yīng)力的大小與工件在馬氏體相變區(qū)的冷卻速度,形狀,材料的化學(xué)成分等因素有關(guān)。實(shí)踐證明,工件在熱處理過程中,只要有相變,熱應(yīng)力和組織應(yīng)力都會(huì)發(fā)生。只不過熱應(yīng)力在組織轉(zhuǎn)變以前就已經(jīng)產(chǎn)生了,而組織應(yīng)力則是在組織轉(zhuǎn)變過程中產(chǎn)生的,在整個(gè)冷卻過程中,熱應(yīng)力與組織應(yīng)力綜合作用的結(jié)果,就是工件中實(shí)際存在的應(yīng)力。這兩種應(yīng)力綜合作用的結(jié)果是復(fù)雜的,受著許多因素的影響,如成分、形狀、熱處理工藝等。就其發(fā)展過程來說只有兩種類型,即熱應(yīng)力和組織應(yīng)力,作用方向相反時(shí)二者抵消,作用方向相同時(shí)二者相互迭加。不管是相互抵消還是相互迭加,兩個(gè)應(yīng)力應(yīng)有一個(gè)占主導(dǎo)因素,熱應(yīng)力占主導(dǎo)位置時(shí)的作用結(jié)果是工件心部受拉,表面受壓。組織應(yīng)力占主導(dǎo)位置時(shí)的作用結(jié)果是工件心部受壓表面受拉。
2020/09/17 08:29:38 1370 次

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