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锻件的热应力和相变应力

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锻件的热应力和相变应力

发布日期:2022-11-22 作者: 点击:

 无锡天丰金属制品有限公司今日为您详细说明关于锻件的热应力和相变应力

锻件

锻件经过退火、正火、淬火、回火及表面改性热处理后,都可能产生热处理畸变。产生畸变的根本原因,在于锻件在热处理时产生的内应力,即由于内外温差及组织转变的不同时性,使热处理后的锻件残存有内应力。

这种应力在热处理过程的某一瞬间超过钢的屈服点时,便会引起锻件的畸变。热处理过程中产生的内应力有热应力和相变应力,它们的形成原因和作用是不同的。

锻件在加热和冷却时伴有热胀冷缩现象,当锻件表面与心部由于加热或冷却速度不同,造成温度差,其体积的膨胀或收缩在表面与心部也就不一样,这种由于温度差而产也体积变化的不同时性所引起的内应力,称为热应力。

锻件在热处理过程中,其热应力的变化主要表现为:锻件加热时,表面升温速度快于心部,表面温度高而膨胀,心部温度低而未膨胀,此时表面受压应力,心部受拉应力。当锻件透热后,心部温度升高而膨胀,此时锻件表现出体积膨胀;工件冷却时,表层冷却速度快于心部,表层要收缩,心部温度高阻止收缩,对表层产生拉应力,心部则产生压应力,当冷却到一定温度时,表层巳经开始冷硬不再收缩,而心部由于还在冷却所以要发生收缩,此时表层受到压应力,而心部则受拉应力,在冷却结束后此应力仍存在于锻件内部,称为残留应力。

锻件热处理过程中发生组织转变时,由于不同组织的质量体积不同,因此锻件必然发生质量体积变化。由于锻件表面和心部存在温度差,因此表面与心部组织转变不及时,这样内外质量体积变化不同就会产生内应力。这种由于组织转变的不同时性所引起的内应力,称为相变应力。

钢中各基本组织的质量体积,是按奥氏体、珠光体、索氏体、屈氏体、下贝氏体,回火马氏体及马氏体的顺序,依次变大。在冷却结朿后,此应力仍然存在于锻件内部,成为残留应力。

 因此,在淬火冷却过程中,热应力与相变应力的变化是相反的,残留在锻件内部的两种应力也是相反的。热应力和相变应力的合成应力,称为淬火内应力。当这种残留在锻件内部的内应力超过钢的屈服点时,会使工件产生塑性变形,就造成锻件的畸变。

锻件

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