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淺談熱處理應力對淬火裂紋的影響

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淺談熱處理應力對淬火裂紋的影響

發布日期:2020-06-03 作者: 點擊:

存在于淬火件不同部位上能引起應力集中的因素(包括冶金缺陷在內),對淬火裂紋的產生都有促作用,但只有在拉應力場內(在大拉應力下)才會表現出來,若在壓應力場內并無促裂作用。

淬火冷卻速度是一個能影響淬火質量并決定殘余應力的重要因素,也是一個能對淬火裂紋賦于重要乃至決定性影響的因素。熱處理廠家為了達到淬火的目的,通常需要加速零件在高溫段內的冷卻速度,并使之過鋼的臨界淬火冷卻速度才能得到馬氏體組織。

就殘余應力而論,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。其效果將隨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越大。這都是由于這類鋼的熱應力隨尺寸的增大實際冷卻速度減慢,熱應力減小,組織應力隨尺寸的增大而增加,后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。并與冷卻越慢應力越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只能形成縱裂。

免淬裂的可靠原則是設法盡量減小截面內外馬氏體轉變的不等時性。只是實行馬氏體轉變區內的緩冷卻不足預防縱裂的形成。熱處理加工一般情況下只能產生在非淬透性件中的裂紋,雖以整體快冷卻為需要的形成條件,可是它的形成原因,卻不在快冷卻(包括馬氏體轉變區內)本身,而是淬火件局部位置(由幾何結構決定),在高溫臨界溫度區內的冷卻速度顯著減緩,因而沒有淬硬所致。

其次,冷卻后期緩冷的目的,主要不是為了降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終抑制淬裂的目的。

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