淬火畸变

发布者: 发布时间:2016/10/24 10:37:31 阅读:次 【字体:

  (1)淬火冷却过程产生畸变的原因

  图2.40简要地说明了冷却过程中引起工件晴变的原因.图中①号表示不同因素的共同作用。淬火工件的最终形状应是各因素造成的畸变相互矗加的结果。

  图2.40 工件冷却过程畸变的原因

图2.40 工件冷却过程畸变的原因

  (2)热血力与组织应力的作用

  淬火冷却过程中的热应力和组织应力在淬火鞠变中起警重要作用。当初期热应力(表面为拉应力?墨部为压应力)超过钢的屈服权限时(图2.3I)便产生塑性交形,使钢件的表面凸起、棱角变圆.趋于球状,内孔两端呈喇叭形。早期的组织应力正好和热应力方向相反,表面为压应力,C7部为拉应力.当超过钢的屈服极限时(图2.32),便产生塑性变形,使钢件表面下凹.棱角变锐,内孔两端则趋于收口形。

  在实际淬火过程中热应力和组织应力同时存在,二者作用的大小又因具体情况不同而此沼彼长,有时以热应力型为主,有时则以组织应力型为主。工件的形状和尺寸、钢的成分、奥氏体化的条件、淬火介质的冷却特性和淬火冷却方法等诸多因累都对淬火畸变有影响。

  (3)影响淬火酶变的因赢

  (1)钢的成分和原始组织的影响。钢的热导串、淬透性、M.点温度、马氏体相变的体积增量及热弹塑惨力1k行为答都和奥氏体化学成分和奥氏体化温度有关.对钢的热应力和组织应力以及它们历引起的变形有明昼的彤响。

  钢在淬火前的原始组织对钢的淬火畸变也有一定影内.原始组织为球状珠光体或调质组织的淬火踌变小于原始组织为层片状珠光体的工件。

  在工模具钢中的碳化物偏拆使淬火酶变带有方向性,沿带状碳化物方向的胀量大于垂直带状方向。

  2)零件的尺寸和形状的影响。淳件的尺寸变化直接影响到淬硬深度和淬火应力分布。随着工件壁停的增加,热应力型的晌变趋向增大,壁厚减薄.则组织应力型的贿变趋向增大。

  钢件的形状对淬火陶变的影响极大,但因工件形状干差万别,还难以总结出普通的规律。粗略而言,钢件的裁面对称、各处壁厚比较均匀时,各部位冷却比较均匀,畸变比较有规律。如工件的形状复杂,壁厚相差大,形状不对称,使钢件上各部位冷却不均匀,淬硬层的厚度又不同,就会产生严霓的晴变。

  例如,因2.4]所示两侧不对称的零件,在热应力作用下向快冷面方向A起.而在组织应力作用下则向促冷面方向凸起。

  在实际生产中,不论是什么钢种.非对称零件在完全淬硬的槽况下.采用盐水淬火多数是冷却快的一面凸起.硝盐分级淬火则多数是慢冷面凸起。如图2.41所示的45钢工件.垂直淬人盐水中产生如图所示的快冷面凸起,抽上的馒槽因宽度和深度之比不同,变形方向也不同,需视铂槽两测棱角处的快冷与槽底部慢冷二者之间以何者为主导而定。

  工件壁厚不均时也会增大畸变趋势*图2.42表示几种凹模的变形趋势,薄壁部位的型腔趋向胀大,厚壁处则趋向收缩。如果型腔是不通孔,内腔冷却慢,在热应力作用下,模具底面凸起(田2.43)。

  3)热处理工艺的影响。改变奥氏体化温度,热应力和组织应力均随之改变,并对淬火组织中马氏体、强国奥氏体、碳化物等各相的比例有决定性的影响,而各相的比体积又互不相同(表2.1I),工具钢的激变形淬火就是通过调节奥氏体化温度来控制贿变的。

  冷却方式对淬火贿变的影响比较大。降低马氏体点以上的冷却速度,可减少因热应力而引起的畸变。降低马氏体点以下的冷却速度,可减少因组织应力引起的贿变。分级淬火和等温淬火不仅使热应力和组织应力都减少,而且组织应力的减少更显著,常常是减小淬火吨变的有效方法。在等温淬火时能得火时能得到比体积小于马氏体的下贝氏体组织,从而可u显著城小淬火畸变。

  表2.11 钢中各种相的比体积

表2.11 钢中各种相的比体积

  4)淬火前后各种因素的综合影响。除上面已提到的田意之外,淬火前机械加工、塑性成形、焊接及校直等都会在工件中造成残留内应力,如果未经去应力处理,会在淬火加热时因残图应力的松弛而引起畸变。此外.淬火加热时工件故量方法不当或夹具不良以及钢自重的作用也会造成显著的畸变。

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