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局部硬化零件的熱處理變形分析

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進(jìn)行表面淬火時(shí),零件表面中心部呈現(xiàn)不同的組織,這時(shí)變形情況將十分復(fù)雜,例如將軸進(jìn)行高頻加熱或火焰加熱,將表面層淬火硬化,馬氏體硬化部分應(yīng)當(dāng)發(fā)生與其含碳量相應(yīng)的膨脹,而內(nèi)部非硬化部分對(duì)其變形起了抑制作用,因而表面層受壓應(yīng)力,心部受張應(yīng)力,并殘留下來,這在前章里已有敘述。

表面淬火由于淬硬層薄,一般說來變形不大。但對(duì)于某些零件,由于加熱速度極快,冷卻也較快,產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力較大,也會(huì)產(chǎn)生彎曲,撓曲,橢圓等變形,尤其將淬透層相對(duì)地加深,或溫度過高則更易變形,有時(shí)還造成淬火裂紋。

表面加熱淬火會(huì)引起中孔的收縮。例如將內(nèi)螺紋量規(guī),中孔樣圈等中孔零件的內(nèi)孔表面進(jìn)行高頻淬火時(shí),一般發(fā)現(xiàn)內(nèi)孔收縮,外徑100mm,內(nèi)徑40mm,高40mm的花鍵內(nèi)孔量規(guī)(材料CrMn鋼)高頻淬火后,中孔可有0.04~0.08mm的收縮(淬硬層深度5~8mm)。如果將中孔零件的外表面加熱淬火,當(dāng)零件較薄或淬火加熱較深時(shí),中孔也收縮。產(chǎn)生這種中孔收縮的原因,主要是由于硬化部分與非硬化部分的質(zhì)量體積不同而產(chǎn)生的壓縮應(yīng)力,使內(nèi)表層硬化膨脹時(shí)向孔的中心方向膨脹,因而收縮了孔徑,后者則是由于外表層急冷收縮的熱應(yīng)力使內(nèi)孔塑性壓縮所致。

滲碳零件在正火及淬火時(shí)也有變形。零件滲碳后正火造成收縮變形,如將零件滲碳( 940℃,4~6h)后空冷,發(fā)現(xiàn)圓筒狀零件內(nèi)外徑均縮小。有方孔的其邊長收縮,有圓孔的孔徑收縮。

實(shí)踐證明:合金滲碳鋼比碳素鋼收縮得多些,反復(fù)滲碳并正火會(huì)一次比一次多,造成這種尺寸收縮的原因可能是由于熱應(yīng)力引起的收縮及滲碳層與心部組織不同、質(zhì)量體積不同而引起的壓應(yīng)力造成的收縮的結(jié)果。

滲碳后淬火當(dāng)然會(huì)引起變形。滲碳零件一般為低碳鋼或低碳合金鋼,一般淬不透。淬透和淬不透兩者變形是不同的,而且是復(fù)雜的,要具體情況具體分析。

此文關(guān)鍵字:淬火

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