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為什么會引起鍛件熱處理的變形

2024年10月14日10:58 

鍛件的熱處理變形,主要是由于熱處理應(yīng)力造成的。鍛件的結(jié)構(gòu)形狀、熱處理前的加工狀態(tài)、鍛件的自重以及鍛件在爐中的擺放位置不當(dāng)?shù)纫蛩匾捕寄芤鹱冃巍?/span>

凡是涉及到加熱和冷卻的熱處理過程,都可能造成鍛件的變形。其中,淬火變形對熱處理質(zhì)量的影響最大。因為淬火過程組織比體積變化大、加熱溫度高、冷卻激烈等導(dǎo)致變形的因素多。此外,淬火工藝通常是鍛件生產(chǎn)的后期,嚴(yán)重的淬火變形往往很難通過最后的精加工加以修正,結(jié)果使鍛件因形狀尺寸超差而報廢,從而造成很大的浪費。如何減小或控制熱處理變形是熱處理工作者一項重要任務(wù)。

鍛件的熱處理變形有兩類:一類是體積變形,是組織轉(zhuǎn)變時比體積不同而引起的;另一類是形狀畸變,是在各種復(fù)雜應(yīng)力綜合作用下,不均勻的塑性變形造成的。事實上,由于生產(chǎn)中鍛件結(jié)構(gòu)形狀的復(fù)雜和工藝操作的種種因素的多方面影響,這兩種形式的變形很少單獨存在,但是針對某一具體鍛件和熱處理工藝,其變形可能以一種形式為主。

1.鍛件熱處理的體積變形

不同的組織具有不同的體積。鍛件在熱處理加熱和冷卻過程中,由于相變引起的體積差造成的體積變形,可以根據(jù)各相的體積和各相的相對量進(jìn)行估算。體積變形的特點是鍛件各部分尺寸按比例同速率地膨脹或收縮,并不改變鍛件的外形。

2.鍛件熱處理的形狀畸變

熱處理加熱過程中,由于鋼的屈服強度隨溫度的升高而降低,當(dāng)鍛件中某些部位的殘留應(yīng)力達(dá)到其屈服強度時,就會引起鍛件的不均勻塑性變形而造成形狀畸變和殘留應(yīng)力的松弛。如前分析可知,與鍛件加熱時的情況相比,鍛件冷卻時產(chǎn)生的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力對鍛件的變形影響更大。

造成鍛件熱處理形狀畸變的主要原因有:加熱過于激烈或加熱不均勻,造成較大的內(nèi)外溫差;冷卻過于激烈或冷卻不均勻,造成較大的各截面溫差;加熱時的支撐或冷卻時的夾持不當(dāng);各種機械加工所殘留的加工應(yīng)力;鍛件內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不均勻造成的應(yīng)力不平衡,鍛件結(jié)構(gòu)形狀特點所造成的應(yīng)力不平衡;組織轉(zhuǎn)變的不均勻,即鍛件各個部位比體積不均勻變化引起的應(yīng)力等。

形狀畸變是熱處理過程中最常見的一種形式。其特點是改變了鍛件的外形,表現(xiàn)為幾何形狀的翹曲和扭曲。

綜上所述,鍛件整體熱處理時引起的體積變形和形狀變形是影響鍛件最終質(zhì)量的因素,所以在鍛件熱處理時一定要多加注意,避免在熱處理時發(fā)生變形,進(jìn)而影響鍛件的質(zhì)量。


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