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淬火介质在控制零件热处理变形中的作用

来源:本站  点击次数:次  发布时间:2017-6-28

           淬火介质在控制零件热处理变形中的作用

随着我国机械工业的迅猛发展以及制造水平的日益提高,企业对零件的内在质量------热处理质量提出了更高的要求。大家不仅重视热处理的加热,而且,对热处理的冷却也越来越重视

    目前热处理的二大难题就是变形及硬度不均不足,它们都与淬火介质的选用有密切关系,因此,科学使用专用淬火介质,可以极大地提高零件热处理的内在和外在质量。

        一、零件热处理变形的根源

    在生产实践中,热处理变形的表现形式是多种多样的,有体积和尺寸的胀大和收缩变形,也有弯曲、歪扭、椭圆、翘曲等畸形变形。但就其产生的根源来说,可分为内应力造成的应力塑性变形和比容变化引起的体积变形(以下简称比容变形)两大类。

    ㈠内应力塑性变形

    钢件热处理过程中加热冷却的不均匀和相变的不等时性等,都会引起内应力的作用,在钢件一定塑性条件的配合下,就会产生内应力塑性变形。内应力塑性变形有很明显的特征:变形常带有明显的方向性内应力塑性变形通常不会改变零件的体积大小,只改变零件的外形结构和形状。内应力塑性变形的最明显的特征是:零件每进过一次热处理内应力的作用,都要产生一次塑性变形,零件总变形量的大小随内应力作用的次数的增加而增大,这也是内应力塑性变形区别于比容变形的主要标志之一。

    按应力产生的根源和表现特征的不同,分为热应力塑性变形和组织应力塑性变形。在AC1温度下方加热急冷产生变形,可获得纯热应力变形,而单纯的组织应力变形却是不可能的。组织应力变形与钢的淬透性、零件截面尺寸、钢的Ms点高低、淬火介质及冷却方法有密切的关系。

    ⑵比容变形

    钢在热处理过程中,各种相结构的组织比容不同,在相变时发生的体积和尺寸变化为比容变形。在生产实践的一定条件下,采用相应的热处理工艺方法,可获得比较单纯的比容变形。其特点是没有明显的方向性,如果钢的组织结构均匀,比容变形表现在各个方向上是相同的,比容变形不会因热处理次数增加而不断改变零件的体积和尺寸。

    比容变形一般只与奥氏体中碳和合金元素的含量,游离相碳化物,铁素体的多少,淬火前后组织比容变化差和残余奥氏体的多少及钢的淬透性等因素有关。而这些组织成份很大程度上取决于淬火冷却的工艺,因此,淬火介质的合理选用也是控制比容变形的重要一环。

    二、钢的淬火冷却过程

    ⑴淬火的定义、工艺分类:淬火是将钢通过加热到临界温度以上保温,然后以大于临界冷却速度急速冷却,从而得到马氏体或贝氏体组织的热处理方法。

    淬火是使零件强化最重要的工序之一,它综合了固容强化,第二相强化,晶界强化,位错强化等几种强化机制。工件在淬火之前外形尺寸和几何精度均以基本达到,即使留有磨加工余量已很少,因此淬火不仅要保证良好的组织与性能,而且还要保持其尺寸精度。事实上,这二者往往有矛盾,为了获得足够的淬透深度,需剧烈地冷却工件,但这又导致淬火应力的发生,增加变形和开裂倾向。因此,制定淬火工艺远较退火工艺复杂,必须灵活运用马氏体,贝氏体相变的规律,根椐不同零件的要求,确定不同的热处理计术要求,合理制定淬火工艺规范及方法。

 ⑵淬火冷却介质:理想的冷却介质必须在奥氏体转变最易产生区,冷速快,而避开C曲线的鼻子区后,产生马氏体转变时则缓慢冷却,以使马氏体转变时产生的热应力和组织应力最小,但这种理想的冷却介质还未找到。

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