鍛件熱處理內應力受哪些因素影響?

       在實際生產中,鍛件總是同時產生二種或三種基本內應力,所以實際工件熱處理后的殘余應力是幾種基本內應力疊加的結果。疊加后的殘余應力分布情況是很復雜的,與和熱處理工藝的具體參數密切相關。下面具體分析影響鍛件熱處理內應力的主要因素。

       心部未淬透情況下的殘余應力。

       在未淬透的情況下,內應力分布是熱應力類型的,表面淬透層中產生的是壓應力,因而表面淬裂的傾向性較小。但是,這時心部產生的是拉應力,而且當淬透層很深而心部很小時,心部拉應力去范圍很小,數值很大。

鍛件

       心部淬透情況下的殘余應力。

       當鍛件是完全淬透的情況下,殘余應力的分布主要是由熱應力和組織應力疊加的結果。當鍛件直徑較小時,疊加后的殘余應力的分布是組織應力類型的,說明這時組織應力是主要的。當直徑增大時,殘余應力將逐漸變為熱應力類型,這說明隨著工件的直徑增加,熱應力的作用越來越大,這時鍛件離表面一定距離的中間部分出現切向應力和軸向應力的峰值,而且往往是軸向應力大于切向應力,所以不太大的圓柱形工件淬透時,往往容易形成縱裂。

       鋼種的影響。隨著鋼中碳含量的增加,組織應力的作用增強,而熱應力的作用減弱。鋼中加入合金元素不僅可提高鋼的高溫強度而且可以提高過冷奧氏體的穩定性,減少鋼的臨界冷速,使疊加可以采用油淬。

淬火溫度與冷速的影響。

鍛件

       冷速愈大,鍛件的內外溫差愈大,熱應力增加。對鍛件因其殘余應力本來就是熱應力型分布,增加冷速,將使其表面的壓應力值和心部的拉應力值增加。因此在滿足力學性能要求的情況下應盡量減小冷速。

       中心孔的影響。大型鍛件的熱處理應力一般是熱應力類型的,即表面受壓,心部受拉。而大型鍛件的心部組織一般都比較差,冶金缺陷也比較多,為防止心部在熱處理拉應力作用下缺陷的進一步擴張,甚至造成斷裂,所以一般都將大型鍛件在熱處理前加工中心孔,把這部分缺陷去掉。