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金屬熱處理基礎常識12

作者:亚美真人来源:[亚美真人公司]访问:527时间:2019-12-04

三、殘餘壓應力對工件的影響

滲碳表麵強化作為進步工件的疲憊強度的方法利用得很廣泛的啟事。一方麵是由於它能有效的增加工件表麵的強度和硬度,進步工件的耐磨性,另一方麵是滲碳能有效的改善工件的應力分布,在工件表麵層獲得較大的殘餘壓應力,&127;岣吖ぜ鈉@頹慷取H綣諫己笤俳械任麓慊鸞嵩黽穎聿悴杏嘌褂α?使疲憊強度得到進一步的進步。有人對35SiMn2MoV鋼滲碳後進行等溫淬火與滲碳後淬火低溫回火的殘餘應力進行過測試其

熱處理工藝殘餘應力值(kg/mm2)滲碳後880-900度鹽浴加熱,260度等溫40分鍾-65滲碳後880-900度鹽浴加熱淬火,260度等溫90分鍾-18滲碳後880-900度鹽浴加熱,260度等溫40分鍾,260度回火90分鍾-38從表1的測試結果可以看出等溫淬火比通常的淬火低溫回火工藝具有更高的表麵殘餘壓應力。等溫淬火後即使進行低溫回火,其表麵殘餘壓應力,也比淬火後低溫回火高。是以可以得出如許一個結論,即滲碳後等溫淬火比通常的滲碳淬火低溫回火獲得的表麵殘餘壓應力更高,從表麵層殘餘壓應力對疲憊抗力的有益影響的觀點來看,滲碳等溫淬火工藝是進步滲碳件疲憊強度的有效方法。滲碳淬火工藝為什麽能獲得表層殘餘壓應力?滲碳等溫淬火為什麽能獲得更大的表層殘餘壓應力?其首要啟事有兩個:一個啟事是表層高碳馬氏體比容比心部低碳馬氏體的比容大,淬火後表層體積膨脹大,而心部低碳馬氏體體積膨脹小,製約了表層的自由膨脹,&127;造成表層受壓心部受拉的應力狀況。而另一個更首要的啟事是高碳過冷奧氏體向馬氏體改變的開始改變溫度(Ms),比心部含碳量低的過冷奧氏體向馬氏體改變的開始溫度(Ms)低。這就是說在淬火過程中往往是心部首先產生馬氏體改變引發心部體積膨脹,並獲得強化,而表麵還末冷卻到其對應的馬氏體開始改變點(Ms),故仍處於過冷奧氏體狀況,&127;具有良好的塑性,不會對心部馬氏體改變的體積膨脹起嚴重的壓建造用。隨著淬火冷卻溫度的不斷下降使表層溫度降到該處的(Ms)點以下,表層產生馬氏體改變,引發表層體積的膨脹 。但心部此時早已改變為馬氏體而強化,所以心部對表層的體積膨脹將會起很大的壓建造用,使表層獲得殘餘壓應力。&127;而在滲碳後進行等溫淬火時,當等溫溫度在滲碳層的馬氏體開始改變溫度(Ms)以上,心部的馬氏體開始改變溫度(&127;Ms)點以下的適當溫度等溫淬火,比連續冷卻淬火更能保證這類改變的先後順序的特點(&127;即保證表層馬氏體改變僅僅產生於等溫後的冷卻過程中)。&127;當然滲碳後等溫淬火的等溫溫度和等溫時間對表層殘餘應力的大小有很大的影響。有人對35SiMn2MoV鋼試樣滲碳後在260℃和320℃等溫40&127;分鍾後的表麵殘餘應力進行過測試,其結果如表2。 由表2可知在260℃行動等溫比在320℃等溫的表麵殘餘應力要高出一倍多 可見表麵殘餘應力狀況對滲碳等溫淬火的等溫溫度是很敏感的 。不僅等溫溫度對表麵殘餘壓應力狀況有影響,而且等溫時間也有一定的影響。有人對35SiMn2V鋼在310℃等溫2分鍾,10分鍾,90分鍾的殘餘應力進行過測試。2分鍾後殘餘壓應力為-20kg/mm,10分鍾後為-60kg/mm,60分鍾後為-80kg/mm,60分鍾後再延長等溫時間殘餘應力變化不大 。

從上麵的討論表明,滲碳層與心部馬氏體改變的先後順序對表層殘餘應力的大小有首要影響。滲碳後的等溫淬火對進一步進步零件的疲憊壽命具有普遍意義。此外能降低表層馬氏體開始改變溫度(Ms)點的表麵化學熱處理如滲碳、氮化、氰化等都為造成表層殘餘壓應力提供了條件,如高碳鋼的氮化--淬火工藝,由於表層,&127;氮含量的進步而降低了表層馬氏體開始改變點(Ms),淬火後獲得了較高的表層殘餘壓應力使疲憊壽命得到進步。又如氰化工藝往往比滲碳具有更高的疲憊強度和使用壽命,也是因氮含量的增加可獲得比滲碳更高的表麵殘餘壓應力之故。此外,&127;從獲得表層殘餘壓應力的公道分布的觀點來看,單一的表麵強化工藝不輕易獲得理想的表層殘餘壓應力分布,而複合的表麵強化工藝則可以有效的改善表層殘餘應力的分布。如滲碳淬火的殘餘應力一般在表麵壓應力較低,最大壓應力則出現在離表麵一定深度處,而且殘餘壓力層較厚。氮化後的表麵殘餘壓應力很高,但殘餘壓應力層很溥,往裏急劇下降。假如采用滲碳--&127;氮化複合強化工藝,則可獲得更公道的應力分布狀況 。&127;是以表麵複合強化工藝,如滲碳--氮化,滲碳--&127;高頻淬火等,都是值得重視的方向。

根據上述討論可得出以下結論;

1、熱處理過程中產生的應力是不可避免的,而且往往是有害的&127;。但我們可以控製熱處理工藝盡量使應力分布公道,就可將其有害程度降低到最低限度,甚至變有害為有益。

2、當熱應力占主導地位時應力分布為心部受拉表麵受壓,當組織應力占主導地時應力分布為心部受壓表麵受拉。

3 、在高淬透性鋼件中易形成縱裂,在非淬透性工件中往往形成弧裂,在大型非淬透工件中輕易形成橫斷和縱劈 。

4、滲碳使表層馬氏體開始改變溫度(Ms)點下降,可導至淬火時馬氏體改變順序顛倒,心部首先發生馬氏體改變而後才波及到表麵,可獲得表層殘餘壓應力而進步抗疲憊強度。

5、滲碳後進行等溫淬火可保證心部馬氏體改變充分進行今後,表層組織改變才進行 。&127;使工件獲得比直接淬火更大的表層殘餘壓應力,可進一步進步滲碳件的疲憊強度。

6、複合表麵強化工藝可使表層殘餘壓應力分布更公道,可明顯進步工件的疲憊強度。

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