全国24小时服务热线：15210208588

您所在的位置： 鑫锋立设备厂家 > 新闻资讯 > 行业动态 > 深冷处理-热处理应力及其影响

深冷处理-热处理应力及其影响

来源：鑫锋立      发布日期：2019-04-17

返回列表

深冷处理-热处理应力及其影响 

　　

鑫锋立（北京）科技有限公司是国内专业研制超低温深冷设备以及各种液氮深冷处理设备的国内品牌，首要出产：液氮深冷箱、液氮低温装配设备、液氮深冷处理设备、液氮高低温试验箱，液氮模具深冷处理，液氮超低温处理工艺，液氮超低温处理技术、液氮超低温深加工设备，具有多年的液氮低温设备及液氮速冻食物机械设备的相关产品与效劳的出售和经历。
深冷处理-热处理应力及其影响
热处理剩余力是指工件经热处理后终究残存下来的应力,对工件的形状,尺度和功能都有极为重要的影响。当它超越资料的屈服强度时,便引起工件的变形,超越资料的强度极限时就会使工件开裂,这是它有害的一面,应当减少和消除。但在必定条件下操控应力使之合理散布,就能够进步零件的机械功能和使用寿数,变有害为有利。剖析钢在热处理过程中应力的散布和改变规律,使之合理散布对进步产品质量有着深远的实践意义。例如关于表层剩余压应力的合理散布对零件使用寿数的影响问题现已引起了人们的广泛注重。深冷处理
一、钢的热处理应
   工件在加热和冷却过程中,因为表层和心部的冷却速度和时刻的不一致,构成温差，就会导致体积胀大和缩短不均而发生应力,即热应力。在热应力的效果下,因为表层开端温度低于心部,缩短也大于心部而使心部受拉,当冷却结束时，因为心部终究冷却体积缩短不能自在进行而使表层受压心部受拉。即在热应力的效果下终究使工件表层受压而心部受拉。这种现象受到冷却速度,资料成分和热处理工艺等要素的影响。当冷却速度愈快,含碳量和合金成分愈高,冷却过程中在热应力效果下发生的不均匀塑性变形愈大,终究构成的剩余应力就愈大。另一方面钢在热处理过程中因为安排的改变即奥氏体向马氏体改变时,因比容的增大会伴随工件体积的胀大;工件各部位先后相变，构成体积长大不一致而发生安排应力。安排应力改变的终究成果是表层受拉应力,心部受压应力,刚好与热应力相反。安排应力的巨细与工件在马氏体相变区的冷却速度,形状，资料的化学成分等要素有关。深冷处理
   实践证明,任何工件在热处理过程中,只要有相变,热应力和安排应力都会发生。;只不过热应力在安排改变以前就现已发生了，而安排应力则是在安排改变过程中发生的,在整个冷却过程中,热应力与安排应力归纳效果的成果,就是工件中实践存在的应力。这两种应力归纳效果的成果是十分复杂的,受着许多要素的影响,如成分、形状、热处理工艺等。就其发展过程来说只有两种类型,即热应力和安排应力,效果方向相反时二者抵消,效果方向相同时二者彼此迭加。不管是彼此抵消还是彼此迭加,两个应力应有一个占主导要素,热应力占主导地位时的效果成果是工件心部受拉,外表受压。;安排应力占主导地位时的效果成果是工件心部受压外表受拉。深冷处理
二、热处理应力对淬火裂纹的影响
  存在于淬火件不同部位上能引起应力会集的要素(包含冶金缺陷在内),对淬火裂纹的发生都有促进效果,但只有在拉应力场内(尤其是在最大拉应力下)才会表现出来,;若在压应力场内并无促裂效果。
淬火冷却速度是一个能影响淬火质量并决议剩余应力的重要要素,也是一个能对淬火裂纹赋于重要乃至决议性影响的要素。为了到达淬火的意图，一般必须加速零件在高温段内的冷却速度,并使之超越钢的临界淬火冷却速度才能得到马氏体安排。就剩余应力而论,这样做因为能添加抵消安排应力效果的热应力值,故能减少工件外表上的拉应力而到达抑制纵裂的意图。其效果将随高温冷却速度的加速而增大。并且,在能淬透的情况下,截面尺度越大的工件,尽管实践冷却速度更缓,开裂的危险性却反而愈大。这一切都是因为这类钢的热应力随尺度的增大实践冷却速度减慢,热应力减小,安排应力随尺度的增大而添加,终究构成以安排应力为主的拉应力效果在工件外表的效果特点构成的。并与冷却愈慢应力愈小的传统观念截然不同。对这类钢件而言,在正常条件下淬火的高淬透性钢件中只能构成纵裂。防止淬裂的牢靠原则是设法尽量减小截面表里马氏体改变的不等时性。只是施行马氏体改变区内的缓冷却不足以预防纵裂的构成。一般情况下只能发生在非淬透性件中的弧裂,虽以全体快速冷却为必要的构成条件，可是它的真实构成原因,却不在快速冷却(包含马氏体改变区内)自身,而是淬火件部分方位(由几许结构决议),在高温临界温度区内的冷却速度明显减缓,因而没有淬硬所造成的。发生在大型非淬透性件中的横断和纵劈,是由以热应力为首要成份的剩余拉应力效果在淬火件中心,而在淬火件末淬硬的截面中心处,首要构成裂纹并由内往外扩展而构成的。为了防止这类裂纹发生，往往使用水--油双液淬火工艺。在此工艺中施行高温段内的快速冷却,意图只是在于确保外层金属得到马氏体安排,;而从内应力的视点来看,这时快冷有害无益。其次,冷却后期缓冷的意图,首要不是为了降低马氏体相变的胀大速度和安排应力值,而在于尽量减小截面温差和截面中心部位金属的缩短速度,从而到达减小应力值和终究抑制淬裂的意图。深冷处理
三、剩余压应力对工件的影响
   渗碳外表强化作为进步工件的疲惫强度的方法应用得很广泛的原因。一方面是因为它能有用的添加工件外表的强度和硬度，进步工件的耐磨性，另一方面是渗碳能有用的改善工件的应力散布,在工件外表层取得较大的剩余压应力,&127;进步工件的疲惫强度。假如在渗碳后再进行等温淬火将会添加表层剩余压应力,使疲惫强度得到进一步的进步。有人对35SiMn2MoV钢渗碳后进行等温淬火与渗碳后淬火低温回火的剩余应力进行过测验其。深冷处理
热处理工艺
剩余应力值（kg/mm2)渗碳后881-901度盐浴加热，260度等温40分钟-65
渗碳后881-901度盐浴加热淬火，260度等温90分钟-18
渗碳后881-901度盐浴加热，260度等温40分钟，260度回火90分钟-38
从表1的测验成果能够看出等温淬火比一般的淬火低温回火工艺具有更高的外表剩余压应力。等温淬火后即便进行低温回火,其外表剩余压应力，也比淬火后低温回火高。因而能够得出这样一个定论,即渗碳后等温淬火比一般的渗碳淬火低温回火取得的外表剩余压应力更高,从外表层剩余压应力对疲惫抗力的有利影响的观念来看，渗碳等温淬火工艺是进步渗碳件疲惫强度的有用方法。渗碳淬火工艺为什么能取得表层剩余压应力?渗碳等温淬火为什么能取得更大的表层剩余压应力?其首要原因有两个：一个原因是表层高碳马氏体比容比心部低碳马氏体的比容大,淬火后表层体积胀大大,而心部低碳马氏体体积胀巨细,制约了表层的自在胀大,构成表层受压心部受拉的应力状况。而另一个更重要的原因是高碳过冷奥氏体向马氏体改变的开端改变温度（Ms）,比心部含碳量低的过冷奥氏体向马氏体改变的开端温度（Ms）低。这就是说在淬火过程中往往是心部首要发生马氏体改变引起心部体积胀大,并取得强化,而外表还末冷却到其对应的马氏体开端改变点（Ms）,故仍处于过冷奥氏体状况,具有杰出的塑性,不会对心部马氏体改变的体积胀大起严峻的压制效果。随着淬火冷却温度的不断下降使表层温度降到该处的（Ms）点以下,表层发生马氏体改变,引起表层体积的胀大。但心部此刻早已改变为马氏体而强化,所以心部对表层的体积胀大将会起很大的压制效果,使表层取得剩余压应力。而在渗碳后进行等温淬火时，当等温温度在渗碳层的马氏体开端改变温度（Ms）以上,心部的马氏体开端改变温度（Ms）点以下的适当温度等温淬火,比连续冷却淬火更能确保这种改变的先后顺序的特点(即确保表层马氏体改变只是发生于等温后的冷却过程中)。当然渗碳后等温淬火的等温温度和等温时刻对表层剩余应力的巨细有很大的影响。有人对35SiMn2MoV钢试样渗碳后在260℃和320℃等温40分钟后的外表剩余应力进行过测验,其成果如表2。 由表2可知在260℃行动等温比在320℃等温的外表剩余应力要高出一倍多 。深冷处理
    可见外表剩余应力状况对渗碳等温淬火的等温温度是很敏感的。不仅等温温度对外表剩余压应力状况有影响,并且等温时刻也有必定的影响。有人对35SiMn2V钢在310℃等温2分钟,10分钟,90分钟的剩余应力进行过测验。2分钟后剩余压应力为-20kg/mm,10分钟后为-60kg/mm,60分钟后为-80kg/mm,60分钟后再延伸等温时刻剩余应力改变不大。深冷处理
从上面的评论表明,渗碳层与心部马氏体改变的先后顺序对表层剩余应力的巨细有重要影响。渗碳后的等温淬火对进一步进步零件的疲惫寿数具有普遍意义。此外能降低表层马氏体开端改变温度（Ms）点的外表化学热处理如渗碳、氮化、氰化等都为构成表层剩余压应力供给了条件,如高碳钢的氮化--淬火工艺,因为表层,氮含量的进步而降低了表层马氏体开端改变点（Ms）,淬火后取得了较高的表层剩余压应力使疲惫寿数得到进步。又如氰化工艺往往比渗碳具有更高的疲惫强度和使用寿数,也是因氮含量的添加可取得比渗碳更高的外表剩余压应力之故。此外,从取得表层剩余压应力的合理散布的观念来看,单一的外表强化工艺不容易取得理想的表层剩余压应力散布,而复合的外表强化工艺则能够有用的改善表层剩余应力的散布。如渗碳淬火的剩余应力一般在外表压应力较低,最大压应力则出现在离外表必定深度处,并且剩余压力层较厚。氮化后的外表剩余压应力很高,但剩余压应力层很溥,往里急剧下降。假如采用渗碳-氮化复合强化工艺,则可取得更合理的应力散布状况。因而外表复合强化工艺,如渗碳--氮化,渗碳高频淬火等,都是值得注重的方向。深冷处理
  根据上述评论可得出以下定论;
1、热处理过程中发生的应力是不可防止的,并且往往是有害的。但咱们能够操控热处理工艺尽量使应力散布合理,就可将其有害程度降低到最低极限,乃至变有害为有利。
2、当热应力占主导地位时应力散布为心部受拉外表受压,当安排应力占主导地时应力散布为心部受压外表受拉。 
3、在高淬透性钢件中易构成纵裂,在非淬透性工件中往往构成弧裂,在大型非淬透工件中容易构成横断和纵劈。深冷处理
4、渗碳使表层马氏体开端改变温度（Ms）点下降,可导至淬火时马氏体改变顺序颠倒,心部首要发生马氏体改变然后才波及到外表,可取得表层剩余压应力而进步抗疲惫强度。深冷处理
5、渗碳后进行等温淬火可确保心部马氏体改变充分进行今后,表层安排改变才进行。使工件取得比直接淬火更大的表层剩余压应力,可进一步进步渗碳件的疲惫强度。深冷处理
6、复合外表强化工艺可使表层剩余压应力散布更合理,可明显进步工件的疲惫强度。
鑫锋立（北京）科技有限公司是国内专业研制超低温深冷设备以及各种液氮深冷处理设备的国内品牌，首要出产：液氮深冷箱、液氮低温装配设备、液氮深冷处理设备、液氮高低温试验箱，液氮模具深冷处理，液氮超低温处理工艺，液氮超低温处理技术、液氮超低温深加工设备，具有多年的液氮低温设备及液氮速冻食物机械设备的相关产品与效劳的出售和经历。