鋼在熱處理過程中所遺留的應力害處

發布時間：2018/6/12 23:55:35 來源:www.moirasalman.com 瀏覽次數：

鋼的熱處理殘余力是指工件經熱處理后最終殘存下來的應力，對工件的形狀，尺寸和性能都有極為重要的影響，對鋼的性能存有有害的情況。當它超過材料的屈服強度時，便引起工件的變形，超過材料的強度極限時就會使工件開裂，這是它有害的一面，應當減少和消除。但在一定條件下控制應力使之合理分布，就可以提高零件的機械性能和使用壽命，變有害為有利。分析鋼在熱處理過程中應力的分布和變化規律，使之合理分布對提高產品質量有著深遠的實際意義。例如關于表層殘余應力的合理分布對零件使用壽命的影響問題已經引起了人們的廣泛重視。

 

1．鋼的熱處理應力： 

工件在加熱和冷卻過程中，由于表層和心部的冷卻速度和時間的不一致，形成溫差，就會導致體積膨脹和收縮不均而產生應力，即熱應力。 

2．熱處理應力對淬火裂紋的影響： 

存在于淬火件不同部位上能引起應力集中的因素（包括冶金缺陷在內），對淬火裂紋的產生都有促進作用，但只有在拉應力場內（尤其是在最大拉應力下）才會表現出來，若在壓應力場內并無促裂作用。 

3．殘余壓應力對工件的影響： 

滲碳表面強化作為提高工件的疲勞強度的方法應用得很廣泛的原因。一方面鋁合金時效爐是由于它能有效的增加工件表面的強度和硬度，提高工件的耐磨性，另一方面是滲碳能有效的改善工件的應力分布，在工件表面層獲得較大的殘余壓應力，提高工件的疲勞強度。如果在滲碳后再進行等溫淬火將會增加表層殘余壓應力，使疲勞強度得到進一步的提高。

 

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。但我們可以控制熱處理工藝盡量使應力分布合理，就可將其有害程度降低到最低限度，甚至變有害為有利。 

2．當熱應力占主導地位時應力分布為心部受拉表面受壓，當組織應力占主導地位時應力分布為心部受壓表面受拉。 

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容易形成橫斷和縱劈。 

4．滲碳使表層馬氏體開始轉變溫度（Ms）點下降，可導致淬火時馬氏體轉變順序顛倒，心部首先發生馬氏體轉變而后才波及到表面，可獲得表層殘余壓應力而提高抗疲勞強度。 

5．滲碳后進行等溫淬火可保證心部馬氏體轉變充分進行以后，表層組織轉變才進行。使工件獲得比直接淬火更大的表層殘余壓應力，可進一步提高滲碳件的疲勞強度。 

6．復合表面強化工藝可使表層殘余壓應力分布更合理，可明顯提高工件的疲勞強度。