機(jī)械制造與自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文對(duì)熱處理過(guò)程中變形及開(kāi)裂問(wèn)題的探討-wenkub
2022-10-19 11:27:22 本頁(yè)面
【正文】 的變形還要原材料成分、工件的形狀和介質(zhì)冷卻速度的影響，實(shí)際情況要復(fù)雜很多。 2）靠近表面層，切向拉應(yīng)力大于軸向拉應(yīng)力。若相變時(shí)體積減小，則表層為拉應(yīng)力而心部為壓應(yīng)力。實(shí)踐證明，熱應(yīng)力引起工件變形的特點(diǎn)是和物體內(nèi)部受到高的流體靜壓力作用的結(jié)果相似，它使平面變成凸面，直角變成鈍角，長(zhǎng)的方向變短，短的方向變長(zhǎng)。 急冷熱應(yīng)力的兩個(gè)特點(diǎn)： 1）零件表面產(chǎn)生壓力，心部產(chǎn)生熱效應(yīng)。當(dāng)應(yīng)力超過(guò)屈服強(qiáng)度時(shí) ,就會(huì)產(chǎn)生塑性變形 ,如果造成應(yīng)力集中，并超過(guò)了材料的強(qiáng)度極限 ,就會(huì)使零件淬裂。工件的變形就是這兩種應(yīng)力 綜合影響的結(jié)果，當(dāng)應(yīng)力大于屈服極限時(shí)就會(huì)發(fā)生永久變形，如果大于材料的強(qiáng)度工件就會(huì)開(kāi)裂。論文分析了熱處理 變形、開(kāi)裂的原因，影響變形的因素以及減少熱處理變形、防止開(kāi)裂的一系列技術(shù)措施。開(kāi)裂是絕對(duì)要避免的，因?yàn)殚_(kāi)裂零件無(wú)法挽救，只能報(bào)廢，這既浪費(fèi)了材料與加工費(fèi)用，又影響了生產(chǎn)，給國(guó)家造成損失。 8 修改技術(shù)要求 6 合理的選用鋼材 1 一 熱處理變形及開(kāi)裂的原因 3 鋼的化學(xué)成分 4 鋼的原始組織 6 三 減少變形及開(kāi)裂的措施 8 合理的安排工藝路線 9 按變形頻率調(diào)節(jié)加工尺寸 11 1 引言 變形是指零件在熱處理時(shí)引起的形狀和尺寸的 偏差。因此，分析研究金屬熱處理變形、開(kāi)裂的原因，掌握其規(guī)律性，并找出減小變形、防止開(kāi)裂的技術(shù)措施，具有十分重要的意義。 關(guān)鍵詞 ：熱處理；變形；開(kāi)裂；熱應(yīng)力；組織應(yīng)力 一、熱處理變形、開(kāi)裂的原因 工件的變形包括尺寸變化和形狀變化兩種。下面對(duì)兩種應(yīng)力分別加以研究。導(dǎo)熱性很差的高碳合金鋼 ,如合金模具鋼 Cr12MoV、高速鋼 W18Cr4V 之類的工具鋼，淬火加熱溫度很高，如不采用多次預(yù)熱和緩慢加熱 ,不但會(huì)造成零件變形 ,而且會(huì)導(dǎo)致零件開(kāi)裂而報(bào)廢。 2）大型軸類零件心部的軸向參與拉應(yīng)力特別大。如圖 1 3 圖 1 框型鑄件熱應(yīng)力的形成過(guò)程 組織應(yīng)力引起的變形 如果金屬制品在加熱和冷卻時(shí)發(fā)生相變，由于新舊相之間存在著結(jié)構(gòu)和比容差異，制品各部分又難以同時(shí)發(fā)生相變，或者各部分的相變產(chǎn)物有所不同，也會(huì)引起應(yīng)力，這種因組織結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變不均勻而產(chǎn)生的應(yīng)力稱為組織應(yīng)力。 例如鋼件淬火時(shí)，表層先發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，由于馬氏體 的比容大于母相奧氏體的比容，因而表層膨脹。 組織應(yīng)力引起工件變形的特點(diǎn)與熱應(yīng)力相反，使平面變凹，直角變成銳角，長(zhǎng)的方向變長(zhǎng)，短的方向變短。因此在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，要全面分析，指出起主導(dǎo)作用的是熱應(yīng)力還是組織應(yīng)力，以便判定變形的趨勢(shì)或裂紋產(chǎn)生的可能性，并采取各種 措施予以控制或防止。但高碳鋼由于殘留奧氏體量的增加，抵消了一部分馬氏體轉(zhuǎn)變的膨脹作用，而體積變化相對(duì)減小。在高碳鋼中，由于 MS 點(diǎn)較低，殘留奧氏體較多，故淬火變形主要是熱應(yīng)力變形。鋼的淬透性與鋼的臨界冷卻速度有密切的關(guān)系，臨界冷卻速度越底，鋼的淬透性越好，降低臨界冷卻速度的主要因素是鋼的化學(xué)成分，例如合金鋼的淬透性比碳鋼好。另外偏析現(xiàn)象和網(wǎng)狀組織 ,對(duì)淬火后工件的變形、特別是對(duì)細(xì)長(zhǎng)軸的彎曲變形影響很大。常用的淬火介質(zhì)有水、油、以及鹽類水溶液、熔鹽、空氣等。 零件的幾何形狀尺寸 從熱處理工藝角度出發(fā)，零件設(shè)計(jì)最好采用對(duì)稱結(jié)構(gòu)，盡量避免尖角，要求截面過(guò)渡均勻。因此，必須合理選擇 材料，避免淬火裂紋產(chǎn)生 。 總之，熱處理變形 及開(kāi)裂 的影響因素是十分復(fù)雜的問(wèn)題，在制定淬火熱處理工藝時(shí)，應(yīng)充分考慮工件的形狀、鋼中的碳含量，根據(jù)工件所要求的力學(xué)性能，合理選擇淬火方法及冷卻介質(zhì)，防止變形及開(kāi)裂，提高產(chǎn)品質(zhì)量。對(duì)于易變形、淬裂的零件選用合金鋼，對(duì)于硬度要求不高的結(jié)構(gòu)件，在滿足硬度要求的情況下，盡可能的選用碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)較小的碳鋼以減少變形。 合理 鍛造及預(yù)先熱處理 鋼中白點(diǎn)，鎖孔可能成為淬火裂紋的根源。對(duì)變形要求較嚴(yán)格的工件，在加工過(guò)程中，要進(jìn)行去應(yīng)力退火。 7
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