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模具鋼百科
總結熱處理工件中殘余應力的分布及其影響因素
來源: | 作者:13963813331 | 發布時間: 2020-06-10 | 191 次瀏覽 | 分享到:
總結熱處理工件中殘余應力的分布及其影響因素
  總結熱處理工件中殘余應力的分布及其影響因素
  模具鋼
  對于經歷相變的熱處理工件,殘余應力是熱應力和組織應力疊加的結果。殘余應力的大小和分布取決于鋼的化學成分、淬透性、形狀、尺寸和熱處理工藝。在完全淬火條件下,碳含量對淬火圓柱鋼試樣殘余應力的影響是,軸向應力和切向應力在表面和中心為壓應力,而中間層為拉應力,隨著碳含量的增加,拉應力最大值向表面靠近。這是因為隨著碳含量的增加,馬氏體相變過程中的比容變化增加,馬氏體相變溫度的Ms點降低,導致熱應力降低,呈現出以組織應力為主的分布特征。
  
  在沒有淬火的情況下,無論核心轉變成珠光體還是貝氏體,形成馬氏體的表面層總是傾向于相對于核心膨脹,這是由于它在相變結束時具有大的比容。結果表明,形成了壓應力。應力的大小隨非硬化區的大小而變化。
  
  工件的尺寸和幾何形狀對內應力的影響非常復雜,總的趨勢是隨著工件尺寸的增大,殘余應力向熱應力型轉變。對于具有復雜幾何形狀或尺寸突然變化的工件,殘余內應力往往在應力集中位置顯著增加。
  
  淬火冷卻方法對ωc=0.3%碳鋼圓柱試樣殘余應力分布的影響當僅從外部淬火時,應力分布類似于沒有內孔的圓柱體樣品。當僅從內孔淬火時,情況相反,即,形成由內孔表面的壓縮和外圓表面的拉伸引起的殘余應力。如果內表面和外表面同時淬火,應力分布在上述兩種情況之間,在內表面和外表面上形成壓應力,而在未淬火的中間層上產生拉應力。因此,從殘余應力分布的角度來看,最好同時從內到外對圓柱形零件進行淬火。
  
  在完全淬火條件下,淬火冷卻速度越快,熱應力越大,但對組織應力影響不大。淬火前,淬火冷卻速度會影響熱應力和顯微組織應力,最終結果取決于兩種影響的相對大小。
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