当前位置:首页 > 电炉技术 > 正文内容

热处理时开裂变形的分析

2年前 (2024-10-02)电炉技术182

热处理时开裂变形的分析:

一般来讲,钢铁热处理变形除在炉中加热时因自重产生变形(蠕变)外,其余开裂变形基本与内应力存在一定的联系。

  内应力如果进行粗略来分恒盛炉业觉得一般可分为如下几类:

  热应力、组织应力、铸、锻、机加工等靠造成的内应力

  在此主要讨论热处理过程的内应力,主要有热应力与组织应力。

  热应力主要出现在加热过程与冷却过程,而组织应力一般主要出现在淬火末期。

按热处理从淬火开始的顺序进行一些简单分析:

一、加热过程中的应力

  淬火加热过程无疑是热应力为主,在加热过程中有开裂与变形的概率,热处理中用分级加热(较详细说明,以二级预热来说明)。

1、一级 预热温度的选择

    一般来讲,热处理时用500℃-650℃做为第一级预热。其目的何在?

    机加后的工件如果是轴,则其直线度、振摆均较好。但这只是因为在机加过程中所受的加工力与工件的内力平衡而已,并非工件内不存在内应力。即机加工过程中,打破了坯料时的应力平衡,而产生了新的应力平衡。

    众所周知,一般来讲钢铁材料的屈服强度随温度的升高而降低,如果温度升高到一定的温度,工件在加热过程中的热应力与机加引起的内应力可能产生叠加,超出材料的屈服强度,致使工件产生畸变。

    设想,如果在材料的弹性极限内进行加热(弹性极限应该也随着加热温度的升高而降低),工件原存的内应力就会释放,此时会发生工件有规律的弹性变形,避免其高温加热产生的因内应力超出屈服强度引起的畸变为好。经过试验认为,大部分材料的加热的弹性范围为450℃-650℃之间,因此选用此温度范围为第一级预热。

2、二级预热温度选800℃-890℃,目的何在?

   主要是此为晶格转变积蓄能量,避免在相变时巨大的内力引发工件的畸变。所以在AC1左右进行预热是必要的,一般为提升加工效率,将预热温度提升到AC1稍高温度。

3、加热过程中应力分布分析:参阅相关资料,有非常详细的各种说明,这里不一一祥叙。

二、冷却过程的应力

   从高温冷却下来到达BS点之前,必定伴随着热应力,因此出现了多种的淬火工艺,如分级淬火、边角预淬火、边角擦油或水、预冷淬火等,其目的是围绕着热应力进行的。

   当温度到达相变点时,出现了组织应力,为减小组织应力出现了等温淬火、引上恒温处理、马氏体分级淬火等。

   为减小冷却过程中的应力,出现了上述淬火方法的组合,称为复合淬火等。

三、减小热处理变形与开裂的总则

1、均匀加热

2、均匀冷却

如此而已,至于实际当中形形色色的方法,均为达到上述目的而进行的。如:堵孔、包边及尖角、角倒圆、塞石棉、掏料等等。

四、尖锐边角是所有开裂的罪根祸首吗?

  恒盛炉业(王云)觉得内应力过大是造成工件变形与开裂的罪根祸首。

  如果大件热处理(一般在调质淬火后期或调质回火前后),其根本原因在于热应力的过大,裂纹起始于工件心部或接近于心部。有资料验证,在大件外部加开小槽进行淬火,结果裂纹并不沿着开槽处开裂。这说明,为避免大件调质开裂,采用表面光滑过渡,增大圆角等均属药不对症。此类件如果可能,加强心部的冷却是防止开裂的有效着法。当然大件有夹杂、气泡、发纹与之同在,在热前进行探伤是有必要的,也是避免开裂的工作。

五 高淬透性钢真的不能水淬吗?

  类似D2材料,如40*30*30mm的料,进行正常奥氏体化,然后水淬,认为开裂的人应该会占大多数。不过试验证明,如果冷却操作恰当,一样不会开裂。此类如10mm的小件,可以水中一直冷却到室温而不裂,皆因其均匀冷却之故。当然此类操作不建议普通操作者进行。

六 总结(参考热处理专家耿建亭意见)

   如同第三条介绍,但如果不能均匀加热与冷却怎么办?

   请仔细分析工件变形与开裂是何种应力造成,用热应力、组织应力在一定范围内是相反的原理,适当人为增加反向应力,使热应力与组织应力的叠加应力互相抵销,则变形小矣。如大和久重雄认为,不预热进行淬火,可减小变形一致,但此方法不是万能的,在有些场合会造成相反的结果。


扫描二维码推送至手机访问。

版权声明:本文由退火炉-台车炉-井式炉-回火炉-恒盛炉业发布,如需转载请注明出处。

本文链接:http://www.baboke.com/dianlu/143.html

分享给朋友:

“热处理时开裂变形的分析” 的相关文章

恒盛炉业对热处理设备中的加热元件选用建议

加热元件是指热处理设备中金属或非金属导电体自身通电以后,由于它的电阻而产生热量,或者说它是能发热的电阻材料,如硅碳棒、硅钼棒、电阻丝、电阻带等。电热材料主要用于制造电阻炉中的电热元件,它作为电阻体接在电路中,把电能转变为热能,使温度升高。热处理设备中恒盛炉业对电加热元件的建议是:1)  具...

热处理设备(加热炉)中天然气(炉)与常规电(炉)加热能耗及使用分析 天然气特点

热处理设备(加热炉)中天然气(炉)与常规电(炉)加热能耗及使用分析 天然气特点: 安全:散逸快—天然气比空气轻,在通风条件下即使有小的泄漏也会迅速散逸,不会在室内存积。 易察觉—天然气通常为无色无味,在输配过程中采用加臭工艺,万一泄漏能及早发现。 用户无需贮藏—通过管道输送,可直接输...

钢之回火热处理

回火热处理是指将经过淬火硬化或正常化处理之钢材在浸置於一低於临界温度一段时间后,以一定的速率冷却下来,以增加材料之韧性的一种处理。从冶金原理,我们知道将经过淬火及正常化处理在放回中温浸置(时效)一段时间,可促使一部分之碳化物析出,同时有可消除一部分因急速冷却所造成之残留应力,因此可提高材料之韧性与柔...

燃气炉烧嘴产生点不着火及燃烧不稳定的原因有哪些?

 燃气炉烧嘴产生点不着火及燃烧不稳定的原因有: 1)  燃烧结构(喷嘴伸进尺寸、混合室)不合理,空气不足。 2)  D/d值不合理。 3)  煤气压力低。 4)  煤气内含水分多。 5)     鼓风...

燃气回火炉是节能型周期作业燃气炉

燃气回火炉是节能型周期作业燃气炉,主要用于高铬、高锰钢铸件退火、回火、时效等热处理,以及灰口铸铁、球墨铸铁、轧辊、钢球、破碎机锤头、耐磨衬板退火、回火、时效以及各种机械零件热处理之用。燃气回火炉的外壳有钢板和型钢焊接而成,炉体底部炉衬采用高铝莫来石,炉顶采用真空高压全纤维模块结构,相对砖式炉膛节能6...

铸铁热处理淬火与回火

铸铁热处理淬火与回火:所谓淬火是将材料自沃斯田铁区域之温度非常快的速率将温度降低以防止波来铁或肥粒铁的形成,自沃斯田铁区冷却到Ms温度由於时间太短碳元素不会发生扩散,基地直接变态為麻田散铁,此组织非常坚硬但也相当脆,可以回火方式令其变软,以提高韧性,因此经过不同温度回后,可以获得不同硬度、强度及韧性...