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

1年前 (2024-10-02)电炉技术148

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

硅碳棒的制作及特点

硅碳棒是非金属电热元件中使用最广的一种。它是以碳化硅为主要原料,经挤压成坯,在高温下(2000℃以上)再结晶而成的。硅碳棒的表面负荷和电阻率比电热合金高得多,电阻温度系数在20℃~900℃时为负值,约在900℃时特性曲线由负变正,这一特点可以防止碳硅棒因电压的聚增而被烧毁。硅碳棒的导热性、导电性和耐...

雾霾中工业炉节能改造HTAC技术在我国的应用前景

   我国是世界燃料消耗大国。 长期以来,大气有害物超标排状况在我国相当严重。世界10个大气环境污染最严重的城市,我国就占了7个。为降低大气污染物排放量,首先要降低能耗,其次是控制排放量。而这2点正好符合HTAC的技术特征,即高效、节能和低污染。因此,HTAC技术在我国的应用势在...

深井式电炉操作注意点—恒盛炉业提醒

(1) 此炉为井式电阻加热炉,它和RJ型加热炉使用操作一样。(2) 因它是深井炉,注意上、中、下部位温度均匀性。(3) 装炉时工件一律悬挂,装出炉时,注意工件别碰坏热电偶和电热元件,特别是长轴型产品,出炉时如果中心位置偏移,速度过快,热处理轴底部会大幅摆动,非常容易撞坏加热元件和炉衬,所以恒盛炉业建...

热处理设备中耐火材料的分类和使用范围

分类耐火砖名称主要化学成分主要矿物成分使用范围硅酸铝质耐火粘土砖SiO2、Al2O3莫来石、方石英加热炉、热处理炉、冲天炉和烘干炉等高铝砖Al2O3、SiO2莫来石、刚玉电阻炉搁砖和电弧炉炉顶等刚玉砖Al2O3刚玉电阻炉搁砖和铝丝炉等硅质硅砖SiO2鳞石英、方石英酸性电弧炉和连续式加热炉炉顶等熔融石...

高低温回火热处理

高低温回火热处理:将已经淬火的钢重新加热到一定温度,再用一定方法冷却称为回火。其目的是消除淬火产生的内应力,降低硬度和脆性,以取得预期的力学性能。回火分高温回火、中温回火和低温回火三类。回火多与淬火、正火配合使用。 ⑴调质处理: 淬火后高温回火的热处理方法称为调质处理。高温回火是指在500...

回火热处理產生回火裂痕原因及解决方式

回火热处理產生回火裂痕原因及解决方式:以淬火之钢铁材料经回火处理时,因急冷、急热或组织变化之故而產生之裂痕,称之為回火裂痕。常见之高速钢、SKD11模具钢等回火硬化钢在高温回火后急冷也会產生。此类钢材在第一次淬火时產生第一次麻田散体变态,回火时因淬火產生第二次麻田散体变态(残留沃斯田体变态成麻田散体...