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            工件熱處理的形狀畸變

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            工件熱處理的形狀畸變有多種原因。加熱過(guò)程中殘余應力的釋放,淬火時(shí)產(chǎn)生的熱應力、組織應力以及工件自重都會(huì )使工件發(fā)生不均勻的塑性變形而造成形狀畸變。

            工件細長(cháng),爐底不平,工件在爐中呈搭橋狀態(tài)放置時(shí),當加熱至奧氏體化溫度下保溫過(guò)程中,常因自重產(chǎn)生蠕變畸變,這種畸變與熱處理應力無(wú)關(guān)。工件在熱處理前由于各種原因可能存在內應力,例如,細長(cháng)零件經(jīng)過(guò)校直,大進(jìn)給量切削加工,以及預先熱處理操作不當等因素,都會(huì )在工件中形成殘余應力。熱處理加熱過(guò)程中,由于鋼的屈服強度隨溫度的升高而降低,當工件中某些部位的殘余應力達到其屈服時(shí),就會(huì )引起工件的不均勻塑性變形而造成形狀畸變和殘余應力的松弛。

            加熱時(shí)產(chǎn)生的熱應力,受鋼的化學(xué)成分、加熱的速度、工件的大小形形狀的影響很大。導熱性差的高合金鋼,加熱速度過(guò)快,工件尺寸大、形狀復雜、各部分厚薄不均勻,會(huì )致使工件各部分的熱膨脹程度不同而形成很大的熱應力,導致工件不均勻塑性變形,從而產(chǎn)生形狀畸變。

            與工件加熱時(shí)情況相比,工件冷卻時(shí)產(chǎn)生的熱應力和組織應力對工件的變形影響更大。熱應力引起的變形主要發(fā)生在熱應力產(chǎn)生的初期,這是因為冷卻初期工件內部仍處于高溫狀態(tài),塑性好,在瞬時(shí)熱應力作用下,心部因受多向壓縮易發(fā)生屈服而產(chǎn)生塑性變形。冷卻后期,隨工件溫度的降低,鋼的屈服強度升高,相對來(lái)說(shuō)塑性變形變得更加困難,冷卻至室溫后,冷卻初期的不均勻塑性變形得以保持下來(lái)造成工件的變形。