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熱處理應力簡(jiǎn)介

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鋼件在熱處理中產(chǎn)生的應力有第一、第二、第三類(lèi)內應力,即鋼件各部位之間的宏觀(guān)內應力(第一類(lèi)內應力)和晶粒范圍內的應力(第二類(lèi)應力),以及晶格內部應力(第三類(lèi)應力)。僅僅第一類(lèi)內應力就足以引起工件的扭曲和產(chǎn)生裂紋。本章討論的是指第一類(lèi)內應力。

工件在加熱和冷卻過(guò)程中,將發(fā)生熱脹冷縮的體積變化,以及因組織轉變時(shí)新舊相比容差而發(fā)生的體積改變。由于熱傳導過(guò)程,工件表面比心部先加熱或先冷卻,在截面上各部分之間產(chǎn)生溫差,導致鋼件表層和心部不能在同一時(shí)刻發(fā)生上述體積變化。各部位體積變化的相互牽制便形成內應力。加熱或冷卻速度越大,工件截面上的溫差越大,所形成的內應力也越大。

熱處理過(guò)程中所形成的內應力是不斷變化著(zhù)的瞬時(shí)應力。熱處理后在工件中存在的內應力是殘余內應力。瞬時(shí)應力隨著(zhù)溫度的變化和組織轉變的進(jìn)程而不斷地改變其大小和方向,也改變著(zhù)分布狀態(tài)。

根據內應力形成的原因,可分為溫差引起的脹縮不均勻而產(chǎn)生的熱應力和由相變不同期及組織不均勻而產(chǎn)生的組織應力。

實(shí)際上,熱處理應力有功有過(guò),它是鋼件變形、開(kāi)裂的重要因素之一。但是,它也有其有利作用,例如,經(jīng)表面強化熱處理、噴丸、滾壓等工序,在工件表層造成有益的殘余壓應力分布,能有效地提高力學(xué)性能,特別是大幅度地提高疲勞強度,延長(cháng)工件使用壽命。

搞清內應力的起因及其變化規律,對于發(fā)揮其有利作用及控制并消除其有害作用——變形和開(kāi)裂,有著(zhù)重要意義。

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