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滲碳熱處理零件的熱處理后變形

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零件滲碳后進(jìn)行淬火,除了受零件自身形狀、截面變化、滲碳層表面含碳量等因素影響之外,還同熱處理冷卻介質(zhì)和冷卻方法有關(guān),滲碳層的存在對于淬火變形有明顯的影響,一般而言將使零件在主導應力方向淬火的收縮變形率增加。

滲碳淬火后變形的實(shí)質(zhì)為低碳鋼零件滲碳后表面的碳濃度增高,水冷后表面組織為馬氏體,但在高溫到Ms點(diǎn)區域內,呈現明顯的熱收縮,表面滲層和心部是在冷卻過(guò)程中,其應力處于對立的狀態(tài),心部是否淬硬決定了零件沿主應力方向的變形,通常零件在冷卻時(shí)只能獲得塑性較好的鐵素體組織,在表面奧氏體熱收縮的壓縮應力作用下,使零件在主導應力的作用下產(chǎn)生收縮變形。而在表層冷至Ms點(diǎn)以下,產(chǎn)生馬氏體轉變后體積增大,可彌補部分尺寸的收縮,使零件的厚度方向增大。

滲碳或淬火溫度過(guò)高,使零件的表面碳濃度過(guò)高,加上爐內氣體循環(huán)不良、爐溫不均勻等將造成淬火后的零件變形增大,另外材料的淬透性不穩定等同樣會(huì )引起淬火后的變形。

應當注意滲碳零件經(jīng)過(guò)熱處理后出現變形是重要的質(zhì)量缺陷,在第3章中已經(jīng)作了部分介紹,其影響因素較多,需要注意滲碳層不對稱(chēng)分布、形狀復雜等因素的影響,淬火后都會(huì )出現明顯的畸形變形,特征為滲碳層一側呈凹形彎曲,無(wú)滲碳層呈凸形彎曲。其變形的原因為:淬火冷卻時(shí)有滲碳層的一面在奧氏體區線(xiàn)長(cháng)度急劇收縮,無(wú)滲碳層部分轉變?yōu)榈吞妓魇象w、貝氏體或馬氏體,組織的比容增大,使線(xiàn)長(cháng)度伸長(cháng),導致零件兩對立面間產(chǎn)生彎曲應力和變形,滲碳層一面呈凹形彎曲。在零件冷卻到低溫馬氏體相變區,即使表層體積增大,也難于使已存在的塑性變形改變,因此滲碳層一面最后呈現凹形彎曲。如果出現因零件不對稱(chēng)而出現的變形是畸形,將難以校正。

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