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高频加热机感应淬火后的残余内应力

时间:2021-02-21 19:44编辑:万领高频点击:

  高频加热机感应淬火时,常用喷射冷却方式,冷却的激烈程度非常大,因此淬火时产生的热应力是相当大的。它使得工件在一定深度的显微体积中产生了不均匀的弹塑性变形,结果形成了很大的区域应力。

  实践证明,感应淬火时所产生的残余压应力要比普通淬火大得多。

  高频加热机感应淬火后残余应力的大小和分布与淬火层的硬度、深度、淬火工艺以及材料的质量等许多因素有关。许多研究资料都指出工件经表面强化后表面残余压应力的大小与碳含量、硬化层深度有密切关系。一般情况下,随淬硬层深度的增加,表面压应力下降,拉应力的峰值移向心部。

  但也有资料报道,认为淬火层深度增大时,表面压应力及心部拉应力都随之增加。

  除淬硬层深度的影响钋,残余应力还与硬度沿层深的分布有关,即与马氏体层的深度、过渡区的宽窄以及原始组织的深度之间的比例有关。淬火过渡区太陡时,拉应力的峰值处在淬硬层附近,过于接近表面。因此零件服役时易在淬硬层下面的拉应力峰值处首先萌生裂纹从而导致零件早期损坏。过渡区太宽时,危险的拉应力比较小,而且远离表层,但压应力也相对比较小。

  一般认为,要得到较为理想分布的残余应力,工艺上需严格控制使淬火零件的过渡区宽度约为淬硬层的113。

  工件高频加热机感应淬火前的预先热处理对残余应力的大小和分布也有一定影响。如淬火前进行预热可使拉应力减小,峰值移向工件心部。

  预先调质使原始组织为回火索氏体的工件,因其弹性极限高于预先正火的,故感应淬火后,淬硬层过渡区的拉应力增大。其幅度随心部硬度增加而加大。

  在生产中尤其需要注意的是当工件淬火区不连续,而且间距较小,或淬火区出现相互衔接等现象时将出现十分不利的残余应力分布。因此,高频加热机感应淬火的曲轴轴颈,如曲柄圆角未能淬火时,则应注意不使淬火区域过于接近曲柄圆角处,以免淬火形成的拉应力与截面变化处的应力峰值叠加而降低曲轴的使用寿命。

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