淬火畸变产生的原因是什么?影响畸变的因素又是什么?

日期:2018-11-09 / 浏览: 次 / 来源:郑州高氏

淬火畸变产生的原因是什么?影响畸变的因素又是什么?

工件在淬火冷却过程中易产生一些畸变。产生这些畸变的原因是什么呢?影响淬火畸变的因素又有哪些呢?郑州高氏带您一探究竟。

淬火畸变产生的原因:

1.热处理前零件内部有残余应力

2.加热温度高且不均匀

3.钢材化学成分不均匀,淬透性低,碳化物分布不均匀

4.淬火前局部脱

5.回火不充分,矫直、酸洗造成的残余应力未消除

6.工件在回火时摆放不当

影响淬火畸变的因素:

(1)热处理工艺的影响

提高奥氏体化温度、热应力和组织应力均随之而增加,并对淬火组织中马氏体、残留奥氏体、碳化物等各相的比例有决定性的影响,而各相的比容又互不相同,工具钢的微变形淬火就是通过调节奥氏体化温度来控制畸变。

冷却方式对淬火畸变的影响也比较大。降低马氏体点以上的冷速,可减少因热应力而引起的畸变。降低马氏体点以下的冷速,可减少因组织应力引起的畸变。分级淬火和等温淬火不仅使热应力和组织应力都减少,而且组织应力的减少更显著。分级淬火和等温淬火常常是减少淬火畸变的有效方法。在等温淬火时能得到比容小于马氏体的下贝氏体组织,从而可以显著减小淬火畸变。

(2)钢的成分和原始组织

钢的热导率、淬透性、Ms点温度,马氏体相变的体积增量及热弹塑性力学行为等都和奥氏体化学成分和奥氏体化温度有关,对钢的热应力和组织应力以及它们所引起的变形有明显的影响。

钢在淬火前的原始组织,对钢的淬火畸变也有一定影响,原组织为球状珠光体或调质组织的淬火畸变小于原始组织为层片状珠光体的工件。

在工模具钢中的碳化物偏析使淬火畸变带有方向性,沿带状碳化物方向的胀量大于垂直带状方向。

(3)淬火前后各种因素的综合影响

除上面已提到的因素之外,淬火前机械加工、塑性成形、焊接及校直等都会在工件中造成残留内应力。如果未经去应力处理,会在淬火加热时因残留应力的松弛而引起畸变,此外淬火加热时因工件放置方法不当或夹具不良以及钢的自重的作用也会造成显著的畸变。

(4)零件的尺寸和形状

零件的尺寸变化直接影响到淬硬深度,影响到淬火应力分布,随着工件壁厚的增加,热应力型的畸变趋向增大,壁厚减薄,则组织应力型的畸变趋向增大。

钢件的形状对淬火畸变的影响极大,但困工件形状千差万别,还难以总结出普遍的规律。粗略而言,在钢件的截面对称,各处壁厚比较均匀时,各部位冷却比较均匀,畸变比较有规律,如工件的形状复杂,壁厚相差大,形状不对称,使钢件上各部位冷却不均匀,淬硬层的厚度又不同,就会产生严重的畸变。

二侧不对称的零件在热应力作用下向快冷面方向凸起,而在组织应力作用下,则向慢冷方向凸起。

在实际生产中,不论什么钢种,非对称零件在完全淬硬的情况下,若采用盐水淬火,多数是冷却快的一面凸起,硝盐分级淬火则多数是慢冷面凸起。

工件壁厚不均时也会增大畸变趋势,薄壁部位的型腔趋向胀大,壁厚处则趋向收缩。如果型腔是不通孔,内腔冷却慢,在热应力作用下,模具底面凸起。