在生產(chǎn)加工中,萬一有時(shí)會(huì)遇到不可預(yù)期的問題,就要有相對(duì)應(yīng)的解決措施,有時(shí)鍛件在熱處理的過程中也偶爾會(huì)遇到變形,那么在遇到變形時(shí)一般會(huì)有哪些規(guī)律呢?讓我們一起來看看吧。
1.熱應(yīng)力引起的形狀畸變。熱應(yīng)力所引起的變形主要發(fā)生在熱應(yīng)力產(chǎn)生的初期,這時(shí)的鍛件內(nèi)部處在塑性較好的高溫狀態(tài)。所以,當(dāng)初期的熱應(yīng)力(表層為拉應(yīng)力、心部為壓應(yīng)力)超過鋼在該溫度下的屈服強(qiáng)度時(shí)即發(fā)生塑性變形。鍛件在心部受多向壓應(yīng)力作用下失去原形,使形狀趨于球狀。例如,圓柱形件鍛件趨向“腰鼓”形狀,即直徑脹大而長(zhǎng)度縮小;直徑大于厚度的圓盤件,則厚度增加,直徑縮??;立方體形狀的鍛件趨向球狀。
熱應(yīng)力所引起變形的大小,取決于內(nèi)部應(yīng)力和屈服強(qiáng)度之間的關(guān)系,高溫強(qiáng)度較高的鋼,其變形較小。對(duì)于這種變形來說,溫度分布不均勻是其主要原因。所以,冷卻速度越快,變形越大;淬火加熱溫度越高,變形越大;鋼件截面積越大, 變形越大;鋼的導(dǎo)熱性越差,變形越大等??傊彩怯绊憘鳠峒胺恋K溫度均勻的加熱和冷卻因素,都會(huì)造成鍛件變形。
2.組織應(yīng)力引起的形狀畸變。組織應(yīng)力引起的變形也產(chǎn)生在早期組織應(yīng)力***大的時(shí)候。冷卻初期,截面溫差較大,鍛件表層首先冷卻到Ms點(diǎn)以下發(fā)生奧氏體向馬氏體的轉(zhuǎn)變,但心部溫度較高,仍處于奧氏體狀態(tài),塑性較好,屈服強(qiáng)度較低。此時(shí)的組織應(yīng)力,表面為壓應(yīng)力,心部為拉應(yīng)力,因而導(dǎo)致變形;即相當(dāng)于內(nèi)部為真空的容器一樣,其所引起的變形與熱應(yīng)力所引起的變形趨勢(shì)正相反。鍛件變形的趨勢(shì)是沿***大尺寸方向伸長(zhǎng),沿***小尺寸方向收縮,表面內(nèi)凹,棱角變尖。對(duì)于長(zhǎng)度大于直徑的圓柱體鍛件,具體表現(xiàn)為直徑縮小,長(zhǎng)度伸長(zhǎng);對(duì)于立方體形狀的鍛件,各面趨向于內(nèi)凹變形;圓盤形鍛件,直徑增大,厚度減小。
組織應(yīng)力引起變形時(shí),表層因馬氏體轉(zhuǎn)變而體積膨脹,會(huì)受到心部產(chǎn)生的拉應(yīng)力而造成塑性變形。如果內(nèi)應(yīng)力很大時(shí),則有形成淬火裂紋的危險(xiǎn)。
3.組織轉(zhuǎn)變引起的體積變形。鍛件在淬火前的組織狀態(tài)一般為鐵素體與滲碳體的混合組織,即珠光體型組織,而淬火后為馬氏體型組織。由于這些組織的比體積不同,淬火前后將引起體積變化,從而產(chǎn)生變形。碳含量提高,體積變形增大。為了降低鍛件淬火時(shí)的變形,可以控制鋼中馬氏體的碳含***,對(duì)高碳鋼或高碳高合金鋼,控制殘留奧氏體的量可以達(dá)到微變形淬火的目的。
事實(shí)上,鍛件在實(shí)際生產(chǎn)中的變形是很復(fù)雜的,受多種因素的影響,要根據(jù)情況,綜合分析,找出主要矛盾,采取合理措施,加以預(yù)防和消除。