在生產(chǎn)加工中,萬一有時會遇到不可預期的問題,就要有相對應的解決措施,有時鍛件在熱處理的過程中也偶爾會遇到變形,那么在遇到變形時一般會有哪些規(guī)律呢?讓我們一起來看看吧。
1.熱應力引起的形狀畸變。熱應力所引起的變形主要發(fā)生在熱應力產(chǎn)生的初期,這時的鍛件內部處在塑性較好的高溫狀態(tài)。所以,當初期的熱應力(表層為拉應力、心部為壓應力)超過鋼在該溫度下的屈服強度時即發(fā)生塑性變形。鍛件在心部受多向壓應力作用下失去原形,使形狀趨于球狀。例如,圓柱形件鍛件趨向“腰鼓”形狀,即直徑脹大而長度縮??;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。
熱應力所引起變形的大小,取決于內部應力和屈服強度之間的關系,高溫強度較高的鋼,其變形較小。對于這種變形來說,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;鋼的導熱性越差,變形越大等。總之,凡是影響傳熱及妨礙溫度均勻的加熱和冷卻因素,都會造成鍛件變形。
2.組織應力引起的形狀畸變。組織應力引起的變形也產(chǎn)生在早期組織應力***大的時候。冷卻初期,截面溫差較大,鍛件表層首先冷卻到Ms點以下發(fā)生奧氏體向馬氏體的轉變,但心部溫度較高,仍處于奧氏體狀態(tài),塑性較好,屈服強度較低。此時的組織應力,表面為壓應力,心部為拉應力,因而導致變形;即相當于內部為真空的容器一樣,其所引起的變形與熱應力所引起的變形趨勢正相反。鍛件變形的趨勢是沿***大尺寸方向伸長,沿***小尺寸方向收縮,表面內凹,棱角變尖。對于長度大于直徑的圓柱體鍛件,具體表現(xiàn)為直徑縮小,長度伸長;對于立方體形狀的鍛件,各面趨向于內凹變形;圓盤形鍛件,直徑增大,厚度減小。
組織應力引起變形時,表層因馬氏體轉變而體積膨脹,會受到心部產(chǎn)生的拉應力而造成塑性變形。如果內應力很大時,則有形成淬火裂紋的危險。
3.組織轉變引起的體積變形。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的變形,可以控制鋼中馬氏體的碳含***,對高碳鋼或高碳高合金鋼,控制殘留奧氏體的量可以達到微變形淬火的目的。
事實上,鍛件在實際生產(chǎn)中的變形是很復雜的,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,加以預防和消除。