力華動(dòng)態(tài)
感應(yīng)淬火時(shí),常用噴射冷卻方式,冷卻的激烈程度非常大,因此淬火時(shí)產(chǎn)生的熱應(yīng)力是相當(dāng)大的。它使得工件在一定深度的顯微體積中產(chǎn)生了不均勻的彈塑性變形,結(jié)果形成了很大的區(qū)域應(yīng)力。
實(shí)踐證明,感應(yīng)淬火時(shí)所產(chǎn)生的殘余壓應(yīng)力要比普通淬火大得多。
感應(yīng)淬火后殘余應(yīng)力的大小和分布與淬火層的硬度、深度、淬火工藝以及材料的質(zhì)量等許多因素有關(guān)。許多研究資料都指出工件經(jīng)表面強(qiáng)化后表面殘余壓應(yīng)力的大小與碳含量、硬化層深度有密切關(guān)系。一般情況下,隨淬硬層深度的增加,表面壓應(yīng)力下降,拉應(yīng)力的峰值移向心部。
但也有資料報(bào)道,認(rèn)為淬火層深度增大時(shí),表面壓應(yīng)力及心部拉應(yīng)力都隨之增加。
除淬硬層深度的影響釙,殘余應(yīng)力還與硬度沿層深的分布有關(guān),即與馬氏體層的深度、過(guò)渡區(qū)的寬窄以及原始組織的深度之間的比例有關(guān)。淬火過(guò)渡區(qū)太陡時(shí),拉應(yīng)力的峰值處在淬硬層附近,過(guò)于接近表面。因此零件服役時(shí)易在淬硬層下面的拉應(yīng)力峰值處首先萌生裂紋從而導(dǎo)致零件早期損壞。過(guò)渡區(qū)太寬時(shí),危險(xiǎn)的拉應(yīng)力比較小,而且遠(yuǎn)離表層,但壓應(yīng)力也相對(duì)比較小。
一般認(rèn)為,要得到較為理想分布的殘余應(yīng)力,工藝上需嚴(yán)格控制使淬火零件的過(guò)渡區(qū)寬度約為淬硬層的113。
工件感應(yīng)淬火前的預(yù)先熱處理對(duì)殘余應(yīng)力的大小和分布也有一定影響。如淬火前進(jìn)行預(yù)熱可使拉應(yīng)力減小,峰值移向工件心部。
預(yù)先調(diào)質(zhì)使原始組織為回火索氏體的工件,因其彈性極限高于預(yù)先正火的,故感應(yīng)淬火后,淬硬層過(guò)渡區(qū)的拉應(yīng)力增大。其幅度隨心部硬度增加而加大。
在生產(chǎn)中尤其需要注意的是當(dāng)工件淬火區(qū)不連續(xù),而且間距較小,或淬火區(qū)出現(xiàn)相互銜接等現(xiàn)象時(shí)將出現(xiàn)十分不利的殘余應(yīng)力分布。因此,感應(yīng)淬火的曲軸軸頸,如曲柄圓角未能淬火時(shí),則應(yīng)注意不使淬火區(qū)域過(guò)于接近曲柄圓角處,以免淬火形成的拉應(yīng)力與截面變化處的應(yīng)力峰值疊加而降低曲軸的使用壽命。