淬火应力变形开裂.ppt

(2)双液淬火法(双淬火介质淬火法、中断淬火法)优点：先快冷可避免过冷奥氏体的分解,后慢冷可有效地降低变形和开裂倾向。工艺:把加热到淬火温度的工件，先在冷却能力强的淬火介质中冷却至接近Ms点，然后转入慢冷的淬火介质中冷却至室温，以达到不同淬火冷却温度区间，有比较理想的淬火冷却速度．这样既保证了获得较高的硬度层和淬硬层深度又可减少内应力及防止发生淬火开裂．一般用水作快冷淬火介质，用油或空气作慢冷淬火介质。第32页,共39页，星期六，2024年，5月(2)双液淬火法缺点：需要操作者具有较熟练的操作技术,否则难于掌握好。关键：是控制工件的水冷时间,据经验总结,碳钢工件厚度在5～30mm时,其水冷时间可按每3～4mm厚度冷却1s来估算,对于形状复杂的或合金钢工件,水冷时间应减少到每4～5mm厚度冷却1s。第33页,共39页，星期六，2024年，5月优点:(3)分级淬火法工艺：将加热好的工件置于温度稍高于Ms点的热态淬火介质中(如融熔硝盐、熔碱或热油),保温一定时间,待工件各部分的温度基本一致时,取出空冷(或油冷)，发生马氏体转变.缩小了工件与冷却介质之间的温差,因而明显减小了工件冷却过程中的热应力；通过分级保温,→使整个工件温度趋于均匀,在随后冷却过程中工件表面与心部马氏体转变的不同时性明显减小；分级后处于奥氏体状态的工件，具有较大的塑性(相变超塑性)，因而创造了进行工件的矫直和矫正的条件．因而高于Ms点分级温度的分级淬火，广泛地应用于工具制造业．对碳钢来说，这种分级淬火适用于直径8一lOmm工具.工件淬火时的变形和开裂倾向可显著减少。第34页,共39页，星期六，2024年，5月缺点:(3)分级淬火法分级淬火只适用于尺寸较小的工件．对于较大的工件，由于冷却介质的温度较高，工件冷却较缓慢，因而很难达到其临界淬火速度。某些临界淬火速度较小的合金钢没有必要采用此法，因为在油中淬火也不致于造成很大内应力．反之，若采用分级淬火来代替油淬，其生产效率并不能显著提高．第35页,共39页，星期六，2024年，5月(4)等温淬火法特点：在保证有较高强度的同时,还保持有较高的韧性,同时淬火变形也较小。原因：等温停留可显著减少热应力和组织应力,且贝氏体的比容较小,形状变形和体积变形也较小。工件淬火加热后,在下贝氏体区长期保温，获得下贝氏体组织的工艺。第36页,共39页，星期六，2024年，5月(5)预冷淬火法工件加热→出炉→空气中预冷→淬火介质中冷却(淬火)工艺：预冷可减小工件在随后快冷时各处(薄处与厚处,或表面与心部)之间的温度差,从而降低淬火变形和开裂的倾向。优点：第37页,共39页，星期六，2024年，5月(6)喷射淬火法这种方法就是向工件喷射水流的淬火方法，水流可大可小，视所要求的淬火深度而定。工艺：用这种方法淬火，不会在工件表面形成蒸汽膜，这样就能够保证得到比昔通水中淬火更深的淬硬层。为了消除因水流之间冷却能力不同所造成的冷却不均匀现象，水流应细密，最好同时工件上下运动或旋转．这种方法主要用于局部淬火。用于局部淬火时，因未经水冷的部分冷却较慢，为了避免已淬火部分受未淬火部分残留热量的影响，工件一旦全黑，立即将整个工件淬入水中或油中．优点：第38页,共39页，星期六，2024年，5月感谢大家观看第39页,共39页，星期六，2024年，5月关于淬火应力变形开裂3.4.1淬火时工件的内应力工件冷却时,由于工件的表层和心部冷缩的不同时性,造成的内应力。热应力的变化规律：冷却前期,表层受拉,心部受压；冷却后期,表层受压,心部受拉。1热应力的变化规律热应力组织应力Ac1图3-21工件冷却时热应力示意图瞬时应力残余应力第2页,共39页，星期六，2024年，5月由于在低温时钢的屈服强度已较高，塑性形变较为困难,故热应力状态将一直保留下来,而成为残余内应力。径向应力：心部为拉应力,表面应力为零，轴向应力和切向应力：表面均为压应力，心部均为拉应力，特别是轴向拉应力相当大.热应力分布的特征：第3页,共39页，星期六，2024年，5月大型轴类零件(如轧辊等)：因冷却后心部轴向残余拉应力很大,再加上心部往往存在气孔、夹杂、锻造裂纹等缺陷,故容易造成横向开裂。对一般形状简单的小轴类零件,表面压应力可提高其疲劳抗力.热应力的影响：不利影响有利影响第4页,共39页，星期六，2024年，5月2组织应力的变化规律淬火冷却时，由于工件的表层和心部发生马氏体转变体积膨胀的不同时性而造成的内应力称为组织应力.（比容不同）组织应力的变化规律：冷却前期,表层受压,心部受拉；冷却后期,表层受拉,心部受压。即组