为什么会引起锻件热处理的变形

2019-08-09 15:18 admin
        锻件的热处理变形,主要是由于热处理应力造成的。锻件的结构形状、热处理前的加工状态、锻件的自重以及锻件在炉中的摆放位置不当等因素也都能引起变形。
        凡是涉及到加热和冷却的热处理过程,都可能造成锻件的变形。其中,淬火变形对热处理质量的影响最大。因为淬火过程组织比体积变化大、加热温度高、冷却激烈等导致变形的因素多。此外,淬火工艺通常是锻件生产的后期,严重的淬火变形往往很难通过最后的精加工加以修正,结果使锻件因形状尺寸超差而报废,从而造成很大的浪费。如何减小或控制热处理变形是热处理工作者一项重要任务。
        锻件的热处理变形有两类:一类是体积变形,是组织转变时比体积不同而引起的;另一类是形状畸变,是在各种复杂应力综合作用下,不均匀的塑性变形造成的。事实上,由于生产中锻件结构形状的复杂和工艺操作的种种因素的多方面影响,这两种形式的变形很少单独存在,但是针对某一具体锻件和热处理工艺,其变形可能以一种形式为主。
        1.锻件热处理的体积变形
        不同的组织具有不同的体积。锻件在热处理加热和冷却过程中,由于相变引起的体积差造成的体积变形,可以根据各相的体积和各相的相对量进行估算。体积变形的特点是锻件各部分尺寸按比例同速率地膨胀或收缩,并不改变锻件的外形。
 
锻件
 
        2.锻件热处理的形状畸变
        热处理加热过程中,由于钢的屈服强度随温度的升高而降低,当锻件中某些部位的残留应力达到其屈服强度时,就会引起锻件的不均匀塑性变形而造成形状畸变和残留应力的松弛。如前分析可知,与锻件加热时的情况相比,锻件冷却时产生的热应力和组织应力对锻件的变形影响更大。
        造成锻件热处理形状畸变的主要原因有:加热过于激烈或加热不均匀,造成较大的内外温差;冷却过于激烈或冷却不均匀,造成较大的各截面温差;加热时的支撑或冷却时的夹持不当;各种机械加工所残留的加工应力;锻件内部结构的不均匀造成的应力不平衡,锻件结构形状特点所造成的应力不平衡;组织转变的不均匀, 即锻件各个部位比体积不均匀变化引起的应力等。
        形状畸变是热处理过程中最常见的一种形式。其特点是改变了锻件的外形,表现为几何形状的翘曲和扭曲。
        综上所述,锻件整体热处理时引起的体积变形和形状变形是影响锻件最终质量的因素,所以在锻件热处理时一定要多加注意,避免在热处理时发生变形,进而影响锻件的质量。

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