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套类零件淬火变形的成因

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套类零件淬火变形的成因

发布日期:2018-04-21 作者:www.2005xj.com 点击:

套类零件盐浴淬火变形的成因是什么?随着套件零件的尺寸变形,必将或多或少产生椭圆变形,这是因为工件内部的材料组织不均匀性,导致其力学性能的不一致性的原因。当工件受到应力作用时,总是在力学性能较差的部位先发生变形而产生不均匀的变形造成的。就象我们吹气球时,气球胀大后总是显椭圆形一样。而且与冷却速度和淬火油度有关,一般是冷却速度越快变形越大,油温越低变形也越大。

此外,一般套件零件淬火时,会发生锥度变形。其产生的主要原因是因为套类零件在淬火时两端冷却速度不一致。马氏体转变开始时间有先有后造成的。下面我就结合工件如图4所示方式进入淬火介质时产生锥度变形的原因进行分析。

由于工件在油槽中下沉及热油上浮使上端要比下端冷却速度慢,造成到达Ms点较迟,而形成圆锥变形。这个现象用图5说明以淬火加热前的S点开始,由于热加奥氏体化到O是膨胀的。淬火时冷却时下端L处达到了Ms点时用L1表示,上端T正处于比Ms点要高的温度用T1表示。如继续冷却的话,下端产生了马氏体转变,开始膨胀;原本上端在达到Ms点之前产生收缩也应该一直到L1为止,可是受到下端膨胀应力的影响,收缩停止,从T1变为T2,而且当T2到Ms后,就开始马氏体转变而膨胀,后果下端形成了S―O―L1―L2―L3的变形;而上端为S―O―T1―T2―T3的变形,这样由于淬火上端尺寸S变成T3,下端尺寸由S变成L3,自然上端外径比下端外径要大,这就是锥度变形产生的原因。如果在冷却时,使上端和下端的冷却速度一样,并同时达到Ms点的时候,上下端尺寸就同时按S―O―L1―E变化,因此就不会引起锥度的变形。

主要由热应力引起:由于薄壁端处于下端且油温较低,因此冷却时下端(即薄壁端)的冷却速度要比上端T(厚壁端)的冷却速度快得多造成上、下端存在着很大的温度差。由于温度差的存在工件首先在温度低的部分发生缩收而产生热应力,这个应力使工件高温部分受压应力(如图6.a用“-”表示工件受压,“+”表示工件受拉)影响而被动收缩。由于淬火时工件都已奥氏体化,且工件还处于高温下,而高温奥氏体的塑性变形抗力很小,所以此时工件高温部分的上端被动收缩为塑性变形收缩。当下端冷却到Ms点时体积要膨胀,而上端还没有到Ms点仍然要冷却收缩,这样使冷却速度慢的上端的体积收缩量要比冷却速度快的下端收缩量大而造成尺寸减速小,这时工件温度都较低,工件各自变形后产生很大的内压力,使工件上端受拉应力,而下端受压,如图6.b所示。

图c:①当a、b相差较小时,下端比上端小。这种状况变形的原因和a情况相同。②当a、b相差较大时,下端比上端大。虽然下端的油温比上端的低,但由于下端的壁厚比上端的厚得多,所以冷却速度比上端的稍慢些,这样可用相似图5的图7来解释,变形原因也和图4a相同。③中间状态时,上下两端直径有时一样大。

这种状况变形的原因和图a原因相同,将形成上大下小的椭圆变形。


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