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金属热处理中变形的原因及控制策略

2020年06月01日11:11 

众所周知,经过热处理的工件,性能会更加出色,更符合机械零件性能的要求。可是在热加工的过程中,金属材料会出现一些问题,比如变形。金属材料的外观变形,对机械零部件的加工是致命的影响。因此,本文着重阐述在对金属材料热加工中影响变形的原因,以及解决方法,以此来克服在金属材料加工当中的难题。

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在生产实际中,热处理变形的表现形式多种多样,有体积和尺寸的增大和收缩变形,也有弯曲、歪扭、翘曲等变形,就其产生的根源来说,可分为内应力造成的应力塑性变形和比容变化引起的体积变形两大类。

(1)内应力塑性变形

热处理过程中加热冷却的不均匀和相变的不等时性,都会产生内应力,在一定塑性条件的配合下,就会产生内应力塑性变形。在加热和冷却过程中,零件的内外层加热和冷却速度不同造成各处温度不一致,致使热胀冷缩的程度不同,这样产生的应力变形叫热应力塑性变形。在加热和冷却过程中,零件的内部组织转变而发生的时间不同,这样产生的应力变形叫组织应力变形塑性变形。

  (2)体积变形

比容变形在热处理过程中,各种相结构的组织比容不同,在相变时发生的体积和尺寸变化为比容变形。比容变形一般只与奥氏体中碳和金元素的含量、游离相碳化物、铁素体的多少、淬火前后组织比容变化差和残余奥氏体的多少和钢的淬透性等因素有关。

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  减小热处理变形的方法

  一、温度的测量与控制

  工业上实际应用的热处理工艺形式非常多,但是它们的基本过程都是热作用过程,都是由加热、保温和冷却三个阶段组成的。整个工艺过程都可以用加热速度、加热温度、保温时间、冷却速度以及热处理周期等几个参数来描述。在热处理工艺中,要用到各种加热炉,金属热处理便在这些加热炉中进行(如基本热处理中的退火、淬火、回火、化学热处理的渗碳、渗氨、渗铝、渗铬或去氢、去氧等等)。因此,加热炉内的温度测量就成为热处理的重要工艺参数测量。每一种热处理工艺规范中,温度是很重要的内容。如果温度测量不准确,热处理工艺规范就得不到正确的执行,以至造成产品质量下降甚至报废。温度的测量与控制是热处理工艺的关键,也是影响变形的关键因素。

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