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如何感应淬火后的残余内应力

感应淬火时,常用喷射冷却方式,冷却强度很大,所以淬火时产生的热应力相当大。它使工件在一定深度的显微体积内产生不均匀的弹塑性变形,从而形成很大的区域应力。

感应淬火设备

实践证明,感应淬火产生的残余压应力远大于普通淬火。

感应淬火后残余应力的大小和分布与淬火层的硬度、深度、淬火工艺和材料质量有关。许多研究资料指出,表面残余压应力的大小与碳含量和硬化层深度密切相关。一般情况下,随着淬硬层深度的增加,表面压应力下降,拉应力的峰值移动到心脏。

感应淬火打样

但也有报道称,当淬火层深度增大时,表面压应力和心部拉应力增大。

除了淬硬层深度的影响,残余应力还与硬度沿深度的分布有关,即与马氏体层深度、过渡区宽度和原组织深度的比例有关。淬火过渡区太陡时,拉应力峰值靠近淬硬层,靠近表面。因此,在使用零件时,淬硬层下的拉应力峰值容易首先出现裂纹,导致零件早期损坏。过渡区太宽时,危险拉应力相对较小,远离表面,但压应力相对较小。

一般认为,为了获得理想的残余应力分布,需要严格控制淬火零件的过渡区宽度约为淬硬层的113。

感应淬火厂

工件感应淬火前的预热处理也影响残余应力的大小和分布。如果淬火前预热,拉应力会降低,峰值会移动到工件的心脏。

预调质使原组织为回火索氏体的工件弹性极限高于预正火,因此感应淬火后,淬硬层过渡区的拉应力增大。它的幅度随着心部硬度的增加而增加。

特别要注意的是,当工件淬火区不连续,且间距较小,或淬火区出现相互连接等现象时,会出现非常不利的残余应力分布。因此,当感应淬火的曲轴轴颈未能淬火时,应注意不要使淬火区域离曲柄圆角太近,以免淬火形成的拉应力与截面变化处的应力峰值叠加,降低曲轴的使用寿命。

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