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锻件在加热和冷却过程中,将发生热胀冷缩的体积变化以及因相变时新旧两相比体积差异而发生的体积变化。由于热传导过程、锻件的表面比心部先加热或先冷却,在截面上外部分之间存在温差,导致锻件表面和心部的体积变化不能同时发生。各部分体积变化的相互牵制就会产生内应力。
锻件在加热或冷却时,由于表面和心部存在的温差导致热胀冷缩的不一致所引起的内应力称为热应力。热应力是热处理过程普遍存在的一种内应力。
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锻件锻后热处理工艺不当产生的缺陷通常有以下两种。
硬度过高或---:由于锻后热处理工艺不当而造成的锻件---的原因是淬火温度太低;淬火加热时间太短;回火温度太高;多次加热引起锻件表面---脱碳;钢的化学成分不合格等。由于锻后热处理工艺不当而造成的锻件硬度过高的原因是正火后冷却太快;正火或回火加热时间太短;钢的化学成分不合格等。
硬度不均:造成硬度不均的主要原因是热处理工艺规定不当,筒类锻件厂家加工,例如一次装炉量过多或保温时间太短;或加热引起锻件局部脱碳等。
影响锻件余热淬火后力学性能的因素很多,其中包括加热温度、锻造形变温度(始锻)、终锻温度、形变量、形变速度、终锻后至淬火前的停留时间、淬火介质和回火温度等。
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锻件锻后控温冷却方式有哪些?
非调质钢零件,锻后冷却方式直接影响产品性能。在实际试验过程中,通常采用自然空冷、箱内缓冷和控制冷却等几种冷却方式。比较不同方式下零件的金相组织和力学性能发现,在自然空冷这种快冷方式冷却条件下,由于相变前冷却速度较快,表层组织中铁素体数量较少,铁素体网较细,这对---零件的高频淬火以及力学性能是有益的;但为消除锻件的内应力,减少零件加工过程中的变形,冷却速度又不宜太快。所以非调质钢零件锻后较为合理的冷却方式应该是:
1.在相变前采用快速冷却,冷却速度每分钟可控制在40℃~80℃,以获得较细小的铁素体晶粒。
2.在相变过程和相变完成后采用绥慢冷却,以消除锻件内部的残余应力,同时也可消除或减少硬度不均,使硬度均匀化,便于冷加工,这是非调质钢在锻造生产过程中,控制锻后冷却所要达到的目的和效果。
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