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    收藏Q345c鋼板滲碳淬火產生的殘余應力
      一.Q345c鋼板殘余應力的產生過程

      滲碳件淬火與未經滲碳的表面淬火時產生的殘余應力不同,它要受到滲碳深度、滲層碳濃度梯度、試樣直徑及冷卻方式的影響。

      滲碳鋼在滲碳后急冷過程中,在不同時刻試樣中的溫度分布,以及滲碳層截面各處的Ms點。由于愈接近表面,含碳量越高,而Ms點則愈低。因此,從溫度分布與Ms曲線的相交狀況看,可知相變的發生是從試樣內開始的,然后向表面擴展。

    收藏Q345c鋼板滲碳淬火產生的殘余應力

      應力形成過程。曲線0為試樣內相變開始前的熱應力狀態。曲線1是初始區Ⅰ達到Ms點,僅這部分發生相變膨脹,造成的應力狀態,初始區域的壓應力增加。曲線2是相變擴展到區域Ⅱ時的應力狀態,該區兩端分別達到Ms點,中央的初始區,繼續冷卻到Mf點,并發生相變。隨著體積膨脹而形成了大的壓應力。

      相變向內、外擴展,得應力曲線3。當初始相變部分終止轉變而成為馬氏體組織時具有了較大剛性,即與此高硬壁相接觸的內側和外側,因其自身相變造成體積膨脹而受壓應力,而Ⅰ區則受拉應力,這種傾向一直維持到區域Ⅳ,最終殘余應力狀態如曲線4。在實際中此應力要受到各種條件的影響,應力變化是復雜的。

      試樣成分:0.2% C,0.5% Cr,0.5% Ni,0.2% M。

      試樣尺寸:41mm×41mm×13mm

      淬火介質:50℃油

      Ⅰ-初始相變區;Ⅱ、Ⅲ-中間狀態;Ⅳ-最終狀態

      二.Q345c鋼板滲碳深度的影響

      低碳鋼圓柱試樣用氣體滲碳法,滲入到各種深度并在油中淬火的熱處理應力。可見,滲碳層深度增加時,由于滲碳層的壓應力和心部的拉應力相平衡,以及心部急冷熱應力的減弱,因而使滲碳層的壓應力變小。當滲碳層深度較厚時,由表面向內的Ms曲線梯度變得平緩,這時相變不僅是從內部開始,也可能從各部分同時進行,這時殘余應力將變得復雜。

      3.試樣直徑的影響

      低碳鋼各種直徑的圓柱試樣,氣體滲碳到一定深度,油中淬火低溫回火,測得的熱處理應力。可見,直徑增加時,滲碳層的壓應力變大,跟滲碳層深度變小時的傾向一樣。

    收藏Q345c鋼板滲碳淬火產生的殘余應力

      4.鋼種的影響

      鋼種不同,材料的高溫屈服強度必然不同,因此相變進行過程中所產生的應力狀態也就不同。低碳鋼滲碳和中碳鋼滲碳,熱處理后應力狀態不同,中碳鋼的滲碳層壓應力較小,這是由于中碳鋼的滲層組織和心部質量體積差、心部的熱應力影響小的緣故。對于合金鋼來說,表層的壓應力也較小,這是由于Q345c鋼板、合金鋼基體也將轉變成低碳馬氏體,從而減輕表層的受壓狀態。

      如上所述,滲碳淬火的應力分布中難以出現拉應力極大值,表面附近的壓應力也大。另外,滲碳深度小,壓縮范圍狹窄。同高頻淬火相比,硬化層強度高,但壓應力作用較狹窄。滲碳深度過大時,含碳高的滲層中將出現較強的相變應力,從而減小表面壓應力,一旦表面變成受壓,就將產生縱向淬火裂紋。尤其是中碳鋼滲碳體要注意這種危險。

      碳氮共滲具有跟滲碳淬火相似的表面壓應力。若滲層內殘留奧氏體量過多會降低壓應力。若表層出現非馬氏體的黑色組織,表層還會出現殘余拉應力。

      如果以上知識沒有幫您解決具體的操作問題,可以聯系我們公司技術部門。

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