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鑄鋼經過熱處理內部會發生哪些質變


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摘要:當鑄鋼在熱處理爐內經過加熱處理後,外表也許變化不大,但內部會産生根本的質變。

        當鑄鋼在熱處理爐內經過加熱處理後,外表也許變化不大,但內部會産生根本的質變。铸钢件外表层和内部的温度下降的速度及所用到的时间都不一样,形成一定的温差,就会导致体积膨胀和收缩不均而产生应力,即热应力。在热应力的作用下,由于表层开始温度低于心部,收缩也大于心部而使心部受拉,当冷却结束时,由于心部最后冷却体积收缩不能自由进行而使表层受压心部受拉。即在热应力的作用下最终使工件表层受压而心部受拉。
 
       这种现象受到冷却速度,材料成分和热处理工艺等因素的影响。当冷却速度愈快,含碳量和合金成分愈高,冷却过程中在热应力作用下产生的不均匀塑性变形愈大,最后高溫風機形成的殘余應力就愈大。另一方面鋼在熱處理過程中由于組織的變化即奧氏體向馬氏體轉變時,因比容的增大會伴隨工件體積的膨脹,工件各部位先後相變,造成體積長大不一致而産生組織應力。組織應力變化的最終結果是表層受拉應力,心部受壓應力,恰好與熱應力相反。組織應力的大小與工件在馬氏體相變區的冷卻速度,形狀,材料的化學成分等因素有關。
 
        除铸钢的其他工件在热处理过程中,只要有相变,热应力和组织应力都会发生。只不过热应力在组织转变以前就已经产生了,而组织应力则是在组织转变过程中产生的,在整个冷却过程中,热应力与组织应力综合作用的结果,就是工件中实际存在的应力。
 
       这两种应力综合作用的结果是十分复杂的,受着许多因素的影响,如成分、形状、热处理退火爐工艺等。就其发展过程来说只有两种类型,即热应力和组织应力,作用方向相反时二者抵消,插片散熱器作用方向相同時二者相互叠加。不管是相互抵消還是相互叠加,兩個應力應有一個占主導因素,熱應力占主導地位時的作用結果是工件心部受拉,表面受壓。組織應力占主導地位時的作用結果是鑄鋼內部材料受應力拉升産生的質變的過程。


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