熱處理變形問題的探討

1、熱處理變形問題的探討熱處理變形問題的探討生產(chǎn)中的淬火變形一直給工廠帶來大量的損失。淬火變形的產(chǎn)生，從理論上說，當然與熱應力和組織轉變應力的影響有關，但是，在分析和解決實際工件的淬火變形時，這種理論卻很難做到具體應用。至今，尚沒有用來分析和解決工件淬火變形問題的實用的系統(tǒng)方法。熱處理行業(yè)期待的是能用來分析和解決實際工件淬火變形的系統(tǒng)而實用的方法。以此為目標，本文發(fā)展了一種以鋼的端淬曲線為依托，從檢測出發(fā)生變形的工件上的硬度差異入手去分析和

2、解決工件淬火變形問題的方法，我們把它叫做“硬度差異法“，供熱處理行業(yè)采用并探討。一、本新方法的適用范圍工件發(fā)生了淬火變形，指的是工件上某些部位發(fā)生了超過圖樣公差的變形。本文把工件上發(fā)生變形的部分和與之相關連的部位合稱為該工件的參與淬火變形部位。參與淬火變形部位指的是工件上多個部位的總體，須根據(jù)實際工件的(變形)情況來確定。在已發(fā)生淬火變形的工件上，參與了淬火變形的不同部位的硬度可能基本相同，也可能有明顯差異。硬度差異反應出這些部位的淬火

3、轉變產(chǎn)物(即組織)之不同。由于不同的組織有不同的比容，比容差本身及其在淬火過程中的作用必然對淬火后的變形有直接的影響。由于這樣的原因，本文把最終發(fā)生了淬火變形的工件分為兩類。第一類:因裝爐時的沖撞，淬火加熱中工件的裝掛或堆放不當，以及出爐轉移到淬火介質過程中所受的外力或自重引起的變形。這類變形容易從操作方法和裝掛方式入手去解決。第二類：工件參與淬火變形部位有明顯或不明顯的硬度差異，也可能伴有淬火開裂。在第二類情況下，引起變形的原因既有淬

4、火冷卻過程中的應力作用，也有轉變產(chǎn)物比容差之最終的影響。本文提出的概念和方法，僅限于用來分析和解決第二類淬火變形問題。引起淬火變形的因素既有過程中的，也有最終的。這就是在此區(qū)淬火變形大的原因。總起來說，在此區(qū)淬火后變形大，硬度高低不均，且硬度不足。在第Ⅳ冷速區(qū)，即過慢冷速區(qū)內淬火，工件上可能參與淬火變形部位獲得的冷速很低，各部位間溫差小，加上各部位都遠未淬硬，最終轉變產(chǎn)物也基本相同，故變形小。2工件上參與淬火變形部位的冷卻速度帶變形工件

5、上參與變形的各部位之間得到的冷卻情況不同，是造成最終淬火變形的原因。實際工件是個實體，它上面參與變形部位的不同冷速必然落在硬度冷速曲線上一定范圍內。本文把這些不同冷速所達到的范圍叫做該工件在所經(jīng)受的淬火條件下參與變形部位的冷卻速度帶，以下簡稱為該工件的冷卻速度帶。工件上參與變形部位間的冷卻速度相差小，它的冷卻速度帶就窄；相反，它的冷卻速度帶就寬。冷卻速度帶的確定方法：拿到一個發(fā)生了淬火變形的工件，首先找到它上面發(fā)生了淬火變形的部位，再連

6、同其相鄰或相關的部位，合而成為該工件上參與淬火變形部位。接著檢查參與變形部位內外表面的硬度，并憑測出的最高和最低硬度值在所用鋼種的硬度冷速曲線圖上找到兩個相應的冷卻速度值，把這兩個冷卻速度值水平連接起來，即構成該工件的冷卻速度帶。舉例來說，有一筒狀工件，50Cr材質，經(jīng)770℃加熱后水淬1.5秒再轉油冷。淬火后未發(fā)現(xiàn)淬裂，但有明顯的變形:兩端孔徑增大，呈雙頭喇叭形，如圖2所示。因工件形狀簡單，且變形牽涉面大，可以把整個工件都看成參與變形

7、部位。檢查該變形工件內外表面的硬度后發(fā)現(xiàn)，筒兩端硬度約55HRC，而內孔中部只有35HRC。從手冊上查出50Cr鋼的端淬火曲線，取其中線作出本工件的硬度冷速曲線。由淬火硬度最高的端頭部位(B)之55HRC找到冷速點b。再由淬火硬度最低的筒內中間部位(A)之35HRC找到冷速點a。連接a、b兩點的帶ab即為該工件的冷卻速度帶。按照相似的方法步驟，可以畫出其它淬火變形零件的冷卻速度帶。需要說明的是，如果工件上有內孔(或凹陷部位)而且在該部位