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深冷处理中引起金属材料变形的因素有哪些?

浏览次数:692发布日期:2020-02-17
 
  在工业中,金属材料起着非常重要的作用,关系到工件或者机械的质量和使用寿命。对于很多行业来说,如何改善材料或者工件的性能也是迫切需求的,尤其是变形,严重影响了工件或者机械的正常使用。为了改善材料尺寸的稳定性,可以通过深冷处理或者热处理来达到。那么,在深冷处理或者热处理中引起金属材料或者工件变形的因素有哪些呢?
  钢的变形主要原因是钢中存在内应力或者外部施加的应力。内应力是因温度分布不均匀或者相变所致,残余应力也是原因之一。外应力引起的变形主要是由于工件自重而造成的“塌陷”,在特殊情况下也应考虑碰撞被加热的工件,或者夹持工具夹持所引起的凹陷等。变形包括弹性变形和塑性变形两种。尺寸变化主要是基于组织转变,故表现出同样的膨胀和收缩,但当工件上有孔穴或者复杂形状工件,则将导致附加的变形。如果淬火形成大量马氏体则发生膨胀,如果产生大量残余奥氏体则相应的要收缩。此外,回火时一般发生收缩,而出现二次硬化现象的合金钢则发生膨胀,如果进行深冷处理,则由于残余奥氏体的马氏体化而进一步膨胀,这些组织的比容都随着含碳量的增加而增大,故含碳量增加也使尺寸变化量增大。
  加热过程中,在450℃左右,钢由弹性体转变为塑性体,因此很容易呈上升塑性变形。同时,残余应力在约高于此温度时也将因再结晶而消失。因此,快速加热时,由于工件内外部存在温度差,外部达到450℃变成了塑性区,受而内部温度较低处存在残余应力作用而发生变形,冷却后,该区域就是出现变形的地方。由于实际生产过程中,很难实现均匀、缓慢加热,淬火前进行消除应力退火是非常重要的,除了通过加热消除应力外,对于大型零件采用振动消除应力也是有效的。
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