热处理炉的选用
热处理炉的种类

热处理炉的种类热处理炉啊,那可是工业领域里的宝贝呢!你想想看,就好像是一位神奇的大厨,能把各种材料变得更加强韧、耐用。
咱先来说说箱式热处理炉吧,这就像是一个大箱子,把要处理的东西放进去,关上门,它就能在里面施展魔法啦!它能处理各种各样的小零件呀、工具啥的,虽然看起来普通,但是作用可大着呢!很多小玩意儿都得靠它来提升性能。
还有井式热处理炉,就好像是一口深井,材料从上面放进去,在里面接受热处理的洗礼。
它特别适合处理那种长长的、竖着放的工件,就像专门为它们量身定制的一样。
再说说台车式热处理炉,这就像是一辆装着宝贝的车子,可以推着到处跑。
它能把大型的工件轻松地推进推出,进行热处理,可方便啦!就像个勤劳的小推车,忙前忙后地为工业生产服务。
那连续式热处理炉呢,就像是一条流水线,材料源源不断地进去,经过一系列的处理后又源源不断地出来,效率超高的!它就像不知疲倦的工人,一直在那里努力工作着。
这些热处理炉各有各的特点和用处,就像我们每个人都有自己独特的本领一样。
它们在工业生产中扮演着重要的角色,没有它们,那些钢铁呀、合金呀怎么能变得那么厉害呢?你说要是没有这些热处理炉,那我们的生活得少了多少坚固耐用的东西呀!从汽车到飞机,从建筑到日常用品,哪一个离得开它们处理过的材料呢?它们就像是幕后的英雄,默默地为我们的生活提供着保障。
咱再想想,要是没有箱式热处理炉,那些小零件的质量能有保证吗?没有井式热处理炉,那些长工件可咋办呀?没有台车式热处理炉,大型工件的处理得多麻烦呀?没有连续式热处理炉,生产效率得多低呀?所以说呀,热处理炉的种类可真是太重要啦!它们就像是一个强大的团队,各自发挥着自己的优势,共同为工业的发展贡献着力量。
我们真应该好好珍惜它们,让它们为我们创造出更多更好的产品呢!。
热处理炉子的分类

热处理炉子的分类热处理炉是一种利用热能对材料进行预热、加热、保温、冷却等热处理工艺的设备。
根据不同的热处理方式和工艺要求,热处理炉可以分为多种类型。
1.电阻炉电阻炉是利用材料的电阻作为热源,通过通电使材料发热并加热达到所需温度的一种炉子。
电阻炉可以根据不同材料的类型进行不同的热处理,如退火、淬火、正火、回火等。
电阻炉具有加热温度高、加热速度快等特点。
2.气体炉气体炉是以燃气、液化石油气等为燃料的一种热处理炉子。
气体炉具有加热速度快、能耗低等优点,广泛应用于退火、正火、回火、淬火等热处理工艺中。
3.夹层炉夹层炉是一种通常采用电阻加热的热处理设备,其结构分为内胆和外壳两层,内胆用于放置待处理材料,而外壳则起到保温效果。
夹层炉具有温度稳定性好、加热均匀等优点,适用于各种热处理工艺。
4.盐浴炉盐浴炉利用盐浴作为加热介质,将待处理材料浸入盐浴中进行热处理。
其具有加热速度快、温度控制精度高等特点,适用于各种高温热处理工艺,如渗碳、氮化、硬化等。
5.真空炉真空炉通过排除氧气等气体,创造真空环境进行热处理。
真空炉具有加热速度快、温度控制精度好、不污染材料表面等优点,主要用于高温热处理和精密热处理,如真空渗碳等。
6.氧气气氛炉氧气气氛炉是利用含氧气体作为加热和保护介质的热处理炉。
其具有温度控制精度高、处理效果好等优点,适用于非金属材料的退火、烧结、氧化等工艺。
7.流化床炉流化床炉是一种利用流化床技术进行热处理的设备,通过在加热器内形成气体固体流化状态,使待处理材料受到气体和固体的共同作用进行热处理。
流化床炉具有加热速度快、均匀性好、低温下处理效果好等特点,适用于低温的各种热处理工艺。
热处理炉子的分类

热处理炉子的分类热处理炉是一种用于对金属材料进行热处理的设备,通过对金属材料加热、保温和冷却等过程,改变其组织结构和性能。
根据不同的分类标准,热处理炉可以分为多种类型,下面将对几种常见的热处理炉进行介绍。
一、按加热方式分类1. 直接加热炉:直接将燃烧产生的火焰和烟气直接接触金属材料,传递热量给金属材料。
这种炉子的特点是加热速度快,但温度分布不均匀。
常见的直接加热炉有火焰加热炉和电弧加热炉。
2. 间接加热炉:通过加热介质(如燃气、电流等)间接加热工件。
这种炉子的特点是温度均匀,适用于对工件进行精确的热处理。
常见的间接加热炉有电阻加热炉、感应加热炉和电子束加热炉。
二、按工艺分类1. 钢丝网带炉:通过钢丝网带将工件送入炉内,实现连续生产。
这种炉子适用于对批量生产的小型工件进行热处理,如弹簧、螺丝等。
2. 目测炉:通过观察工件表面的颜色变化来判断加热温度,适用于对小型工件进行热处理。
这种炉子操作简单,但对操作人员的经验要求较高。
3. 气氛炉:通过在炉腔内注入特定气体,控制炉内气氛,以达到特定的热处理效果。
这种炉子适用于对对腐蚀性气体敏感的工件进行热处理,如不锈钢、合金等。
4. 轴承式炉:通过在炉内建立轴承支撑工件,使工件在加热过程中能自由旋转,以提高加热均匀性。
这种炉子适用于对大型工件进行热处理,如飞机发动机零件、汽车曲轴等。
三、按炉膛结构分类1. 直立式炉:炉膛直立,工件通过顶部或侧面进出炉膛。
这种炉子结构简单,适用于对高温工件进行热处理。
2. 卧式炉:炉膛水平放置,工件通过炉膛前端进出。
这种炉子适用于对大型工件进行热处理,如船舶、桥梁等。
3. 单腔式炉:炉膛内只有一个加热腔室,适用于对工件进行简单的热处理。
4. 多腔式炉:炉膛内有多个加热腔室,可以同时对多个工件进行不同的热处理。
这种炉子适用于对多样性工件进行热处理,提高生产效率。
总结起来,热处理炉根据不同的分类标准可以分为多种类型,包括直接加热炉和间接加热炉、钢丝网带炉和目测炉、气氛炉和轴承式炉,以及直立式炉和卧式炉、单腔式炉和多腔式炉等。
xm-16热处理炉参数

xm-16热处理炉参数
XM-16热处理炉是一种用于金属材料热处理的设备,通常用于淬火、回火、退火等工艺。
热处理炉的参数包括但不限于加热温度范围、加热方式、炉体尺寸、控制系统等。
以下是关于XM-16热处理炉的一般参数描述:
1. 加热温度范围,XM-16热处理炉通常具有可调节的加热温度范围,一般在200°C至1200°C之间,以满足不同金属材料的热处理需求。
2. 加热方式,热处理炉通常采用电加热或燃气加热方式,其中电加热炉可以通过电阻加热丝或电磁感应加热实现,而燃气加热炉则使用燃气作为燃料进行加热。
3. 炉体尺寸,XM-16热处理炉的炉体尺寸通常根据工件的大小和数量而有所不同,一般来说,炉体尺寸越大,可以容纳的工件尺寸和数量就越多。
4. 控制系统,热处理炉通常配备先进的温度控制系统,可以实现精确的温度控制和稳定的加热过程,常见的控制方式包括PID控
制、PLC控制等。
除了以上列举的参数外,还有一些其他参数可能会因不同厂家和型号而有所差异,比如加热速率、冷却方式、耗能情况等。
在选择XM-16热处理炉时,需要根据具体的热处理工艺需求和工件特性来综合考虑以上参数,以确保选型合适并能够满足生产需求。
希望这些信息能够帮助你对XM-16热处理炉有一个初步的了解。
热处理炉的选用

一.常用热处理炉炉型的选择炉型的选择炉型应依据不同的工艺要求及工件的类型来决定1.对于不能成批定型生产的,工件大小不相等的,种类较多的,要求工艺上具有通用性、多用性的,可选用箱式炉。
2.加热长轴类及长的丝杆,管子等工件时,可选用深井式电炉。
3.小批量的渗碳零件,可选用井式气体渗碳炉。
4.对于大批量的汽车、拖拉机齿轮等零件的生产可选连续式渗碳生产线或箱式多用炉。
5.对冲压件板材坯料的加热大批量生产时,最好选用滚动炉,辊底炉。
6.对成批的定型零件,生产上可选用推杆式或传送带式电阻炉(推杆炉或铸带炉)7.小型机械零件如:螺钉,螺母等可选用振底式炉或网带式炉。
8.钢球及滚柱热处理可选用内螺旋的回转管炉。
9.有色金属锭坯在大批量生产时可用推杆式炉,而对有色金属小零件及材料可用空气循环加热炉。
二.加热缺陷及控制一)、过热现象我们知道热处理过程中加热过热最易导致奥氏体晶粒的粗大,使零件的机械性能下降。
1.一般过热:加热温度过高或在高温下保温时间过长,引起奥氏体晶粒粗化称为过热。
粗大的奥氏体晶粒会导致钢的强韧性降低,脆性转变温度升高,增加淬火时的变形开裂倾向。
而导致过热的原因是炉温仪表失控或混料(常为不懂工艺发生的)。
过热组织可经退火、正火或多次高温回火后,在正常情况下重新奥氏化使晶粒细化。
2.断口遗传:有过热组织的钢材,重新加热淬火后,虽能使奥氏体晶粒细化,但有时仍出现粗大颗粒状断口。
产生断口遗传的理论争议较多,一般认为曾因加热温度过高而使MnS之类的杂物溶入奥氏体并富集于晶界面,而冷却时这些夹杂物又会沿晶界面析出,受冲击时易沿粗大奧氏体晶界断裂。
3.粗大组织的遗传:有粗大马氏体、贝氏体、魏氏体组织的钢件重新奥氏化时,以慢速加热到常规的淬火温度,甚至再低一些,其奥氏体晶粒仍然是粗大的,这种现象称为组织遗传性。
要消除粗大组织的遗传性,可采用中间退火或多次高温回火处理。
二)、过烧现象加热温度过高,不仅引起奥氏体晶粒粗大,而且晶界局部出现氧化或熔化,导致晶界弱化,称为过烧。
可控气氛热处理炉的分类及特点

可控气氛热处理炉的分类及特点可控气氛热处理炉是一种将金属工件加热至一定温度,并控制温度,保持特定气氛下进行热处理的设备。
根据不同的加热方式和气氛类型,可控气氛热处理炉可以分为多种类型,每种类型都有其特点和适用范围。
一、电阻加热气氛热处理炉电阻加热气氛热处理炉采用电阻加热器作为加热元件,并通过控制电流来实现加热和温度控制。
该类炉型适用于高温热处理,如退火、淬火、回火等工艺。
其特点如下:1. 温度控制精度高,可以实现精确的温度控制;2. 加热速度快,可以快速达到所需温度;3. 适用于各种气氛,如氢气、氮气等;4. 加热均匀,可以均匀加热工件表面和内部;5. 结构简单,易于维护和操作。
二、电弧加热气氛热处理炉电弧加热气氛热处理炉利用电弧作为加热方式,通过电极间的电弧放电来产生高温。
该类炉型适用于高温热处理和表面改性工艺。
其特点如下:1. 温度可调范围广,可以达到很高的温度;2. 加热速度快,可以快速达到所需温度;3. 加热均匀,可以均匀加热工件表面和内部;4. 可以适应多种气氛,如氮气、氩气等;5. 适用于大尺寸工件的加热。
三、燃气加热气氛热处理炉燃气加热气氛热处理炉利用燃气燃烧释放的热量来加热工件,通过控制燃气供应和空气供应来实现温度控制。
该类炉型适用于中低温热处理工艺,如均质化退火、硬化等。
其特点如下:1. 可调温度范围广,适合中低温热处理;2. 燃料种类多样,可以选用天然气、液化气等;3. 加热速度相对较慢;4. 加热均匀性一般,需进行较好的气氛控制;5. 结构相对复杂,维护和操作要求高。
四、电磁加热气氛热处理炉电磁加热气氛热处理炉利用电磁感应加热原理,通过在工件附近产生交变磁场来加热工件。
该类炉型适用于小尺寸工件的加热和快速加热工艺。
其特点如下:1. 加热速度快,加热效率高;2. 加热均匀性好,可以均匀加热工件表面和内部;3. 温度可调范围较窄,适合小尺寸工件的加热;4. 结构复杂,较难维护和操作;5. 适用于特殊工艺,如感应淬火等。
可控气氛热处理炉的分类及特点(2篇)
可控气氛热处理炉的分类及特点可控气氛热处理炉种类很多,有周期式和连续式之分。
周期炉:有井式炉和密封箱式炉(又称多用炉),适用于多品种小批量生产,可用于光亮淬火、光亮退火、渗碳、碳氮共渗等热处理。
连续炉:有推杆式、转底式及各种形式的连续式可控气氛渗碳生产线等,适用于大批量生产,可以进行光亮淬火、回火、渗碳及碳氮共渗等热处理。
2.可控气氛热处理炉的特点(1)炉膛密封良好炉膛密封形式主要有炉体密封和炉罐密封两类。
炉体密封,包括炉壳、炉门、电热元件引出孔、热电偶孔、风扇轴孔和推料机械伸出炉外的孔洞等处的密封。
电热元件等在可控气氛作用下,需采用抗渗碳性强的材料或加抗渗碳涂料,最好用低压供电,以免元件渗碳或炉壁积碳使元件发生短路而毁坏。
采用炉罐(金属或陶瓷罐)隔离密封,密封效果比较好,但会降低传热效果和增加炉罐材料消耗,炉子工作温度也受到限制。
还有一种密封形式兼有上述两类密封的特点,即除炉膛密封外,采用辐射管加热器,可防止炉气侵蚀元件和火焰破坏炉内气氛。
(2)炉内保持正压可控气氛炉内应保持正压,以防止炉外空气侵入引起爆炸,并且保证炉内气筑稳定。
保持炉内正压的措施是,以一定压力供入足够的可控气体,保证可控气氛充满炉膛;对全密封的炉子,在废气排出口设置水封;控制炉内压力;炉门设置装料前室及火帘装置,以隔绝空气侵入和防止炉气外溢。
(3)炉内气氛均匀可控气氛在炉内必须循环流动,使气氛和温度均匀,以保证产品质量一致。
因此,可控气氛炉大都设有风扇。
可控气氛可从加热室的侧面供入,也可从加热室上方滴入。
(4)装设安全装置可控气氛多数有毒和有爆炸的危险。
除要求正确操作外,炉上应有防爆孔,还应设安全装置。
如在管路上设单向阀、截止阀、火焰逆止阀、压力测定器以及安全报替等装置。
(5)炉内构件抗气氛侵蚀中国冶金行业网对于吸热式可控气氛,炉衬霈要采用抗渗砖砌筑。
多数可控气氛对电热元件都有侵蚀作用,破坏元件的氧化膜,发生渗碳或渗氮,缩短元件的使用寿命。
热处理炉标准
热处理炉标准
热处理炉是一种用于对金属材料进行热处理的设备。
热处理是指通过控制材料的加热和冷却过程,改变材料的结构和性能,以达到特定要求的工艺过程。
热处理炉标准是为了保证热处理炉的质量和性能,确保热处理工艺能得到正确的执行和有效的结果而制定的。
以下是一些常见的热处理炉标准:
1. ASTM A275/A275M-18 标准:这个标准规定了无缝背心炉和连续炉的设计和制造要求。
2. AMS 2750 标准:这是航空航天材料和工艺的标准,旨在确保材料和部件在航空航天行业的使用中能够满足性能要求。
该标准包括热处理炉的校准和过程要求。
3. ISO 15730 标准:这个标准规定了热处理设备的性能要求和使用方法。
4. NADCAP 标准:这个标准由航空航天和国防工业的合作组织制定,旨在确保供应商的产品和服务能够满足航空航天和国防工业的质量要求。
热处理炉是其中的一项审查内容。
此外,不同国家和地区可能还制定了自己的热处理炉标准,例如美国的AMS-H-6875、英国的BS2M-54等。
总之,热处理炉标准的制定是为了保证热处理过程的质量和安全,并确保材料和部件能够满足特定的性能要求。
供应商和用户应该遵循相应的标准来选择、使用和维护热处理炉。
热处理炉都有哪些种类?
热处理炉都有哪些种类?
热处理炉的种类很多,下面列举一些常见的类型:
1.炉膛热处理炉:是一种常用的热处理设备,分为箱式热处理炉、气氛热处理炉、井式热处理炉等各种类型。
2.间歇式热处理炉:是一种适合中小批量生产的设备,可以进行各种淬火、回火、正火、退火等热处理工艺。
3.连续式热处理炉:是一种适用于大批量生产的设备,可以进行连续淬火、回火和正火等工艺,提高了生产效率。
4.真空热处理炉:可以在真空或气氛保护下进行热处理,可以有效地防止零件表面氧化和碳化。
5.氢气热处理炉:是一种可以使用氢气作为保护气体的热处理炉,适用于高品质的热处理。
6.滚筒热处理炉:适用于进行大件的热处理,可以进行淬火、回火、正火等热处理工艺。
7.盐浴热处理炉:是一种可以使用盐浴作为热介质的热处理炉,适用于高温热处理。
以上是一些常见的热处理炉种类,根据不同的热处理工艺和生产需求,还有其他类型的热处理炉。
1。
热处理炉分级标准
热处理炉分级标准
热处理炉的分级标准可以根据其操作温度范围和能源类型进行划分。
以下是一种常见的热处理炉分级标准:
1. 低温炉(Low-temperature furnace):操作温度一般在400°C以下,适用于低温退火、时效处理等工艺。
2. 中温炉(Medium-temperature furnace):操作温度一般在400°C到1000°C之间,适用于中温退火、正火处理等工艺。
3. 高温炉(High-temperature furnace):操作温度一般在1000°C到1600°C之间,适用于高温退火、淬火、回火等工艺。
4. 超高温炉(Ultra-high-temperature furnace):操作温度超过1600°C,适用于特殊材料或特殊工艺的热处理。
此外,热处理炉还可以根据能源类型进一步分为电加热炉、燃气炉、油加热炉等。
这些分级标准可以根据具体的热处理需求和工艺要求来确定。
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一 . 常用热处理炉炉型的选择炉型的选择炉型应依据不同的工艺要求及工件的类型来决定1 .对于不能成批定型生产的,工件大小不相等的,种类较多的,要求工艺上具有通用性、多用性的,可选用箱式炉。
2 .加热长轴类及长的丝杆,管子等工件时,可选用深井式电炉。
3 .小批量的渗碳零件,可选用井式气体渗碳炉。
4 .对于大批量的汽车、拖拉机齿轮等零件的生产可选连续式渗碳生产线或箱式多用炉。
5 .对冲压件板材坯料的加热大批量生产时,最好选用滚动炉,辊底炉。
6 .对成批的定型零件,生产上可选用推杆式或传送带式电阻炉(推杆炉或铸带炉)7 .小型机械零件如:螺钉,螺母等可选用振底式炉或网带式炉。
8 .钢球及滚柱热处理可选用内螺旋的回转管炉。
9 .有色金属锭坯在大批量生产时可用推杆式炉,而对有色金属小零件及材料可用空气循环加热炉。
二 . 加热缺陷及控制一 ) 、过热现象我们知道热处理过程中加热过热最易导致奥氏体晶粒的粗大,使零件的机械性能下降。
1. 一般过热:加热温度过高或在高温下保温时间过长,引起奥氏体晶粒粗化称为过热。
粗大的奥氏体晶粒会导致钢的强韧性降低,脆性转变温度升高,增加淬火时的变形开裂倾向。
而导致过热的原因是炉温仪表失控或混料(常为不懂工艺发生的)。
过热组织可经退火、正火或多次高温回火后,在正常情况下重新奥氏化使晶粒细化。
2. 断口遗传:有过热组织的钢材,重新加热淬火后,虽能使奥氏体晶粒细化,但有时仍出现粗大颗粒状断口。
产生断口遗传的理论争议较多,一般认为曾因加热温度过高而使 MnS 之类的杂物溶入奥氏体并富集于晶界面,而冷却时这些夹杂物又会沿晶界面析出,受冲击时易沿粗大奧氏体晶界断裂。
3. 粗大组织的遗传:有粗大马氏体、贝氏体、魏氏体组织的钢件重新奥氏化时,以慢速加热到常规的淬火温度,甚至再低一些,其奥氏体晶粒仍然是粗大的,这种现象称为组织遗传性。
要消除粗大组织的遗传性,可采用中间退火或多次高温回火处理。
二 ) 、过烧现象加热温度过高,不仅引起奥氏体晶粒粗大,而且晶界局部出现氧化或熔化,导致晶界弱化,称为过烧。
钢过烧后性能严重恶化,淬火时形成龟裂。
过烧组织无法恢复,只能报废。
因此在工作中要避免过烧的发生。
三 ) 、脱碳和氧化钢在加热时,表层的碳与介质(或气氛)中的氧、氢、二氧化碳及水蒸气等发生反应,降低了表层碳浓度称为脱碳,脱碳钢淬火后表面硬度、疲劳强度及耐磨性降低,而且表面形成残余拉应力易形成表面网状裂纹。
加热时,钢表层的铁及合金与元素与介质(或气氛)中的氧、二氧化碳、水蒸气等发生反应生成氧化物膜的现象称为氧化。
高温(一般 570 度以上)工件氧化后尺寸精度和表面光亮度恶化,具有氧化膜的淬透性差的钢件易出现淬火软点。
为了防止氧化和减少脱碳的措施有:工件表面涂料,用不锈钢箔包装密封加热、采用盐浴炉加热、采用保护气氛加热(如净化后的惰性气体、控制炉内碳势)、火焰燃烧炉(使炉气呈还原性)四 ) 、氢脆现象高强度钢在富氢气氛中加热时出现塑性和韧性降低的现象称为氢脆。
出现氢脆的工件通过除氢处理(如回火、时效等)也能消除氢脆,采用真空、低氢气氛或惰性气氛加热可避免氢脆。
象现在的连续热处理炉淬火后及时回火处理时可在回火过程中兼顾驱氧处理,跟据目前的使用和统计情况看在连续式可控气氛热处理炉所处理的产品一般是不会出现氢脆现象的。
当然,任何事都有它的两面性,实际工作中有人利用此现象来为人服务(如合金的粉碎处理等)。
三.热处理应力及其影响热处理残余力是指工件经热处理后最终残存下来的应力 , 对工件的形状 , 尺寸和性能都有极为重要的影响。
当它超过材料的屈服强度时 , 便引起工件的变形 , 超过材料的强度极限时就会使工件开裂 , 这是它有害的一面 , 应当减少和消除。
但在一定条件下控制应力使之合理分布 , 就可以提高零件的机械性能和使用寿命 , 变有害为有利。
分析钢在热处理过程中应力的分布和变化规律 , 使之合理分布对提高产品质量有着深远的实际意义。
例如关于表层残余压应力的合理分布对零件使用寿命的影响问题已经引起了人们的广泛重视。
一 ) 、钢的热处理应力工件在加热和冷却过程中 , 由于表层和心部的冷却速度和时间的不一致 , 形成温差,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 , 最后形成的残余应力就愈大。
另一方面钢在热处理过程中由于组织的变化即奥氏体向马氏体转变时 , 因比容的增大会伴随工件体积的膨胀 , 工件各部位先后相变,造成体积长大不一致而产生组织应力。
组织应力变化的最终结果是表层受拉应力 , 心部受压应力 , 恰好与热应力相反。
组织应力的大小与工件在马氏体相变区的冷却速度 , 形状,材料的化学成分等因素有关。
实践证明 , 任何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 , 作用方向相同时二者相互迭加。
不管是相互抵消还是相互迭加 , 两个应力应有一个占主导因素 , 热应力占主导地位时的作用结果是工件心部受拉 , 表面受压。
组织应力占主导地位时的作用结果是工件心部受压表面受拉。
二 ) 、热处理应力对淬火裂纹的影响存在于淬火件不同部位上能引起应力集中的因素 ( 包括冶金缺陷在内 ), 对淬火裂纹的产生都有促进作用 , 但只有在拉应力场内 ( 尤其是在最大拉应力下 ) 才会表现出来 , 若在压应力场内并无促裂作用。
淬火冷却速度是一个能影响淬火质量并决定残余应力的重要因素 , 也是一个能对淬火裂纹赋于重要乃至决定性影响的因素。
为了达到淬火的目的,通常必须加速零件在高温段内的冷却速度 , 并使之超过钢的临界淬火冷却速度才能得到马氏体组织。
就残余应力而论 , 这样做由于能增加抵消组织应力作用的热应力值 , 故能减少工件表面上的拉应力而达到抑制纵裂的目的。
其效果将随高温冷却速度的加快而增大。
而且 , 在能淬透的情况下 , 截面尺寸越大的工件 , 虽然实际冷却速度更缓 , 开裂的危险性却反而愈大。
这一切都是由于这类钢的热应力随尺寸的增大实际冷却速度减慢 , 热应力减小 , 组织应力随尺寸的增大而增加 , 最后形成以组织应力为主的拉应力作用在工件表面的作用特点造成的。
并与冷却愈慢应力愈小的传统观念大相径庭。
对这类钢件而言 , 在正常条件下淬火的高淬透性钢件中只能形成纵裂。
避免淬裂的可靠原则是设法尽量减小截面内外马氏体转变的不等时性。
仅仅实行马氏体转变区内的缓冷却不足以预防纵裂的形成。
一般情况下只能产生在非淬透性件中的弧裂 , 虽以整体快速冷却为必要的形成条件,可是它的真正形成原因 , 却不在快速冷却 ( 包括马氏体转变区内 ) 本身 , 而是淬火件局部位置 ( 由几何结构决定 ), 在高温临界温度区内的冷却速度显著减缓 , 因而没有淬硬所致。
产生在大型非淬透性件中的横断和纵劈 , 是由以热应力为主要成份的残余拉应力作用在淬火件中心 , 而在淬火件末淬硬的截面中心处 , 首先形成裂纹并由内往外扩展而造成的。
为了避免这类裂纹产生,往往使用水 -- 油双液淬火工艺。
在此工艺中实施高温段内的快速冷却 , 目的仅仅在于确保外层金属得到马氏体组织 , 而从内应力的角度来看 , 这时快冷有害无益。
其次 , 冷却后期缓冷的目的 , 主要不是为了降低马氏体相变的膨胀速度和组织应力值 , 而在于尽量减小截面温差和截面中心部位金属的收缩速度 , 从而达到减小应力值和最终抑制淬裂的目的。
三 ) 、残余压应力对工件的影响渗碳表面强化作为提高工件的疲劳强度的方法应用得很广泛的原因。
一方面是由于它能有效的增加工件表面的强度和硬度,提高工件的耐磨性,另一方面是渗碳能有效的改善工件的应力分布 , 在工件表面层获得较大的残余压应力 , 提高工件的疲劳强度。
如果在渗碳后再进行等温淬火将会增加表层残余压应力 , 使疲劳强度得到进一步的提高。
有人对 35SiMn2MoV 钢渗碳后进行等温淬火与渗碳后淬火低温回火的残余应力进行过测试其结果如表 1表 1.35SiMn2MoV 钢渗碳等温淬火与渗碳低温回火后的残余应力值从表 1 的测试结果可以看出等温淬火比通常的淬火低温回火工艺具有更高的表面残余压应力。
等温淬火后即使进行低温回火 , 其表面残余压应力,也比淬火后低温回火高。
因此可以得出这样一个结论 , 即渗碳后等温淬火比通常的渗碳淬火低温回火获得的表面残余压应力更高 , 从表面层残余压应力对疲劳抗力的有利影响的观点来看,渗碳等温淬火工艺是提高渗碳件疲劳强度的有效方法。
渗碳淬火工艺为什么能获得表层残余压应力 ? 渗碳等温淬火为什么能获得更大的表层残余压应力 ? 其主要原因有两个:一个原因是表层高碳马氏体比容比心部低碳马氏体的比容大 , 淬火后表层体积膨胀大 , 而心部低碳马氏体体积膨胀小 , 制约了表层的自由膨胀 , 造成表层受压心部受拉的应力状态。
而另一个更重要的原因是高碳过冷奥氏体向马氏体转变的开始转变温度( Ms ) , 比心部含碳量低的过冷奥氏体向马氏体转变的开始温度( Ms )低。
这就是说在淬火过程中往往是心部首先产生马氏体转变引起心部体积膨胀 , 并获得强化 , 而表面还末冷却到其对应的马氏体开始转变点( Ms ) , 故仍处于过冷奥氏体状态 , 具有良好的塑性 , 不会对心部马氏体转变的体积膨胀起严重的压制作用。
随着淬火冷却温度的不断下降使表层温度降到该处的( Ms )点以下 , 表层产生马氏体转变 , 引起表层体积的膨胀。
但心部此时早已转变为马氏体而强化 , 所以心部对表层的体积膨胀将会起很大的压制作用 , 使表层获得残余压应力。
而在渗碳后进行等温淬火时,当等温温度在渗碳层的马氏体开始转变温度( Ms )以上 , 心部的马氏体开始转变温度( Ms )点以下的适当温度等温淬火 , 比连续冷却淬火更能保证这种转变的先后顺序的特点 ( 即保证表层马氏体转变仅仅产生于等温后的冷却过程中 ) 。
当然渗碳后等温淬火的等温温度和等温时间对表层残余应力的大小有很大的影响。