鑄鋼經過熱處理內部會發生哪些質變



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,但內部會產生根本的質變。

        當鑄鋼在熱處理爐內經過加熱處理後,外表也許變化不大,但內部會產生根本的質變。鑄鋼件外表層和內部的溫度下降的速度及所用到的時間都不一樣,形成一定的溫差,就會導致體積膨脹和收縮不均而產生應力,即熱應力。在熱應力的作用下,由於表層開始溫度低於心部,收縮也大於心部而使心部受拉,當冷卻結束時,由於心部最後冷卻體積收縮不能自由進行而使表層受壓心部受拉。即在熱應力的作用下最終使工件表層受壓而心部受拉。
 
       這種現象受到冷卻速度,材料成分和熱處理工藝等因素的影響。當冷卻速度愈快,含碳量和合金成分愈高,冷卻過程中在熱應力作用下產生的不均勻塑性變形愈大,最後高溫風機形成的殘餘應力就愈大。另一方麵鋼在熱處理過程中由於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產生組織應力。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。
 
        除鑄鋼的其他工件在熱處理過程中,隻要有相變,熱應力和組織應力都會發生。隻不過熱應力在組織轉變以前就已經產生了,而組織應力則是在組織轉變過程中產生的,在整個冷卻過程中,熱應力與組織應力綜合作用的結果,就是工件中實際存在的應力。
 
       這兩種應力綜合作用的結果是十分複雜的,受著許多因素的影響,如成分、形狀、熱處理退火爐工藝等。就其發展過程來說隻有兩種類型,即熱應力和組織應力,作用方向相反時二者抵消,插片散熱器作用方向相同時二者相互迭加。不管是相互抵消還是相互迭加,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,表麵受壓。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產生的質變的過程。


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