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马氏体淬回火的变形及尺寸稳定性

时间:2018-10-15 09:01 来源:未知 作者:admin
马氏体淬回火过程中,由于零件各个部位的冷却不均匀,不可避免地出现热应力和组织应力而导致零件的变形。淬回火后零件的变形(包括尺寸变化和形状变化)受很多因素影响,是一个相当复杂的问题。如零件的形状与尺寸、原始组织的均匀性、淬火前的粗加工状态(车削时进刀量的大小、机加工的残余应力等)、淬火时的加热速度与温度、工件的摆放方式、入油方式、淬火介质的特性与循环方式、介质的温度等均影响零件的变形。国内外对此进行了大量的研究,提出不少控制变形的措施,如采用旋转淬火、压模淬火、控制零件的入油方式等[11,13,18]。Beck等人的研究表明:由蒸气膜阶段向沸腾期的转变温度过高时,大的冷速而产生大的热应力使低屈服点的奥氏体发生变形而导致零件的畸变。Lübben等人认为变形是单个零件或零件之间浸油不均匀造成,尤其是采用新油是更易出现这种情形。Tensi等人认为:在Ms点的冷却速度对变形起决定性作用,在Ms点及以下温度采用低的冷速可减少变形。Volkmuth等人[13]系统研究了淬火介质(包括油及盐浴)对圆锥滚子轴承内外圈的淬火变形。结果表明:由于冷却方式不同,套圈的直径将有不同程度的“增大”,且随介质温度的提高,套圈大小端的直径增大程度趋于一致,即“喇叭”状变形减小,同时,套圈的椭圆变形(单一径向平面内的直径变动量Vdp、VDp)减小;内圈因刚度较大,其变形小于外圈。
马氏体淬回火后零件的尺寸稳定性主要受三种不同转变的影响[12,14]:碳从马氏体晶格中迁移形成ε-碳化物、残余奥氏体分解和形成Fe3C,三种转变相互叠加。50~120℃之间,由于ε-碳化物的沉淀析出,引起零件的体积缩小,一般零件在150℃回火后已完成这一转变,其对零件以后使用过程中的尺寸稳定性的影响可以忽略100~250℃之间,残余奥氏体分解,转变为马氏体或贝氏体,将伴随着体积涨大;200℃以上,ε-碳化物向渗碳体转化,导致体积缩小。研究也表明:残余奥氏体在外载作用下或较低的温度下(甚至在室温下)也可发生分解,导致零件尺寸变化。因此,在实际使用中,所有的轴承零件的回火温度应高于使用温度50℃,对尺寸稳定性要求较高的零件要尽量降低残余奥氏体的含量,并采用较高的回火温度。
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