毕业论文-- 对热处理过程中粹变及出现裂纹问题的讨论

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1、 1 20132013 届毕业生毕业论文届毕业生毕业论文 论文题目论文题目 对热处理过程中对热处理过程中粹变粹变及及出现出现 裂纹问题的讨论裂纹问题的讨论 专专 业业 年年 级级 学学 号号 学学 生生 姓姓 名名 联联 系系 方方 式式 指指 导导 教教 师师 职职 称：称： 完完 成成 日日 期：期： 2 摘 要 在热处理过程中变形与开裂是常见而又比较难解决的问题。对热处理变形的 规律的复杂性我们还没有彻底的认识和掌握。论文分析了热处理变形、开裂的原 因，影响变形的因素以及减少热处理变形、防止开裂的一系列技术措施。 关键词：关键词：热处理；变形；开裂；热应力；组织应力 3 目 录 引 言

2、. 1 1 热处理变形、开裂的原因 2 1.1 热应力引起的变形 2 1.2 组织应力引起的变形 3 1.3 塑料模具的表面处理技术 4 2 影响变形及开裂的因素 5 2.1 钢的化学成分 5 2.2 钢的淬透性 5 2.3 钢的原始组织 6 2.4 淬火介质 6 2.5 零件的几何形状尺寸 7 2.6 淬火方法 7 3 减少变形及开裂的措施 8 3.1 合理的选用钢材 8 3.2 合理的选择加热温度 8 3.3 合理锻造及预先热处理 8 3.4 合理设计工件的结构尺寸 10 3.5 采用合理的热处理工艺 .11 3.6 采用正确的淬火操作方法 .11 结论与展望 . 14 参考文献 . 15

3、 1 引 言 变形是指零件在热处理时引起的形状和尺寸的偏差。变形是热处理较难解决 的问题，要完全不变形时不可能的，一般是把变形量控制在一定范围内。超过变 形量时，只能用校正法校正。开裂是绝对要避免的，因为开裂零件无法挽救，只 能报废，这既浪费了材料与加工费用，又影响了生产，给国家造成损失。因此， 分析研究金属热处理变形、开裂的原因，掌握其规律性，并找出减小变形、防止 开裂的技术措施，具有十分重要的意义。 2 1 热处理变形、开裂的原因 工件的变形包括尺寸变化和形状变化两种。不论哪种变形，主要都是由于热 处理时，工件内部产生的内应力所造成的。根据内应力的形成原因不同，可以分 为热应力与组织应力。

4、工件的变形就是这两种应力综合影响的结果，当应力大于 屈服极限时就会发生永久变形，如果大于材料的强度工件就会开裂。下面对两种 应力分别加以研究。 1.1 热应力引起的变形 钢件在加热和冷却过程中,将发生热胀冷缩的体积变化以及因组织转变时新 旧相比容差而产生的体积改变。零件加热到淬火温度时,屈服强度明显降低,塑性 则大大提高。当应力超过屈服强度时,就会产生塑性变形,如果造成应力集中，并 超过了材料的强度极限,就会使零件淬裂。导热性很差的高碳合金钢,如合金模具 钢 Cr12MoV、高速钢 W18Cr4V 之类的工具钢，淬火加热温度很高，如不采用多次 预热和缓慢加热,不但会造成零件变形,而且会导致零件

5、开裂而报废。 此外,铸钢件 和锻件毛坯,如果表层存在着一层脱碳层,由于表层和心部导热性能不同,在淬火 加热较快时,也会产生热应力而引起变形。冷却时由于温差大,热应力是造成零件 变形的主要原因。 急冷热应力的两个特点：1）零件表面产生压力，心部产生热效应。2）大型 轴类零件心部的轴向参与拉应力特别大。对工件的影响：大型轴类零件如轧辊， 因冷却后轴向参与拉应力很大，再加上心部往往存在气孔、夹杂、锻造裂纹等缺 陷，故容易造成横向开裂。对于形状简单的小轴类零件，新产生的表面压应力可 以提高其抗疲劳能力。实践证明，热应力引起工件变形的特点是和物体内部受到 高的流体静压力作用的结果相似，它使平面变成凸面，直角变成钝角，长的方向 变短，短的方向变长。如图 1。 3 图 1 框型铸件热应力的形成过程 1.2 组织应力引起的变形 如果金属制品在加热和冷却时发生相变，由于新旧相之间存在着结构和比容 差异，制品各部分又难以同时发生相变，或者各部分的相变产物有所不同，也会 引起应力，这种因组织结构转变不均匀而产生的应力称为组织应力。 （1） 抛光时应避免过大的压力手工油石研磨和手工抛光需要花费高的生产成 本，加工时间也较长，因此现在越来越多地采用机械装置研磨和抛光。采用手工 抛光，加工应力很少会超过钢材表面的屈服强度，因此不会出现桔