山西鍛件的內(nèi)應力

       鍛件的冷卻是指鍛件從終鍛溫度出模冷卻到室溫。如果冷卻方法選擇不當，鍛件可能因產(chǎn)生裂紋或白點而報廢，也可能延長生產(chǎn)周期而影響生產(chǎn)率。因此，了解鍛件冷卻過程的特點及其缺陷形成的原因，對于選擇冷卻方法，制訂冷卻規(guī)范是非常必要的。

       坯料在加過程中會產(chǎn)生內(nèi)應力，同樣，鍛件在冷卻過程中也會引起內(nèi)應力。由于鍛件冷卻后期溫度較低而呈彈性狀態(tài)，因此冷卻內(nèi)應力的危險性比加熱內(nèi)應力更大。內(nèi)應力有溫度，組織應力和鍛造變形不均勻引起的殘余應力。

       鍛件在冷卻過程中的內(nèi)應力有以下幾點：

       溫度應力：鍛件在冷卻初期，表層冷卻塊，體積收縮較大，心部冷卻慢，體積收縮較小。由于表層的收縮受到心部的阻礙，結(jié)果在表層產(chǎn)生拉應力，心部為壓應力。到了冷卻后期，鍛件表面溫度已近室溫，基本上不再收縮，這時表層反而阻礙心部繼續(xù)收縮，導致溫度應力符號發(fā)生改變。

       若鍛件材料為抗力大，塑性低的硬鋼，在冷卻初期表層產(chǎn)生的拉應力不能得到松弛，就是在冷卻后期，盡管心部體積收縮對表層產(chǎn)生附加壓應力，也只能使表層初期產(chǎn)生的拉應力有所降低，而不會使溫度應力符號發(fā)生改變，表層仍為拉應力，心部仍為壓應力。

       組織應力：鍛件在冷卻過程中若有相變發(fā)生，由于相變前后組織的比容不同，而且轉(zhuǎn)變是在一定溫度范圍內(nèi)完成，故在相與相之間產(chǎn)生組織應力。當鍛件表里不一致時，這種組織應力更為明顯。

       冷卻時產(chǎn)生的組織應力也和加熱時產(chǎn)生的組織應力一樣是三向應力，且其中切向應力最大，這是引起表面縱向裂紋的主要原因。

       殘余應力：鍛件在鍛壓成形過程中，由于變形不均所引起的附加應力，如未能及時再結(jié)晶軟化將其消除，鍛后便成為殘余應力保留下來。殘余應力在鍛件內(nèi)部的分布，根據(jù)變形不均的情況而不同，可能是表層為拉應力而心部為壓應力，或者與此相反。

       綜上所述，鍛件在冷卻過程中，存在上述三種內(nèi)應力，總的內(nèi)應力為三者疊加。當疊加的應力值超過材料的強度極限時，便會在鍛件相應部位引起裂紋，冷卻裂紋常常是在溫度較低時和塑性較差的材料中發(fā)生。如果疊加的內(nèi)應力沒有造成破壞，冷卻終了便會以殘余應力形式保留下來，給后續(xù)熱處理增加不利因素。

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