鋼鐵材料自?shī)W氏體化溫度淬火時(shí)，表面和心部的溫度差會(huì)導(dǎo)致內(nèi)應(yīng)力。相變組織的比體積變化和相變塑性還會(huì)引起附加組織應(yīng)力。若熱應(yīng)力和組織應(yīng)力的疊加，即綜合應(yīng)力超過(guò)材料的屈原強(qiáng)度就會(huì)發(fā)生塑性變形；如果共同作用的應(yīng)用超過(guò)熱態(tài)鋼鐵材料的抗拉強(qiáng)度就會(huì)形成淬火裂紋。鋼鐵材料淬火時(shí)力求得到大于奧氏體-珠光體轉(zhuǎn)變的臨界冷速，以獲得的馬氏體。但在馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)提高冷速會(huì)使開裂的幾率趨向zui大，然后又逐漸減小到零。在強(qiáng)烈冷卻時(shí)，工件表面立即冷到槽液溫度，心部溫度幾乎沒(méi)有變化。快速冷卻引起表面層收縮和心部應(yīng)力平衡的高拉伸應(yīng)力。溫度梯度的增加使初始馬氏體轉(zhuǎn)變?cè)斐傻睦瓚?yīng)力增加，而馬氏體轉(zhuǎn)變開始溫度Ms的升高會(huì)引起相變塑性導(dǎo)致的表層膨脹，表面拉應(yīng)力會(huì)明顯減小，并轉(zhuǎn)化為壓應(yīng)力，表面壓應(yīng)力數(shù)值和生成的表面馬氏體量成正比。如果馬氏體轉(zhuǎn)變使心部體積膨脹足夠大，并且表層馬氏體很硬很脆，就會(huì)使表層由于應(yīng)力逆轉(zhuǎn)而破裂。根據(jù)以上原理分析，當(dāng)表層形成zui大壓應(yīng)力時(shí)，強(qiáng)烈淬火過(guò)程停頓。隨后在Ms溫度保持等溫冷卻。這樣就會(huì)延遲心部的冷卻，使馬氏體轉(zhuǎn)變變慢，在表層形成高的壓應(yīng)力。當(dāng)表面硬化層達(dá)到一個(gè)優(yōu)化厚度，并在表層達(dá)到zui大應(yīng)力值時(shí)，就完成強(qiáng)烈淬火的全部過(guò)程，從而使工作開裂減小到zui低程度。
使用NBJX系列電腦金相分析儀，可快速檢測(cè)出各材料的組織結(jié)構(gòu)，詳見(jiàn)
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2014年4月2日
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