大型零件热处理变形研究

吕 扬

(中国一重铸锻钢事业部热处理厂，黑龙江161042)

1 大型零件热处理变形的原因

1.1 加热

大型零件加热时，有残余应力存在，加热不均匀者，在加热过程中会发生变形。残余应力主要是由机械加工引起的。如存在这样的应力，即使加热均匀，钢件的屈服点也会随着温度上升而下降。因此只要有残余应力存在，加热时就会导致零件变形。

一般零件外表面的残余应力较大，因此，从零件外部进行加热时，往往在零件外表面出现变形。由残余应力引起的变形，包括弹性变形和塑性变形。通常加热的时候发生热应力和相变应力，这就成为变形的原因。加热速度越快，零件越大或零件截面变化越大，加热变形就越大。热应力是由温度分布不均和温度梯度等引起的，它起因于热膨胀不同。对塑性变形的影响与其说是材料的高温屈服点，倒不如说是热应力，热应力越高，越易引起塑性变形，并以变形的形式表现出来。

1.2 冷却不均匀

冷却不均匀，则发生热应力，这是变形的原因。即使冷却已经充分均匀，零件的外表面与心部也存在着冷却速度的差异，因此无论如何也防止不了热应力的产生，这是引起变形的原因。在淬透的情况下，在变形上又叠加相变应力(由马氏体引起的膨胀相变)，所以使变形复杂起来。若再加上组织不均匀，或有脱碳，则相变的发生温度就更不同，甚至连相变膨胀量也不同，因此相变应力被复杂化了，所以变形也成为难以预测的了。……