锻钢件加工后变形原因
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铸件变形原因铸件变形是指在铸造过程中,铸件的形状或尺寸发生了不可忽视的改变。
铸件变形的原因有很多,下面将从材料、工艺和设备三个方面进行分析。
一、材料因素1. 热膨胀:在铸造过程中,金属材料受热后会发生热膨胀,这会导致铸件的尺寸变化。
不同金属的热膨胀系数不同,因此铸件的变形程度也会有所差异。
2. 相变:某些金属在特定温度下会发生相变,如铸铁在770℃时发生奥氏体相变。
相变过程会引起铸件的体积变化,从而导致变形。
3. 冷却收缩:铸件在冷却过程中会发生收缩,收缩的方向和程度取决于材料的特性。
如果冷却收缩不均匀,就会导致铸件变形。
二、工艺因素1. 浇注温度不当:浇注温度过高或过低都会影响铸件的形状稳定性。
温度过高会使铸件内部产生太多的气泡和孔洞,温度过低则容易引起凝固不均匀,导致内部应力增大。
2. 浇注速度不均匀:浇注速度过快或过慢都会导致铸件形状变形。
浇注速度过快会使金属填充不均匀,产生冷隔,造成变形;浇注速度过慢则易引起金属的凝固不均匀,同样会导致变形。
3. 浇注压力不均匀:浇注时,金属液的流动受到浇注压力的影响。
如果浇注压力不均匀,就会导致铸件内部的应力分布不均匀,进而引起变形。
三、设备因素1. 铸型设计不合理:铸型的设计直接影响铸件的形状。
如果铸型的结构不合理,如缺乏支撑或壁厚不均匀等,就会导致铸件变形。
2. 冷却条件不当:冷却条件对铸件的形状稳定性有很大影响。
如果冷却不均匀或冷却速度过快,就会导致铸件内部产生应力,引起变形。
3. 设备磨损:铸造设备的磨损也会导致铸件变形。
例如,模具的磨损会使铸件的尺寸不稳定,导致变形。
总结起来,铸件变形的原因包括材料因素、工艺因素和设备因素。
要减少铸件变形,需要在铸造过程中合理选择材料、优化工艺参数,并确保设备的正常运行和维护。
只有综合考虑这些因素,才能得到尺寸稳定、形状精确的铸件。
铸件变形原因
铸件变形是指在铸造过程中,铸件形状、尺寸或内部结构发生不正常的改变。
这些变形可能是由于多种因素导致的,以下是一些可能导致铸件变形的常见原因:
冷却不均匀:在铸造过程中,如果冷却速度不均匀,会导致铸件的不同部分在冷却过程中收缩不一致,从而引起形状变形。
这种不均匀冷却可能由于铸型结构不合理、冷却介质不均匀等原因引起。
浇注系统设计不良:如果浇注系统的设计不合理,可能导致金属液体在注入铸型时造成不均匀的应力和流动,从而引起铸件变形。
金属液体温度过高: 过高的金属液体温度会导致浇注后的冷却过程中收缩过大,可能引起铸件的塌陷、缩孔等问题,从而导致形状变形。
合金成分不均匀:如果合金成分不均匀,导致铸件内部组织不一致,可能引起收缩不一致,从而导致形状变形。
浇注速度过快: 过快的浇注速度可能引起金属液体的湍流流动,造成局部过热和过冷,从而引起铸件的变形。
浇注温度控制不当: 控制浇注温度是确保良好铸造质量的关键因素。
不适当的浇注温度可能导致铸件收缩过大或过小,引起变形。
铸型和芯型的变形: 铸型和芯型在使用过程中也可能发生变形,特别是在高温环境下,这可能对最终铸件的形状产生影响。
固态变形:在铸件凝固后,如果冷却速度过快或过慢,可能导致固态变形,影响最终形状。
为了避免铸件变形,需要在整个铸造过程中进行合理的工艺设计、严格的操作控制以及质量监测。
合理的铸造工艺和材料选择也是减少变形的关键。
1. 变形的原因钢的变形主要原因是钢中存在内应力或者外部施加的应力。
内应力是因温度分布不均匀或者相变所致,残余应力也是原因之一。
外应力引起的变形主要是由于工件自重而造成的“塌陷”,在特殊情况下也应考虑碰撞被加热的工件,或者夹持工具夹持所引起的凹陷等。
变形包括弹性变形和塑性变形两种。
尺寸变化主要是基于组织转变,故表现出同样的膨胀和收缩,但当工件上有孔穴或者复杂形状工件,则将导致附加的变形。
如果淬火形成大量马氏体则发生膨胀,如果产生大量残余奥氏体则相应的要收缩。
此外,回火时一般发生收缩,而出现二次硬化现象的合金钢则发生膨胀,如果进行深冷处理,则由于残余奥氏体的马氏体化而进一步膨胀,这些组织的比容都随着含碳量的增加而增大,故含碳量增加也使尺寸变化量增大。
2. 淬火变形的主要发生时段1)加热过程:工件在加热过程中,由于内应力逐渐释放而产生变形。
2)保温过程:以自重塌陷变形为主,即塌陷弯曲。
3)冷却过程:由于不均匀冷却和组织转变而至变形。
3. 加热与变形当加热大型工件时,存在残余应力或者加热不均匀,均可产生变形。
残余应力主要来源于加工过程。
当存在这些应力时,由于随着温度的升高,钢的屈服强度逐渐下降,即使加热很均匀,很轻微的应力也会导致变形。
一般,工件的外缘部位残余应力较高,当温度的上升从外部开始进行时,外缘部位变形较大,残余应力引起的变形包括弹性变形和塑性变形两种。
加热时产生的热应力和想变应力都是导致变形的原因。
加热速度越快、工件尺寸越大、截面变化越大,则加热变形越大。
热应力取决于温度的不均匀分布程度和温度梯度,它们都是导致热膨胀发生差异的原因。
如果热应力高于材料的高温屈服点,则引起塑性变形,这种塑性变形就表现为“变形”。
相变应力主要源于相变的不等时性,即材料一部分发生相变,而其它部分还未发生相变时产生的。
加热时材料的组织转变成奥氏体发生体积收缩时可出现塑性变形。
如果材料的各部分同时发生相同的组织转变,则不产生应力。
在机械加工中,很容易因为一些误操作而造成工件变形的问题,这些问题对于操作人员来说,解决起来有一定的难度,首先要确定产生变形的具体原因,然后才能采取应对的措施来解决相关问题。
那么,工件出现变形主要是由于哪些因素造成的呢?下面我们就来具体介绍一下。
1、工件的材质和结构工件的变形量的大小会与形状复杂程度、长宽比和壁厚大小形成正比,同时,也与材质的刚性和稳定性成正比。
所以在进行设计的时候要注意减少这些因素对工件的影响。
特别是大型的零件结构,需要做到结构合理,除此之外也需要对毛坯硬度、疏松等问题严格控制,减少工件变形。
2、工件装夹工件装夹很容易造成工件变形,为了避免这种变形的出现,需要选择正确的夹紧点,然后根据夹紧点的位置选择适当的夹紧力。
所以尽量保持让工件的夹紧点和支撑点一致,让夹紧力在支撑上作用,这样夹紧点可以更靠近加工面,这样才不容易引起由于夹紧造成的变形。
当工件上有几个方向的夹紧力作用时,要考虑夹紧力的先后顺序,对于使工件与支撑接触夹紧力应先作用,且不易太大,对于平衡切削力的主要夹紧力,应作用在最后。
除了完成上面的步骤外,还要增大工件与夹具的接触面积或采用轴向夹紧力。
增加零件的刚性,这是解决夹紧变形最有效的方法。
增大工件与夹具的接触面积,对于降低工件件装夹时的变形有很大帮助。
3、工件加工在切削过程中工件会受到切削力的作用,出现让刀现象。
这是一种向着受力方向的弹性形变。
应对此类变形,可以在刀具上进行改善,精加工时要求刀具锋利,这样可以减少刀具与工件摩擦的阻力,还能提高刀具切削工件时的散热能力,减少工件上的残余内应力。
加工后,零件本身存在着相对平衡的状态的内应力,虽然此时的零件外形相对稳定,但是当去除一些材料和热处理后,内应力就会出现变化,这时工件需要重新达到力的平衡。
对于这种现状要进行改善,可以通过热处理的方式来解决,把需要校直的工件叠成一定高度,采用一定工装压紧成平直状态,然后把工装和工件一起放入加热炉中,根据零件材料的不同,选择不同的加热温度和加热时间。
铸件加工后的变形原因
铸件加工后出现变形的原因可能有多种,以下是一些可能的原因:
1. 冷却不均匀,在铸件加工过程中,如果冷却不均匀,不同部位的温度会有差异,导致材料的收缩程度不一致,从而引起变形。
2. 内部应力,在铸件加工过程中,如果材料内部存在应力,加工后可能会导致变形。
这种应力可能是由于材料的组织结构不均匀或者冷却过程中产生的。
3. 设计不当,铸件的设计如果不合理,例如壁厚不均匀、结构不稳定等,加工后可能会出现变形。
4. 加工工艺不当,如果加工过程中的温度、压力、速度等参数控制不当,也会导致铸件加工后出现变形。
5. 材料选择不当,选择的材料性能不符合要求,或者材料质量不稳定,也会导致铸件加工后出现变形。
6. 模具问题,模具的设计和制造质量不良,或者使用过程中出现损坏,都可能导致铸件加工后出现变形。
7. 外部环境因素,外部环境因素,如温度变化、湿度变化等,也可能对铸件加工后的变形产生影响。
综上所述,铸件加工后出现变形可能是由于材料本身、加工工艺、设计、模具以及外部环境等多种因素共同作用的结果。
因此,在加工铸件时,需要综合考虑以上因素,采取合理的措施来预防和解决铸件变形问题。
冲压件和锻造件热处理变形的原因和解决方法如下:
•原因。
在热处理过程中,由于加热和冷却速度不当、加热温度不均匀、材料内部应力分布不均等因素,导致冲压件和锻造件
发生变形。
•解决方法。
合理选材,选择微变形模具钢;模具结构设计要合理,厚薄不要太悬殊,形状要对称;精密复杂模具要进行预先
热处理,消除机械加工过程中产生的残余应力;合理选择加热
温度,控制加热速度,采取缓慢加热、预热和其他均衡加热的
方法来减少模具热处理变形;在保证模具硬度的前提下,尽量
采用预冷、分级冷却淬火或温淬火工艺;在条件许可的情况下,
尽量采用真空加热淬火和淬火后的深冷处理;采用预先热处理、时效热处理、调质氮化热处理来控制模具的精度;修补模具砂
眼、气孔、磨损等缺陷时,选用冷焊机等热影响小的修复设备
以避免修补过程中变形的产生。
此外,还可以通过堵孔、绑孔、机械固定、选择正确的冷却方向等方法来减少精密复杂模具的变形。
引发锻件缺陷的主要原因一、备料不当产生的缺陷及其对锻件的影响备料不当产生的缺陷有以下几种:1.切斜切斜是在锯床或冲床上下料时,由于未将棒料压紧,致使坯料端面相对于纵轴线的倾斜量超过了规定的许可值。
严重的切斜,可能在锻造过程中形成折叠。
2.坯料端部弯曲并带毛刺在剪断机或冲床上下料时,由于剪刀片或切断模刃口之间的间隙过大或由于刃口不锐利,使坯料在被切断之前已有弯曲,结果部分金属被挤人刀片或模具的间隙中,形成端部下垂毛刺。
有毛刺的坯料,加热时易引起局部过热、过烧,锻造时易产生折叠和开裂。
3.坯料端面凹陷在剪床上下料时,由于剪刀片之间的间隙太小,金属断面上、下裂纹不重合,产生二次剪切,结果部分端部金属被拉掉,端面成凹陷状。
这样的坯料锻造时易产生折叠和开裂。
4.端部裂纹在冷态剪切大断面合金钢和高碳钢棒料时,常常在剪切后3~4h发现端部出现裂纹。
主要是由于刀片的单位压力太大,使圆形断面的坯料压扁成椭圆形,这时材料中产生了很大的内应力。
而压扁的端面力求恢复原来的形状,在内应力的作用下则常在切料后的几小时内出现裂纹。
材料硬度过高、硬度不均和材料偏析较严重时也易产生剪切裂纹。
有端部裂纹的坯料,锻造时裂纹将进一步扩展。
5.气割裂纹气割裂纹一般位于坯料端部,是由于气割前原材料没有预热,气割时产生组织应力和热应力引起的。
有气割裂纹的坯料,锻造时裂纹将进一步扩展。
因此锻前应予以预先清除。
6.凸芯开裂车床下料时,在棒料端面的中心部位往往留有凸芯。
锻造过程中,由于凸芯的断面很小,冷却很快,因而其塑性较低,但坯料基体部分断面大,冷却慢,塑性高。
因此,在断面突变交接处成为应力集中的部位,加之两部分塑性差异较大,故在锤击力的作用下,凸芯的周围容易造成开裂。
二、加热工艺不当常产生的缺陷加热不当所产生的缺陷可分为:①由于介质影响使坯料外层组织化学状态变化而引起的缺陷,如氧化、脱碳、增碳和渗硫、渗铜等。
②由内部组织结构的异常变化引起的缺陷,如过热、过烧和未热透等。
锻件的常见缺陷及原因分析(2007/07/05 10:58)锻件的缺陷很多,产生的原因也多种多样,有锻造工艺不良造成的,有原材料的原因,有模具设计不合理所致等等。
尤其是少无切削加工的精密锻件,更是难以做到完全控制。
1.大晶粒大晶粒通常是由于始锻温度过高和变形程度不足、或终锻温度过高、或变形程度落人临界变形区引起的。
铝合金变形程度过大,形成织构;高温合金变形温度过低,形成混合变形组织时也可能引起粗大晶粒,晶粒粗大将使锻件的塑性和韧性降低,疲劳性能明显下降。
2.晶粒不均匀晶粒不均匀是指锻件某些部位的晶粒特别粗大,某些部位却较小。
产生晶粒不均匀的主要原因是坯料各处的变形不均匀使晶粒破碎程度不一,或局部区域的变形程度落人临界变形区,或高温合金局部加工硬化,或淬火加热时局部晶粒粗大。
耐热钢及高温合金对晶粒不均匀特别敏感。
晶粒不均匀将使锻件的持久性能、疲劳性能明显下降。
3.冷硬现象变形时由于温度偏低或变形速度太快,以及锻后冷却过快,均可能使再结晶引起的软化跟不上变形引起的强化(硬化),从而使热锻后锻件内部仍部分保留冷变形组织。
这种组织的存在提高了锻件的强度和硬度,但降低了塑性和韧性。
严重的冷硬现象可能引起锻裂。
4.裂纹裂纹通常是锻造时存在较大的拉应力、切应力或附加拉应力引起的。
裂纹发生的部位通常是在坯料应力最大、厚度最薄的部位。
如果坯料表面和内部有微裂纹、或坯料内存在组织缺陷,或热加工温度不当使材料塑性降低,或变形速度过快、变形程度过大,超过材料允许的塑性指针等,则在镦粗、拔长、冲孔、扩孔、弯曲和挤压等工序中都可能产生裂纹。
5.龟裂龟裂是在锻件表面呈现较浅的龟状裂纹。
在锻件成形中受拉应力的表面(例如,未充满的凸出部分或受弯曲的部分)最容易产生这种缺陷。
引起龟裂的内因可能是多方面的:①原材料合Cu、Sn等易熔元素过多。
②高温长时间加热时,钢料表面有铜析出、表面晶粒粗大、脱碳、或经过多次加热的表面。
③燃料含硫量过高,有硫渗人钢料表面。
浅析工件加工后变形的原因及预防措施摘要:随着现代化工业技术的提高,产生对高精度的工件需求逐渐增加。
在生产工作活动中,经常遇到工件经过加工后产生一定的形变,导致不能很好匹配预先设计的配对零件。
从而产生一定程度的生产加工成本浪费,甚至引发一系列工程故障和事故。
然而,如何提高工件的加工精度和减少误差,是提高工件质量的重要保证。
关键词:工件变形质量在工件生产中,往往会发生许多不可预期的因素导致工件变形。
由于这些因素的普遍存在,避免工件变形现象的具有一定的实施难度。
该文就一些典型的工作和具体的工件变形类型进行分析,通过加强加工中的操作过程的规范,提高员工对工件变形防范的意识,从而实现工件误差的减少,保证工件的加工质量。
1 工件变形的原因1.1 切削力和切削热带来的影响在工件生产和加工中,对其进行薄壁等径向切削的环节是必不可少的。
当切削过程中,工件形状过长,切削处于受力点存在一定距离,容易产生一定程度的工件振动和变形。
同时,在对工件的薄壁加工中,会导致工件发热,产生形变,影响车床对工件精度和硬度的控制,导致工件部分位置的表面粗糙度有所增加。
另外,在对一些膨胀系数较大的工件加工中,出现的热切削会更加显著地影响着工件的切削精度,问题严重时还会出现工件卡死现象,从而导致工件加工的失败。
1.2 加工应力不平衡工件在加工中,需要通过一些特点的设备对其固定性进行加固,方便加工工作的进行。
但是对于工件加工中,加工夹紧应力处理不够科学的情况下,将会出现另一种影响工件公差的重要因素。
如在对半圆铸件等工件的加工成,由于加工前后所受到的应力大小和受力点分布的不同,产生对工件内外表层的应力和拉应力之间的不相协调。
再到工件进入合缸阶段后,内层表面的应力大大减弱甚至消失,产生的外表面应力远远大于内层应力,最终导致工件内部产生出一定的变形来平衡内外应力的差距。
因此在加工中,内外加工应力的不均等因素将会给工件变形带来一定的影响。
1.3 工件夹紧力度的影响夹紧操作在工件加工中是必不可少的环节。
绪论国家的装备制造能力的整体能力和发展水平决定着国家的经济实力、国防实力、综合国力和全球经济形势的竞争力与合作能力,决定着国家实现现代化和民族复兴的过程。
制造业是国民经济建设的基础,锻造在现代制造业中占有举足轻重的地位。
锻造在机床、重型机械、矿山机械、石油机械、水电设备、汽车、航空航天、核能及军工产品中占有比较大的比重。
由于锻压生产具有生产效率高、材料利用率和改善制件的内部组织及机械性能等显著特点,因此采用锻压生产零件的制造方法在各行各业中所占的比例很大。
随着精密成型、少无切削技术的发展,降低生产成本、减少产品质量、提高产品性能和质量要求的不断提高,锻压生产在工业、国防、航空航天以及其他各种装备制造业中的作用会越来越大。
锻件缺陷的主要特征及产生的原因制造业是国民经济建设的基础,锻造在现代制造业中占有举足轻重的地位。
锻造在机床、重型机械、矿山机械、石油机械、水电设备、汽车、航空、核能及军工产品中占有比较大的比重。
国家的装备制造能力的整体能力和发展水平决定着国家的经济实力、国防实力、综合国力和全球经济形势的竞争力与合作能力,决定着国家实现现代化和民族复兴的过程。
由于锻压生产具有生产效率高、材料利用率和改善制件的内部组织及机械性能等显著特点,因此采用锻压生产零件的制造方法在各行各业中所占的比例很大。
随着精密成型、少无切削技术的发展,降低生产成本、减少产品质量、提高产品性能和质量要求的不断提高,锻压生产在工业、国防、航空航天以及其他各种装备制造业中的作用会越来越大。
一锻造概述锻造利用冲击力或静压力使加热后的坯料在锻压设备上、下砧之间产生塑性变形,以获得所需尺寸、形状和质量的锻件加工方法称为锻造。
常用的锻造方法为自由锻、模锻及胎模锻。
自由锻利用冲击力或静压力使经过加热的金属在锻压设备的上、下砧间向四周自由流动产生塑性变形,获得所需锻件的加工方法称为自由锻。
自由锻分为手工锻造和机器锻造两种。
手工锻造只能生产小型锻件,机器锻造是自由锻锻造特点自由锻造所用工具和设备简单,通用性好,成本低。
锻件中的常见缺陷及产生的原因锻件中的常见缺陷及产生的原因:锻件中的缺陷主要来源于两个方面:一种是由铸锭中缺陷引起的缺陷;另一种是锻造过程及热处理中产生的缺陷。
锻件中常见的缺陷类型有:1.1.1缩孔;1.1.2缩松;1.1.3夹杂物;1.1.4裂纹;1.1.5折叠;1.1.6白点。
锻件中常见缺陷产生的原因及常出现的部位:1.2.1缩孔:它是铸锭冷却收缩时在头部形成的缺陷,锻造时因切头量不足而残留下来,多见于轴类锻件的头部, 具有较大的体积,并位于横截面中心, 在轴向具有较大的延伸长度。
1.2.2缩松:它是在铸造凝固收缩时形成的孔隙和孔穴, 在锻造过程中因变形量不足而未被消除, 缩松缺陷多出现在大型锻件中。
1.2.3夹杂物: 根据其来源或性质夹杂物又可分为: 内在非金属夹杂物、外来非金属夹杂物、金属夹杂物。
内在非金属夹杂物是铸锭中包含的脱氧剂、金属元素等与气体的反产物,尺寸较小,常被熔液漂浮,挤至最后凝固的铸锭中心及头部。
外来非金属夹杂物是冶炼、浇注过程中混入的耐火材料或杂质,故常混杂于铸锭下部,偶然落入的非金属夹杂则无确定位置。
金属夹杂物是冶炼时加入合金较多且尺寸较大,或者浇注时飞溅小粒或异种金属落入后又未被全部熔化而形成的缺陷。
1.2.4裂纹:锻件中裂纹形成的原因很多,按形成的原因,裂纹的种类可大致分为以下几种:1.2.4.1因冶炼缺陷(如缩孔残余)在锻造时扩大形成的裂纹。
1.2.4.2锻件工艺不当(如加热、加热速度过快、变行不均匀、变行过大、冷却速度过快等)而形成的裂纹。
11.2.4.3热处理过程中形成的裂纹:如淬火时加热温度较高,使锻件组织粗大淬火时可能产生裂纹;冷却不当引起的开裂,回火不及时或不当,由锻件内部残余力引起的裂纹。
1.2.5折叠:热金属的凸出部位被压折并嵌入锻件表面形成的缺陷,多发生在锻件的内圆角和尖角处。
折叠表面是氧化层,能使该部位的金属无法连接。
1.2.6白点:锻件中由于氢的存在所产生的小裂纹称为白点。
第17章锻造成形过程中的缺陷及产生原因第17章锻造成形过程中的缺陷及其防止方法§17.1 钢锭和钢材中的缺陷及其防止方法一、钢锭的缺陷钢锭有下列主要的缺陷:(1)缩孔和疏松钢锭中缩孔和疏松是不可避免的缺陷,但它们出现的部位可以控制。
钢锭中顶端的保温冒口,造成钢液缓慢冷却和最后凝固的条件,一方面使锭身可以得到冒口中钢液的补缩,另一方面使缩孔和疏松集中于此处,以便锻造时切除。
(2)偏析钢锭中各部分化学成分的不均匀性称为偏析。
偏析分为枝晶偏析和区域偏析两种,前者可以通过锻造以及锻后热处理得到消除,后者只能通过锻造来减轻其影响,使杂质分散,使显微孔隙和疏松焊和。
(3)夹杂不溶于金属基体的非金属化合物称为夹杂。
常见的夹杂如硫化物、氧化物、硅酸盐等。
夹杂使钢锭锻造性能变化,例如当晶界处低熔点夹杂过多时,钢锭锻造时会因热脆而锻裂。
夹杂无法消除,但可以通过适当的锻造工艺加以破碎,或使密集的夹杂分散,可以在一定程度上改善夹杂对锻件质量的影响。
(4)气体钢液中溶解有大量气体,但在凝固过程中不可能完全析出,以不同形式残存在钢锭内部。
例如氧与氮以氧化物、氮化物存在,成为钢锭中夹杂。
氢是钢中危害最大的气体,它会引起“氢脆”,使钢的塑性显著下降;或在大型锻件中造成“白点”,使锻件报废。
(5)穿晶当钢液浇注温度较高,钢锭冷却速度较大时,钢锭中柱状晶会得到充分的发展,在某些情况下甚至整个截面都形成柱状晶粒,这种组织称为穿晶。
在柱状晶交界处(如方钢锭横截面对角线上),常聚集有易熔夹杂,形成“弱面”,锻造时易于沿这些面破裂。
在高合金钢锭中容易遇到这种缺陷。
(6)裂纹由于浇注工艺或钢锭模具设计不当,钢锭表面会产生裂纹。
锻造前应将裂纹消除,否则锻造时由于裂纹的发展导致锻件报废。
(7)溅疤当钢锭用上注法浇注时,钢液冲击钢锭模底而飞溅到钢锭模壁上,这些附着的溅沫最后不能和钢锭凝固成一体,便成溅疤。
溅疤锻造前必须铲除,否则会形成表面夹层。
钢件热处理变形的原因总结
引起热处理变形的因素颇多,总括起来,基本上有三点:
1、固态相变时,各相质量体积的变化必然引起体积的变化,造成零件的胀与缩的尺寸变化;
2、热应力,包括急热热应力和急冷热应力,当它们超过零件在该温度下所具有的屈服极限时,将使零件产生塑性变形,造成零件的形状变化,即歪扭,或称为畸变;
3、组织应力也会引起形状的改变,即畸变。
一般说,淬火工件的变形总是由于以上的两种或三种因素综合作用的结果,但究竟哪一个因素对变形的影响较大,则需要具体情况作具体的分析。
总的来说,体积变化是由相变时比容的改变而引起的。
马氏体的质量体积比钢的其他组成相的质量体积要大,热处理时钢由其他组成相转化为马氏体时,必然引起体积的增加。
而奥氏体的质量体积要比钢的其他组织质量体积要小,在热处理时由其他组成相转变为奥氏体时,则引起体积的减小。
关于形状的变化,歪扭或称为畸变,主要是由于内应力或者外加应力作用的结果。
在加热、冷却过程中,因工件各个部位的温度有差别,相变在时间上有先后,有时发生的组织转变也不一致,而造成内应力。
这种内应力一旦超过了该温度下材料的屈服极限,就产生塑性变形,引起形状的改变。
此外工件内的冷加工残余应力在加热过程中的松弛,以及由于加热时受到较大的外加应力也会引起形状的变化。
在热处理时可能引起体积变化和形状变化的原因见下表。
表中“体积变化原因”一栏未列入钢因热胀冷缩现象而产生的体积变化,钢由淬火加热温度到零下温度进行冷处理,均随温度的变化而有相应的体积变化,因热胀冷缩而引起的体积变化不均匀乃是热应力产生的原因,而且对变形有相当的影响。
热处理可能引起体积变化和形状变化的原因。
铸件变形原因
铸件变形是指在铸造过程中,铸件的形状和尺寸与设计要求不符的现象。
这种变形可能会导致铸件无法满足其预期的功能和使用要求,从而影响整个产品的质量和性能。
铸件变形的原因是多种多样的,下面将从材料选择、熔炼和浇注、冷却和固化等方面进行分析。
材料选择是铸件变形的一个重要原因。
不同材料的热胀冷缩系数不同,热胀冷缩系数大的材料在冷却过程中会产生较大的体积变化,从而导致铸件变形。
此外,材料的热导率也会影响铸件的冷却速度,不同部位的冷却速度不一致也会引起变形。
熔炼和浇注过程中的温度控制不当也是铸件变形的一个重要原因。
如果熔炼温度过高或浇注温度不均匀,会导致铸件内部温度不均匀,从而引起局部热胀冷缩变形。
此外,浇注速度过快或浇注压力过大也会引起铸件变形。
冷却和固化过程中的温度梯度不均匀也是铸件变形的一个重要原因。
如果铸件的冷却速度不均匀,不同部位的冷却收缩量也会不一致,从而引起铸件变形。
此外,如果铸件内部存在应力集中的缺陷,也会导致铸件变形。
模具设计和制造过程中的误差也会导致铸件变形。
如果模具的尺寸精度不高或者模具的结构不合理,会导致铸件在冷却和固化过程中
受到不均匀的应力作用,从而引起铸件变形。
铸件变形是由多种因素共同作用引起的。
为了减少铸件变形,需要在材料选择、熔炼和浇注、冷却和固化、模具设计和制造等方面进行合理控制和优化。
只有这样,才能保证铸件的形状和尺寸与设计要求相符,从而提高产品的质量和性能。
锻钢件加工后变形原因
锻钢件加工后变形的原因可能有以下几个方面:
1. 冷却不均匀:在锻钢件的加工过程中,冷却速度不均匀可能导致变形。
如果一部分锻钢件因为形状复杂或者厚度较大,在冷却过程中冷却速度相对较慢,而其他部分冷却速度较快,就会引起不均匀的收缩,从而导致变形。
2. 内应力:锻钢过程中,锻造过程中材料会受到大量的压力和应力。
如果这些应力没有得到充分释放或者锻钢件没有经过适当的热处理来降低应力,就会导致内应力积累,从而引起变形。
3. 锻造温度过高:如果锻钢件在过高的温度条件下进行加工,材料会变得容易塑性变形,容易导致变形。
4. 材料变质:锻钢件的材料如果质量不好或者存在杂质,可能会导致加工后的变形。
5. 设计不合理:如果锻钢件的设计不合理,如壁厚过薄,结构不均匀等,也可能会引起变形。
这些原因的影响是综合性的,通常锻钢件加工过程中需要注意控制加工条件、合理冷却,进行适当的热处理以减少应力,并注意材料质量和设计等因素,以减少变形的发生。