齿轮加工热处理分析

齿轮加工热处理

讨论热处理过程中内应力，要先从简单的零件含碳量内外均匀相同情况下非渗碳淬火件的常规整体淬火时的零件内应力状况说起，零件在加热和保温阶段产生热应力，奥氏体化阶段由于奥氏体塑性好，珠光体与奥氏体的体积差较小，产生的组织应力也不大。零件在进行冷却淬火时会产生两种不同的内应力:热应力和相变应力。花开两朵，各表一枝，先谈热应力，表层与心部只是一种相对简化的表述方式，工件在加热和冷却过程中的真实状况远比这个简单描述复杂得多，实际上由表及里是连续性的物体空间，表层与心部并没有明确的分界。在热应力的作用下冷却淬火时终使工件表层呈压应力状态，而心部呈拉应力状态。在冷却开始的时候表层是正的拉应力，心部是负的压应力，图2为圆柱纯铁试样快冷过程中热应力变化示意图，图2(a)示表层与心部温差max在W点出现，心部冷却开始快于表面冷却，表面拉应力开始下降，心部压应力开始上升，在某一时刻U点，表里热应力相交居于0值即此时此刻热:应力为零，随后由于心部冷却速度继续快于表面，热应力方向出现反向，表面负的压应力，心部呈现正的拉应力，到某一时刻V点及以后工件温度很低，钢的屈服强度升高，热应力不再引|起塑性变形，这样应力分布就保留下来，成为残留应力使得工件发生热处理变形甚至开裂。图2(b)曲线1是试样完全弹性状态下表层应力变化示意图，曲线2是表实际应力变化示意图，曲线3是心部实际应力变化示意图。图2(c)、2(d)、2(e)图分别表示W、U、V点时刻表面与中心的应力状态。