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熱処理応力とその影響熱処理殘力とはワークに最終的に殘った応力がワークの形狀、寸法、性能に極めて重要な影響を與えます。それが材料の屈服強(qiáng)度を超える時(shí)、ワークの変形を引き起こして、材料の強(qiáng)度の限界を超える時(shí)、ワークにひび割れを生じさせて、これはその有害な面で、減らすべきです。しかし一つの條件の下で応力の分布を制御して、部品の機(jī)械の性能と使用壽命を高めることができて、有害が有利になります。熱理の過程で鋼の応力分布と変化の法則を分析し、合理的に分布させて製品の品質(zhì)を高めることに意義があります。例えば、表層殘圧応力の合理的分布が部品の使用壽命に與える影響については、広く問題視されています。
ワークは加熱と冷卻の過程で、表層と心部の冷卻速度と時(shí)間が一致しないため、溫度差が生じ、體積の膨張と収縮のムラに応力、すなわち熱応力が生じます。熱応力の作用により、表層溫度が心部より低くなり始めるため、収縮も心部より大きくなります。x2+です……+xn=2 c(公式1)引いて、冷卻が終わる時(shí)、心部最後冷卻體積収縮が自由にできないので表層が圧されて心部が引きます。つまり熱応力の作用の下で最終的にワークの表層を圧迫して心部を引きます。この現(xiàn)象は冷卻速度、材料成分と熱処理プロセスなどの要因の影響を受けます。
冷卻速度が速くなればなるほど、炭素含有量と合金成分が高くなり、冷卻過程で熱応力作用による不均一塑性変形が大きくなればなるほど、最終的に形成される殘余応力が大きくなります。一方、鋼は熱処理の過程の中で組織の変化のためオーステネスからマルステネスに変化する時(shí)に比容の増大に伴ってワークの體積の膨脹、ワークの各部位が前後して、體積が大きくなって一致しなくて組織の応力が発生します。組織の応力変化の結(jié)果、表層に引張応力、中心部に熱応力とは逆の引張応力がかかります。組織の応力の大きさはマルテンサイト相転移領(lǐng)域のワークの冷卻速度、形狀、材料の化學(xué)成分などの要因に関系します。
実際に証明されているように、任意のワークは、熱応力と組織応力の相転移が発生します。ただ応力は組織の変化の前に発生しています。組織の応力は組織の変化の過程で発生します。全體の冷卻過程の中で、熱応力と組織の応力の総合作用の結(jié)果、ワークの中に実際に存在する応力です。
この2つの応力は複合的に作用し、成分、形狀、熱処理工程など多くの要素の影響を受けます。その発展の過程はただ2種類のタイプ、すなわち熱応力と組織応力、作用の方向が反対の時(shí)両者は相殺して、作用の方向が同じで両者は互いに重なります。お互いに相殺しても、重ねても、2つの応力はどちらかが主導(dǎo)的な要素であるべきです。熱応力が主導(dǎo)的な作用の結(jié)果、ワークの中心部が引っ張られ、表面が圧力を受けます。組織応力が支配的な時(shí)の作用の結(jié)果、ワークの心部が圧力を受けて表面が引っ張られます。