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精密管技术

优质的40cr精密钢管内应力

  • 作者:精密钢管
  • 发布时间:2021-08-20
  • 点击:6745

优质的40cr精密钢管硬化内应力主要包括两个方面:一是淬火温度梯度存在时,会产生一部份内应力(称为热应力);二是密度较高的奥氏体组织转变为密度较低的马氏体组织。优质的40cr精密钢管的其它相变(铁素体相变、珠光体相变和贝氏体相变)也发生了体积变化,但奥氏体转变为马氏体的体积变化最大。

认为马氏体转变是引起优质的40cr精密钢管淬火变形和裂纹的主要原因。40cr精密管零件热处理后的残余应力可单独由温度梯度引起,也可由温度梯度和组织转变(相变)引起。通过奥氏体化淬火至室温时,由于温度梯度和相变引起的体积膨胀,在优质的40cr精密钢管中产生残余应力分布。

优质的40cr精密钢管

热收缩是因为优质的40cr精密钢管表面和内部冷却速度的不同而引起的不均匀热(或淬火)应力。体积膨胀在奥氏体转化为马氏体或其它相变产物时产生残余相变应力。(1)优质的40cr精密钢管热缩冷却过程中热应力σth与相应构件温度梯度之间的关系,由以下式给出:σth=EΔTα:材料的弹性模量,α是材料的线胀系数。

显然,40cr精密光亮钢管材料的弹性模量和线胀系数越大,材料热应力越大,温度梯度也与热导率有关。所以,在好的导热材料(如铜铝)中,无法获得较大的温度梯度,而在优质的40cr精密钢管和钛合金中也是可能的。另外一项与热传导有关的术语叫做热扩散率(Dth),有时也用在温度梯度上。

这可以定义为,d=k/r,k是热导,ρ是密度,c是比热容。显然,较低的Dth(或k)会促进较大的温度梯度或热收缩。需要强调的是,对于大尺寸优质的40cr精密钢管,较高的加热速度或较大冷却速度的淬火冷却介质也会增加温度梯度,导致大量的热收缩。(2)残余应力分布热收缩产生的残余应力分布是淬火时优质的40cr精密钢管未发生固相变,从而引起体积变化。

优质的40cr精密钢管

A1温度下回火冷却时,优质的40cr精密钢管出现这种现象同样存在。冷却开始后,表面温度S比中心温度C大得多。当时间为w时,山东40cr精密钢管表面温度差为550℃(1020°F),由于线性收缩为0·6%,此时若不产生应力松弛,表面温度应力应为1200MPa(80t/in2)。如果是这样的情况,在上面的时间w相应的时候,40cr光亮精密钢管的表面拉应力达到了a,而此时芯部出现收缩,产生了最大压应力b。

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