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螺旋叶片残存热应力原因

   生产加工螺旋叶片过程中,存在基本的热处理工艺,从而获得所需硬度,达到不易变形的目的,同时也提高了表面光洁度。但是如果工艺处理 不当则会造成残存应力的存在,极大的降低了整个工件质量,所以要想做到万无一失,要先了解诱因是什么。
  螺旋叶片在加热和冷却过程中,由于表层和心部的冷却速度和时间的不一致,形成温差,就会导致体积膨胀和收缩不均而产生应力,即热应力。在热应力的作用下,由于表层开始温度低于心部,收缩也大于心部而使心部受拉,当冷却结束时,由于心部最后冷却体积收缩不能自由进行而使表层受压心部受拉。即在热应力的作用下最终使工件表层受压而心部受拉。这种现象受到冷却速度,螺旋叶片材料成分和热处理工艺等因素的影响。
螺旋叶片
  当冷却速度愈快,含碳量和合金成分愈高,冷却过程中在热应力作用下产生的螺旋叶片不均匀塑性变形愈大,从而形成的残余应力就愈大。另一方面螺旋叶片在热处理过程中由于组织的变化即奥氏体向马氏体转变时,因比容的增大会伴随工件体积的膨胀,工件各部位先后相变,造成体积长大不一致而产生组织应力,恰好与热应力相反。
  为了避免以热应力为主要成份的残余拉应力作用下裂纹产生,往往使用水--油双液淬火工艺。在此工艺中实施高温段内的快速冷却,目的仅仅在于确保外层金属得到马氏体组织,而从内应力的角度来看,这时快冷有害无益。其次,冷却后期缓冷的目的,主要不是为了降低螺旋叶片马氏体相变的膨胀速度和组织应力值,而在于尽量减小截面温差和截面中心部位金属的收缩速度,从而达到减小应力值和最终抑制淬裂的目的。
  由于残存的热应力是由于螺旋叶片受热不均匀存在的温度差异而导致的,进而会因为变形等问题的发生,所以要想避免这类故障,要先了解诱因是什么,然后逐一用正确方法解决。
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