dc53鋼板淬火變形的研究

DC53鋼板淬火變形的研究

工件在加熱和冷卻過(guò)程中，由于表層和心部的冷卻速度和時(shí)間的不一致，形成溫差，導致體積膨脹和收縮不均而產(chǎn)生熱應力。在熱應力的作用下，由于表層開(kāi)始溫度低于心部，收縮也大于心部，而使心部受壓;當冷卻結束時(shí)，由于心部最后冷卻體積收縮不能自由進(jìn)行而使表層受壓，心部受拉。即在熱應力的作用下最終使工件表層受壓而心部受拉。這種現象受到冷卻速度，材料成分和熱處理工藝等因素的影響。當冷卻速度愈快，含碳量和合金成分愈高，冷卻過(guò)程中在熱應力作用下產(chǎn)生的不均勻塑性變形愈大，最后形成的殘余應力就愈大。另一方面鋼在熱處理過(guò)程中由于組織的變化即奧氏體向馬氏體轉變時(shí)，因比容的增大會(huì )伴隨工件體積的膨脹。工件各部位先后相變，造成體積變化不一致而產(chǎn)生組織應力。組織應力變化的最終結果是表層受拉應力心部受壓應力，恰好與熱應力相反。組織應力的大小與工件在馬氏體相變區的冷卻速度，形狀，材料的化學(xué)成分等因素有關(guān)。熱應力在組織轉變以前就已經(jīng)產(chǎn)生，而組織應力則是在組織轉變過(guò)程中產(chǎn)生的。在整個(gè)冷卻過(guò)程中，熱應力與組織應力綜合作用的結果，就是工件中實(shí)際存在的應力。這兩種應力綜合作用的結果是十分復雜的，受著(zhù)許多因素的影響，如成分、形狀、熱處理工藝等。就其發(fā)展過(guò)程來(lái)說(shuō)只有兩種類(lèi)型，即熱應力和組織應力，作用相反時(shí)二者抵消，作用相同時(shí)二者相互迭加。不管是相互抵消還是相互迭加，兩個(gè)應力應有一個(gè)占主導因素，熱應力占主導地位時(shí)的作用結果是工件心部受拉，表面受壓。組織應力占主導地位時(shí)的作用結果是工件心部受壓表面受拉。在薄板淬火中，鋼板冷卻引起翹曲變形的誘導因素是不均勻冷卻，而影響冷卻均勻性的原因很多，在采用同一種冷卻方式的前提下，諸如鋼板冷卻前的板形和表面質(zhì)量、冷卻區長(cháng)度、上下噴孔水量比、噴孔分布間距、噴孔與板的間距等都對鋼板的變形產(chǎn)生不同程度的影響。

國內中厚板淬火主要是針對普通鋼板，采用進(jìn)口的輥式淬火機。

根據淬火鋼板規格和種類(lèi)的不同，淬火可分為兩種方式:連續通過(guò)淬火或高壓低壓段間歇式。武鋼采用連續式，寶鋼采用連續式和間歇式，浦鋼采用間歇式。淬火機組需配套建設供水和水處理系統，要求水質(zhì)純凈、實(shí)現自循環(huán)，這樣鋼板淬火均勻。輥式淬火機由上下兩組輥道組成，上下兩排噴嘴位于輥道之間，鋼板高速出爐，連續通過(guò)爐后的輥式淬火機組，實(shí)現運動(dòng)中淬火。目前國內武鋼、寶鋼、舞鋼的調質(zhì)線(xiàn)均由德國LOI熱工工程有限公司提供，包括1座輻射管加熱無(wú)氧化輥底式爐和1臺輥壓式連續淬火機，可進(jìn)行鋼板的淬火。浦鋼采用原美國DREVER公司設備，鞍鋼系引進(jìn)日本住友二手設備。中厚板淬火機德國LOI公司處于技術(shù)領(lǐng)先地位。

目前中厚板淬火處理后的平面度在ZOmm/mZ以上，用此設備無(wú)約束淬火處理薄板(4mm以下)，，由于水量、噴淬角度等原因會(huì )造成淬透性好的裝甲板變形劇烈，難以或無(wú)法校平。

國內對于低于3mm厚度的鋼板淬火，多采用人工出料、淹沒(méi)冷卻方式，淬火變形量最大達到50mm/mZ，淬火后在矯直機上整形，生產(chǎn)效率低，易出現廢品，熱處理工藝達不到批量生產(chǎn)的要求。

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