轴锻件加热时由于内应力产生的裂纹
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发表时间：2018-08-27 18:42
坯料加热时由于残余应力、温度应力、组织应力之和超过材料的强度极限便可形成裂纹。同样，轴锻件在冷却过程中也会引起温度应力、组织应力以及残余应力而有可能形成裂纹。如果裂纹深度在加工范围内，可以使用砂轮或风铲淸除，但如果裂纹超过锻件余量的范围，则将报废。
1.温度应力：冷却初期，锻件表面温度明显降低，体积收缩较大；而心部温度较髙，收缩较小，表层收缩趋势受心部阻碍，结果在表层受到拉应力，心部则受到与其方向相反的压应力。对于塑性较好变形抗力较小的软钢，这时由于心部温度仍然很髙，变形抗力小，且塑性较好，还可以产生微量塑性变形，使温度应力得以松弛，缓和这种温度应力。到了冷却后期，锻件表面温度已接近室温，基本上不再收缩，这时表层反而阻碍心部继续收缩，导致了温度应力的反向，即心部由压应力转为拉应力，而表层由拉应力转为压应力。
2.组织应力：轴锻件在冷却过程中如有相变发生，由于相变前后组织的比容不同，而且相转变是在一定温度范围内完成，因此锻件表层和心部相变不同时进行而产生组织应力。
例如钢，奥氏体的比容为（0.12~0.125）立方厘米每克,马氏体的比容为（0.127~0.131)立方厘米每克，如轴锻件在冷却过程中有马氏体转变，则随着冷却过程中温度不断下降，当锻件表层冷却到马氏体转变温度时，表层首***行马氏体转变，而心部仍处于奥氏体状态。因此锻件表面的体积膨胀受到心部的制约，这时所引起的组织应力为：表层是压应力，心部为拉应力。然而这时心部温度较高，塑性较好，通过局部塑性变形可以缓和上述组织应力。随着轴锻件冷却过程的进行，心部也发生马氏体转变，其体积膨胀，而表层体积却不再发生变化。此时心部的膨胀又受到表层的阻碍，这时产生的组织应力，心部为压应力，表层为拉应力。随着心部马氏体含量的逐渐增加，应力不断增大，直到马氏体转变结束为止。
冷却时的组织应力和加热时一样也是三向应力状态，且切向应力***大，这就是有时引起表层纵裂的原因之一。
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