После отжига, нормализации, закалки, отпуска и термообработки для модификации поверхности поковка может вызвать деформацию при термической обработке.

Основной причиной деформации является внутреннее напряжение поковки во время термообработки, то есть внутреннее напряжение поковки после термообработки сохраняется из-за разницы температур внутри и снаружи и разницы в трансформации структуры.

Когда это напряжение превышает предел текучести стали в определенный момент во время термообработки, это вызывает деформацию поковки.

Внутреннее напряжение, возникающее в процессе термообработки, включает термическое напряжение и напряжение фазового перехода.

1. Термический стресс
При нагревании и охлаждении поковки происходят явления теплового расширения и холодного сжатия. Когда поверхность и сердцевина поковки нагреваются или охлаждаются с разной скоростью, что приводит к разнице температур, расширение или сжатие объема также отличается от расширения поверхности и сердцевины. Внутреннее напряжение, вызванное различными изменениями объема из-за разницы температур, называется тепловым напряжением.
В процессе термообработки термическое напряжение поковки в основном проявляется следующим образом: при нагревании поковки температура поверхности повышается быстрее, чем сердцевины, температура поверхности высокая и расширяется, температура сердцевины низкая и не расширяется. , в это время поверхностное напряжение сжатия и основное напряжение растяжения.
После диатермии температура сердцевины повышается, и поковка расширяется. В этот момент поковка демонстрирует объемное расширение.
Охлаждение заготовки, поверхность охлаждается быстрее, чем сердечник, усадка поверхности, высокая температура сердца для предотвращения усадки, растягивающее напряжение на поверхности, сердце создает сжимающее напряжение, при охлаждении до определенной температуры поверхность охлаждается, больше не сжимается, и охлаждение сердечника происходит из-за продолжающегося сжатия, поверхность представляет собой сжимающее напряжение, в то время как сердцевина растягивающего напряжения, напряжение в конце охлаждения, все еще существует внутри поковок и называется остаточным напряжением.

2. Стресс фазового перехода

В процессе термообработки масса и объем поковок должны изменяться, поскольку масса и объем разных конструкций различны.
Из-за разницы температур между поверхностью и сердцевиной поковки трансформация ткани между поверхностью и сердцевиной не происходит своевременно, поэтому внутреннее напряжение будет возникать, когда внутренняя и внешняя масса и объем изменяются по-разному.
Этот вид внутреннего напряжения, вызванного разницей трансформации тканей, называется стрессом фазового перехода.

Массовые объемы основных структур стали увеличиваются в порядке аустенита, перлита, состенита, троостита, гипобейнита, отпущенного мартенсита и мартенсита.
Например, при закалке и быстром охлаждении поковки поверхностный слой превращается из аустенита в мартенсит и объем расширяется, но сердцевина все еще находится в аустенитном состоянии, препятствуя расширению поверхностного слоя. В результате сердцевина поковки подвергается растягивающему напряжению, а поверхностный слой - сжимающему напряжению.
Когда оно продолжает охлаждаться, температура поверхности падает, и оно больше не расширяется, но объем сердца продолжает раздуваться, поскольку оно превращается в мартенсит, поэтому этому препятствует поверхность, поэтому сердце подвергается сжимающему напряжению, и сердцевина подвергается сжимающему напряжению. поверхность испытывает растягивающее напряжение.
После охлаждения узла это напряжение останется внутри поковки и станет остаточным напряжением.

Следовательно, в процессе закалки и охлаждения термическое напряжение и напряжение фазового перехода противоположны, и два напряжения, которые остаются в поковке, также противоположны.
Комбинированное напряжение термического напряжения и напряжения фазового перехода называется закалочным внутренним напряжением.
Когда остаточное внутреннее напряжение в поковке превышает предел текучести стали, заготовка вызывает пластическую деформацию, что приводит к деформации поковки.

(от: 168 поковок нетто)