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螺旋伞齿轮热处理裂纹的特征与类型

2026-02-05    来源:    作者:佚名  浏览次数:130
螺旋伞齿轮热处理裂纹的特征与类型:
螺旋伞齿轮在热处理过程中产生的裂纹,多发生在淬火冷却阶段。工件淬火裂纹是在其内应力作用下的脆性断裂,断口具有亮灰色的光泽,而且没有明显的宏观塑性畸变,并具有粒状结构,属于晶界断裂。当内应力很大时,无需任何外力就可发生脆性断裂。如果强大的内应力不及时消除,在其长时间作用下也会发生脆性断裂。因此,工件淬火后及时消除内应力是非常重要的。
办影响产生淬火裂纹的两个主要方面是内应力与钢的脆断强度。因为淬火裂纹具有脆性断裂的特征,因此衡量钢材抵抗断裂能力时,一般以脆断强度(用S表示,即断裂抗力)大小来表示。工件的脆断强度是决定淬火后能否产生裂纹的一个主要方面。当淬火螺旋伞齿轮内应力接近或达到钢材的脆断强度时,才可能形成裂纹。
热处理裂纹的实质就是在拉应力作用下产生的,为工件内部热应力和组织应力共同作用下的脆性断裂,内应力大于材料的脆断强度(S)时即发生开裂现象。图9-2所示为形成淬火裂纹的条件示意图。

热处理因素(淬火温度)索(如工件的结构与形状、不均匀的表面氧化皮、内部冶金缺陷等)影响淬火的均匀性及其内应力分布的均衡性,加上机械方法测得的内应力只是平均值,因此在测得的内应力稍小于其脆断强度时,也可能因某处应力集中,或作用时间延长而导致开裂。

例如,试验研究表明,淬火应力仅等于脆断强度的10%~50%条件下,有时也产生了裂纹。当o远小于S,即图中的3区及3区以左部分时,才能阻止裂纹的形成。
决定螺旋伞齿轮淬火后能否形成裂纹的另一方面是内应力,即工件表面或附近的拉应力值的大小及其作用时间的长短。实践表明,在钢的脆断强度一定时,只有拉应力值大大小于脆断强度,且应力集中不严重的情况下,才能避免裂纹的产生。
另外,从材料力学分析可知,应力作用时间长短对钢的脆断强度有重要影响,即应力作用的时间越长,则钢的脆断强度降低得越多。因此,内应力是形成裂纹的另一主要因素。调都西实际生产中,因钢材质量、工件形状以及冷热加工工艺等因素影响,使裂纹的分布形式是多种多样的。有时热处理前已存在的裂纹在淬火过程中会进一步扩大;有时也可能在同一工件上同时出现几种形式的裂纹。对此,应根据裂纹分布位置、裂纹的形态特征、断口的宏观分析、金相检查及化学分析等方法,从原材料质量、组织结构到产生热处理应力的原因来综合分析寻找产生裂纹的主要原因,从而确定有效的预防措施。

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