如何感應(yīng)淬火后的殘余內(nèi)應(yīng)力

感應(yīng)淬火時(shí)，常用噴射冷卻方式，冷卻強(qiáng)度很大，所以淬火時(shí)產(chǎn)生的熱應(yīng)力相當(dāng)大。它使工件在一定深度的顯微體積內(nèi)產(chǎn)生不均勻的彈塑性變形，從而形成很大的區(qū)域應(yīng)力。

實(shí)踐證明，感應(yīng)淬火產(chǎn)生的殘余壓應(yīng)力遠(yuǎn)大于普通淬火。

感應(yīng)淬火后殘余應(yīng)力的大小和分布與淬火層的硬度、深度、淬火工藝和材料質(zhì)量有關(guān)。許多研究資料指出，表面殘余壓應(yīng)力的大小與碳含量和硬化層深度密切相關(guān)。一般情況下，隨著淬硬層深度的增加，表面壓應(yīng)力下降，拉應(yīng)力的峰值移動(dòng)到心臟。

但也有報(bào)道稱，當(dāng)淬火層深度增大時(shí)，表面壓應(yīng)力和心部拉應(yīng)力增大。

除了淬硬層深度的影響，殘余應(yīng)力還與硬度沿深度的分布有關(guān)，即與馬氏體層深度、過(guò)渡區(qū)寬度和原組織深度的比例有關(guān)。淬火過(guò)渡區(qū)太陡時(shí)，拉應(yīng)力峰值靠近淬硬層，靠近表面。因此，在使用零件時(shí)，淬硬層下的拉應(yīng)力峰值容易首先出現(xiàn)裂紋，導(dǎo)致零件早期損壞。過(guò)渡區(qū)太寬時(shí)，危險(xiǎn)拉應(yīng)力相對(duì)較小，遠(yuǎn)離表面，但壓應(yīng)力相對(duì)較小。

一般認(rèn)為，為了獲得理想的殘余應(yīng)力分布，需要嚴(yán)格控制淬火零件的過(guò)渡區(qū)寬度約為淬硬層的113。

工件感應(yīng)淬火前的預(yù)熱處理也影響殘余應(yīng)力的大小和分布。如果淬火前預(yù)熱，拉應(yīng)力會(huì)降低，峰值會(huì)移動(dòng)到工件的心臟。

預(yù)調(diào)質(zhì)使原組織為回火索氏體的工件彈性極限高于預(yù)正火，因此感應(yīng)淬火后，淬硬層過(guò)渡區(qū)的拉應(yīng)力增大。它的幅度隨著心部硬度的增加而增加。

特別要注意的是，當(dāng)工件淬火區(qū)不連續(xù)，且間距較小，或淬火區(qū)出現(xiàn)相互連接等現(xiàn)象時(shí)，會(huì)出現(xiàn)非常不利的殘余應(yīng)力分布。因此，當(dāng)感應(yīng)淬火的曲軸軸頸未能淬火時(shí)，應(yīng)注意不要使淬火區(qū)域離曲柄圓角太近，以免淬火形成的拉應(yīng)力與截面變化處的應(yīng)力峰值疊加，降低曲軸的使用壽命。