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降低精密管去油渗层残余压应力

  • 发布时间:2020-10-31

对渗碳淬火精密管去油齿轮回火,三个阶段中的阶段Ⅰ和阶段Ⅱ更为重要。在淬火过程中,在表层下及芯部有碳化物析出、出现自回火,发生板条状和针状马氏体转变。在回火过程中,温度和时间是两个重要工艺参数,回火温度越高,则要求的回火时间越短。

回火对精密管去油表面硬度影响很大,在回火过程中表面硬度可下降50~150HV。通过低温回火,去油光亮精密管渗碳层淬火的抗拉强度和屈服强度略有提高。回火也会降低精密管去油渗层残余压应力,把压应力的最大值向渗层-心部界面推移。

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在回火的初期阶段,碳化物出现偏析和聚集,轻微减小了残余压应力;随后η-碳化物析出并伴随体积的收缩和马氏体四方度丧失,造成精密管去油表面残余压应力显著下降。

精密管去油在低于100℃(210℉)回火,弯曲疲劳强度保持不变;而当回火温度提高到200℃(390℉),弯曲疲劳强度会降低20%。业已证明,回火对裂纹扩展产生影响,当回火出现残留奥氏体转变,则对低周循环疲劳寿命产生显著的影响。

虽然回火对精密管去油低负荷高周循环疲劳有不利影响,但对于有高负荷的低周循环疲劳的应用场合,回火是至关重要的。在滚动接触疲劳条件下,具有类似的情况,例如在精密管去油齿轮节线处接触,随回火温度提高到250℃(480℉),疲劳极限提高,但在高负荷低周循环情况下,冷轧精密管接触寿命具有下降趋势。

回火降低了表面硬度,降低了精密管去油表面抗磨料磨损性能。在黏着磨损的工况下,残留奥氏体可提供更好的抗黏着磨损性能,所以回火过程中出现残留奥氏体转变,则可能导致除油光亮精密管切割的黏着磨损性能下降。

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不同工序之间相互作用,以及其对微观组织、力学性能和性能的影响不同。精密管去油渗碳齿轮表面富碳,导致表层残留奥氏体增多,可以引起残余应力、变形、甚至开裂。对要求达到理想性能的精密管去油齿轮,具有均衡的残留奥氏体数量是非常重要的。

控制适量的残留奥氏体数量(~20%),使齿轮具有高的抗滑动磨损和抗点蚀性能,但过多的残留奥氏体数量会导致冷拔精密管渗层硬度过低,耐磨性能降低。

另一方面,较低的残留奥氏体数量,可能在接触载荷的作用下,发生组织转变,引起加工硬化。有时采用冷处理或低温处理,转变精密管去油渗碳齿轮中的残留奥氏体和改善尺寸稳定性。

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