《钢的热处理内应力、变形和裂纹》的探讨（1）

伯龙马

       如题
     《钢的热处理内应力、变形和裂纹》的探讨（1）

       1.热处理内应力
       热处理过程所产生的内应力，基本有两种类型：热应力和组织应力。另外，由于热处理过程组织转变的不均或不等时，也会产生附加应力。热处理过程往往是三种应力同时产生，只是在不同条件下以某种应力为主而已。因此，热处理的最终应力状态取决于它们的作用之和，即残余应力。
工件热处理过程产生的变形或裂纹，除了外部机械应力因素外，主要是热处理内应力造成的。
       (1) 热处理内应力的类型
      热处理内应力类型及其形成原因，如下所述。
      １）热应力　热应力是热处理过程因加热或冷却速度不一致，导致工件各部分体积胀缩不均而产生的内应力。通常，加热或冷却速度愈快，产生的热应力愈大。
热应力使工件表面呈现压应力状态，用“+”表示。
　
      ２）组织应力　组织应力是热处理过程因组织结构转变，导致工件体积胀缩及其不等时性转变而产生的内应力。通常，组织转变前后其比容差愈大、转变的时间差愈大，则组织应力也愈大。
　　组织应力使工件表面呈现压应力状态，用“－”表示。

　   ３）附加应力　附加应力是由于组织结构的不均匀以及内部弹塑性变形不一致而产生的内应力。例如，钢中碳化物的不均匀分布以及应力分布不均等都会产生附加应力。
　　附加应力使工件表面呈现的应力状态“+”或“－”不定。

　   ４）残余应力　残余应力即各种应力互相作用的合应力，是热处理后最终残留下来的内应力。如图4-1所示的某大型钢件加热后水淬时，整个截面未淬透时所呈现的各种应力及作用结果。
　　残余应力使工件表面呈现的应力状态“+”或“-”不定。


                                                    （略）

                                     图１-1  残留应力总合示意图
      a)热应力  b)组织应力  c)由于组织转变不均引起的应力  d)合应力（残留应力）