上海恒精和大家 一起讨论齿轮淬火机床

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        感应加热表面淬火亦称感应淬火，由于它的加热速度和冷却速度都很快，使零件的表面至心部有着巨大地温度梯度，而且淬火后零件由表及里存在激烈地组织变化，这些特点决定它有着特殊的残余应力形态。一般地说轴类零件感应淬火后，表面层是残余压应力，次表层和淬火区域边缘是残余拉应力。残余应力地合理分布，能够大大地提高零件强度，特别是疲劳强度。载重车半轴的合理用料，合理选择淬火层的深度及其分布，将能大大地提高半轴的使用寿命。
        2． 感应淬火的残余应力
        前苏联学者高洛文教授（Г.Ф.Головин）对感应淬火零件的残余应力进行了充分而详尽的研究，早在1962年就发表了专著“高频表面淬火的残余应力与变形”[1]，1973年又对这一题材又发表新的著作。他的研究成果被广泛认可。
        2.1  轴类零件感应硬化层及其内部的残余应力
         一般说来中碳钢（或中碳低合金钢）制造的轴类零件感应淬火后，在其横截面上的金相组织分布，可分为三个层次。表面层是淬火层（也称硬化层），其金相组织为马氏体。与淬火层毗邻的是过渡层，该处的金相组织比较复杂，由马氏体、珠光体和铁素体组成，而且三种组织的数量由表至里呈现规律性变化。再往里是零件心部区域，这里的金相组织是原始组织，即珠光体和铁素体。这三个层次中应力状态如图1所示，图中б切是切向应力、б轴是轴向应力、б径是径向应力。
        如图所示硬化层中的残余轴向应力和切向应力性质相同，都是压应力，数值也是相近或相等的，这种应力是由于马氏体比容增大而形成的，因此是组织应力。过渡层的应力是拉应力，是由于珠光体和铁素体从高温到低温体积缩小而产生的，该区域中还有一部分马氏体，它的比容增加能够抵消一部分拉应力，但因马氏体由外向里逐渐减少，使该区域的拉应力表现为主导应力，并出现峰值。第
  图1 直径65mm的45钢试样三个主应力分布       三层是心部区域，金相组织由珠光体和铁素体组成，是完全由热应力造成的拉应力，越接近中心应力越小，中心为零。
                        径向应力是拉应力，其数值较小，对零件性能影响不大，一般不做深入研究。全浮式载重车半轴只承受扭转载荷，它的工作应力是剪切应力，巨大切向残余压应力可以抵消相当数量的工作应力.使半轴的扭转强度特别是疲劳扭转强度大幅度提高。
2.2  感应淬火区边界处的残余应力
         感应淬火一般用于零件的局部区域淬火，淬火区的边界处有残余拉应力出现，如处理不好也要影响零件的强度，甚至降低零件的寿命，半轴法兰盘淬火边界的拉应力就造成半轴法兰盘的早期断裂。淬火区边界处的应力状态如图2所示。从图2可以看到在淬火区的边界外有拉应力的峰值出现，高达100MPa以上。该试验的参数是8kHz、加热温度880～900℃、加热时间4.5s。应该说这个试验是非常理想的快速加热，如果加热速度降低，淬火区域以外被连带加热和传导加热的金属材料质量（或体积）会大大增加，拉应力的峰值和作用区域也会大大增大，这种情况将是很有害的。