齒輪不同材料情況發生情況

發表時間:2021-09-24

齒輪不同材料情況發生

不同應力狀態下材料屈服強度不同,并非材料性質變化而是材料在不同條件下表現的力學行為不同。只有當內應力遠遠小于鋼的脆斷強度時,可能不會產生開裂。在淬火冷卻過程中,Ms點以上的冷卻主要是受熱應力影響,因為此時沒有馬氏體相變,只有很少的珠光體或貝氏體轉變,所以相變組織應力很小,熱應力越大,變形也越大,這是因為此時材料基體處在奧氏體狀態,塑性較好,一般不會出現開裂現象,但對熱變形影響較大。開裂主要發生在Ms點以嚇溫度,內因是馬氏體塑性較差,外因是此時的內應力總和(即熱應力與組織應力疊加)大于材料脆斷強度。如果零件截面較大,淬透性又很好,能夠使零件內部也發生馬氏體相變,冷卻一段時間后心部開始轉變的時候,表層氏體轉變早已完成,于馬氏體轉變有體積膨脹傾向,隨著轉變量增加,心部對表層施加的應力越來越大,將表層脆性的馬氏體層脹開形成裂紋源,繼而擴展造成斷裂。然而,心部馬氏體轉變滯后于表層馬氏體轉變,兩者不同步往往是開裂產生的主要原因。理論上講在Ms點以下冷卻速度很快,表層和心部馬氏體轉變幾乎同步,一起發生體積膨脹反而不容易開裂。而冷卻速度較慢時,心部馬氏體轉變量較低,組織應力不大,反而不容易開裂。然而,介于兩者之間的中間冷卻速度,表層與心部均會先后發生馬氏體轉變,且轉變又不同步時,這種情況很容易引起開裂。因此,淬透性越好,且截面厚度又處在一個危險尺寸范圍內的零件,特別容易出現淬火開裂,其淬火后的殘余應力狀態是表面受拉應力,心部受壓應力。

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