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齿轮加工变形问题

2021-12-28 15:35:41

一、齿轮加工变形问题


齿轮加工热处理变形是一个不可逆的塑性变形,首先应该从应力与应变的关系入手。从金属材料应力-应变曲线知道,金属材料在外力作用下先有一个弹性变形,在弹性可逆变形过程中应力与应变保持单值线性关系,服从胡克定律。当外力增加到一定程度的时候,外力大于屈服材料发生塑性变形,塑性变形的的实质是晶体内部产生滑移,外力大于断裂上线时材料就会断裂。塑性变形的主要方式是滑移和孪生,主要特征是各晶粒变形的不同时性、不均匀性和各晶粒变形的相互协调性。热处理变形因产生原因不同而有所不同,主要有复杂应力作用下应力值超过材料的屈服强度而产生的塑性变形,组织转变时相变发生体积变形和淬火后回不稳定组织的时效变形。


不同应力状态下材料屈服强度不同,并非材料性质变化而是材料在不同条件下表现的力学行为不同。只有当内应力远远小于钢的脆断强度时,可能不会产生开裂。在淬火冷却过程中,Ms点以上的冷却主要是受热应力影响,因为此时没有马氏体相变,只有很少的珠光体或贝氏体转变,所以相变组织应力很小,热应力越大,变形也越大,这是因为此时材料基体处在奥氏体状态,塑性较好,一般不会出现开裂现象,但对热变形影响较大。开裂主要发生在Ms点以吓温度,内因是马氏体塑性较差,外因是此时的内应力总和(即热应力与组织应力叠加)大于材料脆断强度。如果零件截面较大,淬透性又很好,能够使零件内部也发生马氏体相变,冷却一段时间后心部开始转变的时候,表层氏体转变早已完成,于马氏体转变有体积膨胀倾向,随着转变量增加,心部对表层施加的应力越来越大,将表层脆性的马氏体层胀开形成裂纹源,继而扩展造成断裂。


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