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卫生级阀门残余应力的调整和消除方式方法
编写人 陈经理 18006871930
通过热处理的方法或机械作用法可以消除工件的卫生级阀门残余应力或使其重新分布。退火和回火能够部分地或完全地消除卫生级阀门残余应力，是最常用的方法。但是退火和回火还会引起材料的组织变化、硬度下降和其他力学性能的变化。
机械作用法包括静态应力处理法、冲击应力处理法、振动处理法等。其原理是在机械力的作用下，使工件产生局部塑性变形，以达到降低和调整卫生级阀门残余应力的目的。机械作用法一般不会改变材料的微观组织和力学性能，但是只能部分地消除卫生级阀门残余应力或使其重新分布，不可能使卫生级阀门残余应力完全消除。
(一)热处理对消除卫生级阀门残余应力的作用
1.消除应力退火
消除应力退火的主要目的是消除铸造、锻造、焊接及机械加工等工序所造成的内应力。其工艺是将工件加热至Acl以下50 } 200 0C，保温后空冷或炉冷至200一300 0C，再出炉空冷。消除应力退火中不发生组织转变，去除内应力的机理是局部塑性变形和蠕变引起的应力松弛。卫生级阀门残余应力超过材料的屈服强度，就会使材料发生塑性变形，因此，卫生级阀门残余应力总是低于材料的屈服强度。通常材料的屈服强度随温度的升高而降低。如图8一5一3所示，温度升高到620 0C } 3 % NiC:钢的弹性及限降低到约160MPa，也就是说，在620℃退火时，3 % NiC:钢的卫生级阀门残余应力不会超过160MPa。考虑到蠕变变形的影响，卫生级阀门残余应力还会进一步降低。
2.回火与卫生级阀门残余应力的去除
回火的作用之一是消除淬火钢中的卫生级阀门残余应力。淬火马氏体是一种不稳定的组织，具有高的硬度和大的淬火应力。钢淬火后，往往得不到单纯的淬火马氏体，而是形成含有像卫生级阀门残余奥氏体、贝氏体等组织的混合组织。这些不稳定组织在回火过程中，因发生分解而引起卫生级阀门残余应力的消除或重新分布。由于回火加热，金属内部原子的热振动加剧，钢的屈服强度降低，塑性增大，也会导致卫生级阀门残余应力因局部塑性变形而降低。
卫生级阀门残余应力消除的程度取决于回火工艺和淬火组织的不稳定程度。在各个工艺参数中，回火温度对消除卫生级阀门残余应力的影响最大。图8一5一4所示为30钢的淬火应力随回火温度的变化。由图可见，450℃以下，淬火应力随回火温度的升高缓慢下降，超过450℃回火，卫生级阀门残余应力去除的效果较明显。但是，只有回火温度达到500一600℃甚至更高时，卫生级阀门残余应力才能接近全部去除。应当指出的是，随回火温度的升高，淬火钢的硬度伴随马氏体的分解而降低。因此，为消除淬火应力而选择回火温度时，应注意在保证力学性能的条件下进行。例如，冷变形工模具钢，为保持淬火状态的高硬度，常采用低温回火，只能使部分淬火应力得以消除。而对要求高强度、高韧度的结构钢，往往采用中温和高温回火，卫生级阀门残余应力消除的就比较充分。对于MS点较高的低碳马氏体钢，淬火应力较低，低碳马氏体具有优良的综合力学性能，加上自回火的作用，可以在淬火态使用。
回火时间对卫生级阀门残余应力的影响如图8一5一5所示。卫生级阀门残余应力主要是在回火开始阶段去除的，过分延长回火时间对去除卫生级阀门残余应力意义不大。
大锻件回火冷却不当，会产生大的卫生级阀门残余应力，这是由于高温回火后，在高塑性和低弹性的高温区(碳钢和低合金钢>400 0C，合金钢>450 0C)快冷时，表面产生了剪切变形的缘故。为了缩短回火时间，提高劳动生产率，在低温弹性区域内(< 300 0C，可以采用较快的冷却速度。
调质处理大锻件中的卫生级阀门残余应力属于热卫生级阀门残余应力，表面受压，心部受拉，其表面的卫生级阀门残余应力可用下式近似估算锻件在高温阶段冷却时，工件中的最大温差。
由于回火过程是不稳定组织趋向稳定化的过程，而这正是卫生级阀门残余应力消除的原因之一，因此，组织愈不稳定，则在回火加热时内应力去除的效果愈明显。应当指出的是，在回火加热去除卫生级阀门残余应力时，要注意防止钢的回火脆性和工件的变形。
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