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各種因素對淬火厚壁鋼管中應力分布的影響
了解并掌握影響大口徑厚壁不銹鋼管淬火中應力分布的一些主要因素，對于我們分析和控制不銹鋼管的變形和開裂現象，具有十分重要的意義。
如前所述，淬火時在大口徑厚壁不銹鋼管中產生的熱應力，其方向一般與組織應力相反，因此在淬火大口徑厚壁不銹鋼管中產生組織應力的同時，如果有足夠熱應力的形成，可以部分地抵消組織應力。這樣將減少產生淬火裂紋的可能性。
但并不能由此而得出增大熱應力在任何情況下都能減少開裂的錯誤結論。在大截面未淬透的厚壁鋼管中，截面上呈明顯的熱應力型分布，中心有極大的軸向拉應力，象軋輥就經常發生橫向開裂甚至裂成兩段。另外，當零件的形狀比較復雜時，由于其截面尺寸的急劇變化，增大熱應力也可以促進應力集中的尖角部位發生開裂。
在生產上為了防止大口徑厚壁不銹鋼管淬火變形開裂，總是從原材料、熱處理工藝等方面設法，在盡量減小熱應力和組織應力的同時，利用二者方向相反的特性，來進行有效的控制。
現將影響淬火厚壁鋼管中應力分布的主要因素分敘如下：
1．成分的影響
由于鋼的成分（碳及合金元素的含量）的變化，鋼的淬火馬氏體的比容、奧氏體的屈服強度以及導熱性發生變化，從而改變淬火應力的大小和分布。又由于成分的變化，鋼的相交溫度(A1點，Ms點)發生變化，改變了C曲線的位置和形狀，使鋼的淬透性發生很大變化。
例如含碳量的提高，增大了馬氏體的比容，將顯著增加淬火鋼的組織應力。但又由于隨著含碳量的提高，Ms點下降，使殘余奧氏體量增多，因此又有使組織應力減小的趨勢。
從圖8-5可以看出隨含碳量的增加，表面壓應力值逐漸減小，拉應力值逐漸增大（組織應力作用逐漸增強），而且拉應力極大值的位置越來越靠近表面，故在含碳量小于1.0%范圍內，隨著含碳量增加，厚壁鋼管的淬裂傾向便趨向增大。
此外，隨含碳量的增加，高碳孿晶型馬氏體數量增多，并相互撞擊，產生的微裂紋增多，使高碳鋼的淬裂傾向增加。由此可見，高碳含量的厚壁鋼管淬火時應當選擇較低的加熱溫度，使碳化物不完全溶解的混合組織，可以在改善機械性能的同時，又減少厚壁鋼管變形開裂的傾向。另外高碳厚壁鋼管應盡可能采用雙液、分級或等溫淬火的方法，以減小它的組織應力。
合金元素的存在使鋼的導熱性下降，使淬火時的熱應力與組織應力增加，特別是對尺寸較大的高碳高合金鋼零件，由于存在著大量的合金碳化物，更降低了它的導熱性，因此在熱處理時要緩慢加熱，淬火時要用適當的淬火介質和淬火方法，并及時帶溫回火以減少熱應力和組織應力，使它不致產生嚴重變形或開裂。
文章作者：不銹鋼管|304不銹鋼無縫管|316L不銹鋼厚壁管|不銹鋼小管|大口徑不銹鋼管|小口徑厚壁鋼管-浙江至德鋼業有限公司
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