金属热处理残余应力和开裂失效关系探析

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1、金属热处理残余应力和开裂失效关系探析　　【摘要】本文通过进行金属热处理以及热处理过程中存在的残余应力的分析，并对于金属热处理的残余应力与金属产品开裂失效关系分析探讨的基础上，实现金属热处理中开裂失效与裂纹愈合途径的分析总结，以提高金属工件产品的加工生产质量，推进金属工件产品的加工与生产发展。【关键词】金属；热处理；工件产品；质量；残余应力；开裂失效；关系；分析6在工业生产与加工过程中，进行金属的热处理是进行加工生产金属工件产品质量与使用寿命保证的重要工艺方法，在金属冶炼和加工中十分常见。通常情况下，进行金属的冶炼加工过程

2、中，金属的热处理工艺方法包括金属退火以及金属淬火、回火、正火和金属表面改性等工艺技术和方法，这些工艺技术与方法在我国的金属冶炼与加工中早有应用实现，也是现代金属敬爱工制造应用的关键技术。随着我国现代制造业的不断提升发展，金属零件的应用也越来越广泛并且普遍，比如，现代的汽车以及机床加工制造、模具产品生产等中，都有对于金属零件的加工应用过程，而这些现代生产制造所需要的金属零部件的加工制造中，有很多一部分金属零件都需要进行热处理，尤其是想冶金以及交通、航空航天、电子、建筑等行业中，由于产品的更新换代比较快，为对于产品生产制造过

3、程中使用的金属零件质量和使用寿命等进行保证，实现节能节材的金属零件加工目的，就需要对于加工零件使用的金属进行热处理，以保证所生产加工金属工件产品的质量与寿命。下文将结合金属热处理技术方法，在对于金属热处理作用与残余应力分析基础上，进行金属热处理残余应力与开裂失效关系的探讨，并对于开裂失效与裂纹愈合的途径进行总结，以提高金属工件产品加工质量，保证金属工件产品的使用寿命。1金属热处理与热处理残余应力分析金属的热处理技术是一种通过对于金属材料“加热”以及“冷却”过程的控制，来实现对于金属材料组织结构以及性能、品质等改善提高的工

4、艺方法。通常情况下，进行金属热处理不仅能够提高金属材料切削加工中的性能以及加工精度，同时对于金属材料本身的断裂韧性也具有较大的提高改善作用，还有利于减少金属材料加工生产过程中的开裂问题，具有比较突出的积极作用和优势。6进行金属的热处理过程中，由于金属热处理是一种对于金属“加热”以及“冷却”过程变化控制而实现的技术方法，因此，金属热处理中必然会因为温差变化引起相应的热应力以及金属材料变相所引起的相变应力。其中，金属热处理中的热应力是指金属材料在“加热”以及“冷却”过程中，由于金属材料的表层与材料内部之间的加热以及冷却的速度

5、不同，因此温度变化就会存在有一定的差别，而这种温差所导致的金属材料的不均匀膨胀与收缩变化，所产生的应力作用也就是热应力，通常热应力在金属材料冷却过程中的表现会更为突出和明显。而金属热处理中的相变应力，则是指金属材料在“加热”以及“冷却”过程中，由于金属材料的组织结构变化所引起的应力作用，也就是相变应力。金属热处理中的残余应力，则是指金属热处理过程中热应力与相变应力叠加之后的应用作用，通常金属热处理的残余应力也被称为是金属热处理的内应力，多分为宏观残余应力与微观残余应力两种类型。其中，金属热处理中的宏观残余应力能够引起热处

6、理金属材料的宏观变形，而金属热处理中的微观残余应力则主要在晶粒内部以及晶粒之间产生作用。进行金属热处理过程中，当热应力居于主导地位时，多表现为热处理金属材料的中心部位受到拉力作用，而金属材料的表面则受到压力作用，热应力是两种作用力进行叠加后产生的一种作用力，金属热处理中的残余应力则是在金属材料热处理之后，保留于金属内部的应力作用，这种应力作用在不同的加工条件与使用条件中，以温度与环境条件最为突出，会发生相应的变化，它属于金属工件产品加工中的一种不稳定因素，对于金属工件产品的性能质量具有一定的影响，需要进行释放处理。2金属

7、热处理残余应力与开裂失效关系分析6根据上述对于金属热处理中的残余应力及其作用影响的分析可知，金属热处理中的残余应力是金属工件产品加工过程中的一种不稳定因素，容易对于生产加工金属工件产品的抗开裂性能以及抗疲劳性能、形状尺寸等产生影响，从而引起加工生产金属工件产品的开裂失效，对于金属加工制造发展十分不利。下文从金属热处理中的残余应力造成金属开裂的原因以及影响等方面，对于金属热处理残余应力与开裂失效关系进行分析。首先，在金属热处理中残余应力对于金属开裂的影响中，金属热处理中的拉应力是一种必不可少的影响因素。通常情况下，金属材料

8、中的压应力作用不会导致工件发生开裂，而一旦金属材料中拉应力作用大于压应力时，则会引起金属开裂。其次，金属材料热处理中，残余应力一旦超过应有的临界值时，也会导致金属开裂发生。再次，金属材料开裂问题多发生于合金金属材料中，而纯金属材料则很少发生开裂。最后，金属材料的开裂问题发生，还需要有特定的腐蚀作用作为介质条件才会引起