火車車輪鍛件熱處理變形的種類及基本規(guī)律

   熱處理變形一般分為兩種：一種是形狀畸變，如彎曲和翹曲；另一種是尺寸畸變，如伸長(zhǎng)和縮短。一般來(lái)說(shuō)，火車車輪鍛件的實(shí)際變形經(jīng)常是同時(shí)具有兩種變形。當(dāng)然隨著具體情況的不同，兩種變形所起的作用也是不相同的。

   熱處理變形的基本規(guī)律

   一、熱應(yīng)力引起的變形規(guī)律鍛件在熱應(yīng)力作用下，冷卻初期心部受壓應(yīng)力，由于此時(shí)鍛件溫度較高，處于較好的塑性狀態(tài)。當(dāng)初期熱應(yīng)力超過(guò)鋼的屈服點(diǎn)時(shí)，鍛件發(fā)中塑性變形。熱應(yīng)力引起的變形有如下規(guī)律：

   1.鍛件沿軸向或最大尺寸方向縮短，沿徑向或最小尺寸方向伸長(zhǎng)。

   2.平面凸起，棱角變圓，趨于球形。

   3.圓（方）孔體鍛件外徑脹大，內(nèi)徑縮小。

   二、相變應(yīng)力引起的變形規(guī)律熱處理過(guò)程中，相變應(yīng)力的變化情況與熱應(yīng)力恰好相反，所以它引起的變形規(guī)律也與之相反，其引起的變形有如下規(guī)律：

   1.火車輪車輪沿軸向或最大尺寸方向伸長(zhǎng)，沿徑向或最小尺寸方向縮短。

   2.平面凹下，棱角變銳。

   3.圓（方）孔體鍛件外徑縮小，內(nèi)徑脹大。

   由于相變應(yīng)力是由組織轉(zhuǎn)變的不同時(shí)性產(chǎn)生，對(duì)熱處理過(guò)程的組織轉(zhuǎn)變量進(jìn)行控制，就能夠控制相變應(yīng)力的大小，對(duì)相變成力與熱應(yīng)力的合成應(yīng)力也能夠基本進(jìn)行控制，從而控制由應(yīng)力引起的變形比如，如果熱處理后組織中馬氏體量較多，則鍛件的體積脹大就多；如果殘留奧氏體量越多，則鍛件體積脹大就小。因此，在熱處理過(guò)程中，通過(guò)控制馬氏體與奧氏體的相對(duì)量，就可以控制鍛件的變化。在控制得當(dāng)?shù)那闆r下，可使鍛件體積既不脹大，也不縮小。

   當(dāng)然，對(duì)具體到一定形狀和尺寸的火車輪鍛件，在熱應(yīng)力和相變應(yīng)力的共同作用下，引起的變形是比較復(fù)雜多樣的，要根據(jù)鍛件的具體情況進(jìn)行分析，從而優(yōu)化設(shè)計(jì)，合理選材，選擇恰當(dāng)?shù)臒崽幚砉に嚰安僮鞣椒ǎM量減小熱處理過(guò)程的畸變量。