了解并掌握影響大口徑厚壁不銹鋼管淬火中應(yīng)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(xiàn)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(chǎn)生的熱應(yīng)力，其方向一般與組織應(yīng)力相反，因此在淬火大口徑厚壁不銹鋼管中產(chǎn)生組織應(yīng)力的同時，如果有足夠熱應(yīng)力的形成，可以部分地抵消組織應(yīng)力。這樣將減少產(chǎn)生淬火裂紋的可能性。

    但并不能由此而得出增大熱應(yīng)力在任何情況下都能減少開裂的錯誤結(jié)論。在大截面未淬透的厚壁鋼管中，截面上呈明顯的熱應(yīng)力型分布，中心有極大的軸向拉應(yīng)力，象軋輥就經(jīng)常發(fā)生橫向開裂甚至裂成兩段。另外，當零件的形狀比較復(fù)雜時，由于其截面尺寸的急劇變化，增大熱應(yīng)力也可以促進應(yīng)力集中的尖角部位發(fā)生開裂。

    在生產(chǎn)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(shè)法，在盡量減小熱應(yīng)力和組織應(yīng)力的同時，利用二者方向相反的特性，來進行有效的控制。

    現(xiàn)將影響淬火厚壁鋼管中應(yīng)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(dǎo)熱性發(fā)生變化，從而改變淬火應(yīng)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(fā)生變化，改變了C曲線的位置和形狀，使鋼的淬透性發(fā)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(yīng)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(yīng)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(yīng)力值逐漸減小，拉應(yīng)力值逐漸增大（組織應(yīng)力作用逐漸增強），而且拉應(yīng)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(nèi)，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(shù)量增多，并相互撞擊，產(chǎn)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(yīng)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(yīng)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(yīng)力。

    合金元素的存在使鋼的導(dǎo)熱性下降，使淬火時的熱應(yīng)力與組織應(yīng)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(dǎo)熱性，因此在熱處理時要緩慢加熱，淬火時要用適當?shù)拇慊鸾橘|(zhì)和淬火方法，并及時帶溫回火以減少熱應(yīng)力和組織應(yīng)力，使它不致產(chǎn)生嚴重變形或開裂。

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