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内燃机气门弹簧循环快速加热淬火工艺

  • 发布时间:2019-08-29

  • 编辑:东莞弹簧厂

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  内燃机气门弹簧正在向高应力方向发展,更大工作应力已达到780MPa。但是,使用50CrVA钢丝制成的弹簧,按照常规淬火回火工艺处理,在这样高的应力下,其疲劳寿命仅能达到10的6次方。为提高气门弹簧在高应力下的疲劳寿命,进行了50CrVA钢弹簧的循环快速加热淬火工艺。

  

  普通淬火回火处理后的晶粒度约为10级,而经循环快速加热淬火后的晶粒度可达13~14级。晶粒大约细化了3~4级。次加热淬火后获得的非平衡马氏体组织在第二次盐炉加热时,属于中速加热,奥氏体化将被推移到较高的、接近Ac3的温度进行,此时奥氏体将在原奥氏体晶界、板条马氏体束界甚至束内等处形核并长成细小的颗粒状奥氏体,而且,由于次淬火形成的马氏体中有大量的位错和孪晶,使重新加热时形核部位增多,也有细化晶粒的作用。再加上第二次加热时间较短,晶粒来不及长大,使晶粒细化。

  

  循环快速加热淬火并回火后的强度比普通淬火回火提高3%,断面收缩率提高5%。强度和塑性的同时提高,是由于奥氏体晶粒细化,循环加热淬火对高应力弹簧疲劳寿命的影响晶界面积增大,淬火后生成的马氏体尺寸变小。晶界比晶内有更高的强度,位错由晶内滑移到晶界时,由于各晶粒之间的位向不同,增加了滑移阻力。并且晶粒越细,裂纹扩展路程越曲折,因而所消耗的能量越大。晶粒越细,单位体积内总晶界面积越大,有害杂质在晶界上偏析的平均浓度就越低,杂质的有害作用减轻,使韧性提高。由于单位体积中晶粒数增多,同样的形变量可分散在更多的晶粒中发生,产生较均匀的变形,不致引起裂纹的过早萌生和发展,因而断裂前可产生较多的塑性形变量,提高了塑性。减小马氏体尺寸确能提高强度,还不损失塑性。


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