1.什么是时效变形?

时效变形是零件放置在常温下所发生变形(尺寸变化、变形)的总称,也被称为长年时效变化。在块规及千分尺等精密测量工具中,这种时效变形是不允许的。

淬火零件时效变形的表现形式是最初膨胀,然后收缩。而这种膨胀.收缩的变化随着钢的含碳量不同而显著不同。图4一1和图4一-2表示油淬和水淬过的碳钢时效变形的情况。淬火件在常温放置中的膨胀是由残余奥氏体的马氏体化引起的,其收缩是由马氏体分解引起的。

2.产生时效变形的原因是什么?

时效变形的原因是淬火时存在不稳定组织(残余奧氏体及马氏体)和残余应力,而祸首是残余奥氏体。要想用淬火使之达到某种程度的硬度,无论如何也无法避开残余奥氏体的存在。因此,淬火硬化的零件多多少少都有时效变形,这是不可避免的现象。

残余奥氏体在常温下的变化是缓慢的,没完没了地拖延下去.根据英国G.T. Brown的报告,在Cranbrook Kent遗迹.上发掘出来的钢片(成分为W1工具钢,1.2%C,0.2%Si,0.03% S.0.025,P0.025)是公元100年时的东西,是水淬而成的马氏体组织,生有淬火裂纹。据说在其硬化的部位上还存在有15~20%的残余奥氏体。经过长达1860年之久仍存在残余奥氏体,可见其转变是多么缓慢!

3、如何防止时效变形

时效变形的原因是淬火残余奥氏体马氏体化时的膨胀和马氏体的分解收缩。所以,为防止时效变形,首先应当消除不稳定的残余奥氏体,使之稳定。在使残余奥氏体稳定的方法中首先应考虑冷处理法。通过冷处理使残余奥氏体马氏体化,接着最好在200~250C的温度下回火,使马氏体稳定。

冷处理用普通冷处理(一80℃左右)就可以了,但如果用超冷处理(-196℃),则不仅能防止时效变形。而且还能有效地提高零件的耐磨性。冷处理后,当然要进行回火处理。

在300℃以上回火时,残余奥氏体被分解,马氏体也变为屈氏体及索氏体稳定,因此无需担心时效变形。采用200℃左右的温度回火,不但零件耐磨,而且不变形。例如,为防止块规及金属量具等的时效变形,绝对需要进行冷处理和回火处理的联合作业。另外这样的回火以重复2~3次为有效。无论如何,冷处理加上回火(2次)是防止时效变形有效而适宜的方法。