
【机】 quenching stress
quench
【计】 hardening
【化】 hardening; quench; quenching
【医】 quenching
stress
【化】 stress
【医】 stress
淬火应力的汉英词典角度解释
1. 中文定义(淬火应力)
淬火应力(Cuìhuǒ Yìnglì)指金属材料在淬火过程中因快速冷却导致内部温度分布不均,或相变(如奥氏体向马氏体转变)时体积变化不同步而产生的内应力。这种应力分为热应力(由温差引起)和相变应力(由组织转变引起),若未有效消除,可能引发工件变形或开裂。
来源:中国机械工程学会《材料热处理术语》
2. 英文对应术语(Quenching Stress)
英文术语 "quenching stress" 专指淬火工艺中产生的瞬态或残余应力(residual stress)。其核心机制是材料表面与心部的冷却速率差异(thermal gradient)及相变膨胀系数不匹配(transformation mismatch),导致内部拉应力或压应力的积累。
来源:ASM International《材料工程术语词典》
3. 专业定义扩展
淬火应力本质上是残余应力的一种,其数值可通过以下公式估算:
$$
sigma_{text{res}} = E cdot alpha cdot Delta T cdot Phi
$$
其中 (E) 为弹性模量,(alpha) 为热膨胀系数,(Delta T) 为临界冷却温差,(Phi) 为相变约束系数。高碳钢淬火时表面常形成压应力(提升耐磨性),而心部拉应力可能引发开裂,需通过回火(tempering)调控。
来源:剑桥大学材料系《金属相变与应力分析》
淬火应力是金属材料在淬火过程中因温度变化和相变产生的内部应力,主要由以下两类应力叠加形成:
由于工件表面与芯部冷却速度差异导致。快速冷却时,表层先收缩,而芯部仍处于高温膨胀状态,产生收缩不均的拉应力或压应力。这种应力在冷却初期最为显著,可能引发塑性变形。
奥氏体向马氏体转变时,体积膨胀约4%产生的应力。由于表层与芯部相变不同步(表层先发生马氏体转变),导致内部相互牵拉。组织应力在低温阶段(Ms点以下)逐渐积累,易引发开裂风险。
两类应力叠加可能导致工件变形或开裂。降低淬火应力的方法包括:
需要说明的是,淬火应力是金属强化过程中不可避免的副产物,需通过工艺优化控制在安全范围内。更多技术细节可参考道客巴巴和豆丁网的专业文献。
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