
【機】 quenching stress
quench
【計】 hardening
【化】 hardening; quench; quenching
【醫】 quenching
stress
【化】 stress
【醫】 stress
淬火應力的漢英詞典角度解釋
1. 中文定義(淬火應力)
淬火應力(Cuìhuǒ Yìnglì)指金屬材料在淬火過程中因快速冷卻導緻内部溫度分布不均,或相變(如奧氏體向馬氏體轉變)時體積變化不同步而産生的内應力。這種應力分為熱應力(由溫差引起)和相變應力(由組織轉變引起),若未有效消除,可能引發工件變形或開裂。
來源:中國機械工程學會《材料熱處理術語》
2. 英文對應術語(Quenching Stress)
英文術語 "quenching stress" 專指淬火工藝中産生的瞬态或殘餘應力(residual stress)。其核心機制是材料表面與心部的冷卻速率差異(thermal gradient)及相變膨脹系數不匹配(transformation mismatch),導緻内部拉應力或壓應力的積累。
來源:ASM International《材料工程術語詞典》
3. 專業定義擴展
淬火應力本質上是殘餘應力的一種,其數值可通過以下公式估算:
$$
sigma_{text{res}} = E cdot alpha cdot Delta T cdot Phi
$$
其中 (E) 為彈性模量,(alpha) 為熱膨脹系數,(Delta T) 為臨界冷卻溫差,(Phi) 為相變約束系數。高碳鋼淬火時表面常形成壓應力(提升耐磨性),而心部拉應力可能引發開裂,需通過回火(tempering)調控。
來源:劍橋大學材料系《金屬相變與應力分析》
淬火應力是金屬材料在淬火過程中因溫度變化和相變産生的内部應力,主要由以下兩類應力疊加形成:
由于工件表面與芯部冷卻速度差異導緻。快速冷卻時,表層先收縮,而芯部仍處于高溫膨脹狀态,産生收縮不均的拉應力或壓應力。這種應力在冷卻初期最為顯著,可能引發塑性變形。
奧氏體向馬氏體轉變時,體積膨脹約4%産生的應力。由于表層與芯部相變不同步(表層先發生馬氏體轉變),導緻内部相互牽拉。組織應力在低溫階段(Ms點以下)逐漸積累,易引發開裂風險。
兩類應力疊加可能導緻工件變形或開裂。降低淬火應力的方法包括:
需要說明的是,淬火應力是金屬強化過程中不可避免的副産物,需通過工藝優化控制在安全範圍内。更多技術細節可參考道客巴巴和豆丁網的專業文獻。
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