热处理残余力是指什么?
2025-12-11 来自: 长沙上热热处理有限公司 浏览次数:10
热处理残余力是指金属工件经过淬火、回火、退火、正火等热处理工艺后,在没有外部载荷作用的情况下,内部依然残留的应力。它是热处理过程中,工件内部因温度分布不均、组织转变不一致等因素导致的“内应力”,不会随工艺结束而消失,会长期存在于工件内部,直接影响工件的尺寸稳定性、强度、韧性甚至使用寿命。
从产生根源和表现形式来看,长沙热处理厂家工作人员讲解热处理残余力主要可分为以下两类:

1、热应力
源于热处理时工件各部位温度变化不同步。加热阶段,工件表面升温快、先膨胀,而心部温度低、膨胀慢,表面的膨胀会受到心部的阻碍,产生压应力;冷却阶段则相反,表面冷却快、先收缩,心部冷却慢、收缩滞后,表面收缩被心部牵制,进而形成拉应力。这种因热胀冷缩差异产生的应力,就是热应力。比如大型锻件淬火时,表面与心部温差大,热应力会尤为明显。
2、组织应力
金属在热处理过程中(尤其是淬火)会发生金相组织转变,而不同组织的比体积(单位质量的体积)不同。例如钢淬火时,奥氏体转变为马氏体,马氏体的比体积大于奥氏体,体积会膨胀。由于工件各部位组织转变的时间、程度不一致(表面先完成转变、心部后转变),先转变的部位体积膨胀会受到未转变部位的限制,未转变部位后续转变时又会受到已转变部位的阻碍,由此产生的应力即为组织应力。

根据残余力在工件内部的分布范围,还可分为宏观残余力(作用于整个工件,影响整体尺寸精度,比如轴类零件淬火后可能出现的弯曲变形,就是宏观残余力导致)和微观残余力(存在于晶粒内部或晶粒之间,主要影响工件的疲劳强度、耐磨性等力学性能)。
适度的残余压应力能提升工件疲劳寿命,但过大的残余拉应力则容易导致工件开裂、变形,因此实际生产中常通过回火、时效处理、振动时效等方式,来调整或消除有害的热处理残余力。