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                不銹鋼管加工表面的冷硬與強度有關




                不銹鋼管經過冷加工之后,強度、硬度都要提高,而塑性則下降。這種現象叫做冷加工硬化,簡稱冷硬現象。厚壁不銹鋼管性能的這一改變,是由厚壁不銹鋼管材料在加工過程中的塑性變形造成的。變形越大,冷硬現象也就越嚴重。軟鋼的強度和塑性隨變形的增加而變化的情況。在厚壁不銹鋼管切削過程中,被切厚壁不銹鋼管在刀具的作用下產生很大的塑性變形,因而冷硬現象也是嚴重存在著的。是304不銹鋼厚壁管和不銹鋼lCr18N19Ti在切削加工后的顯微硬度分布情況。根據加工后的硬度分布,可以發現這樣一些規律:切屑的硬度比被切厚壁不銹鋼管的原始硬度有了很大的提高,這是因為切削層厚壁不銹鋼管變為切屑的過程中,發生了很大的塑性變形。切屑的硬化程度直接影響著切屑的連續與折斷。塑性變形越大,硬化程度越高,切屑繼續變形的能力越差,也就越容易折斷。

                切屑底層的厚壁不銹鋼管除了基本變形之外,還要產生摩擦變形。因此,切屑底層與切屑其它部分相比,硬度更高些。這一點在304不銹鋼厚壁管的顯微硬度分布圖上反映得很清楚。在不銹鋼lCr18N19Ti的顯微硬度分布圖上,切屑底層硬度比切屑其它部分高的情況不如304不銹鋼厚壁管那樣顯著,這是由于材料的導熱系數低,切屑與刀具前刀面之間摩擦所產生的熱量集中在切屑底層,從而使切屑底層發生一定程度軟化的緣故。

                在切削過程中,已加工表面也將產生塑性變形。因為基本變形區有時會深入到已加工表面以下;刃前變形區包括已加工表面以下的一定深度;已加工表面最后形成之前,由于后刀面的摩擦,將再一次產生塑性變形。因而在已加工表面以下的一定深度范圍內也會出現冷硬現象。

                厚壁不銹鋼管切削加工的冷硬現象通常是指已加工表面而言。因為已加工表面的冷硬現象對厚壁不銹鋼管切削加工有著直接的影響。它將給下一工序的加工造成困難,會增加刀具的磨損。更重要的是影響零件的表面質量。因為冷硬現象往往是與表面的殘余應力和微細裂紋同時出現的,這將使零件表層材料性能降低,弱剛性零件還會發生變形。所以,在零件的最后加工,尤其是精加工時,減小冷硬現象的影響是不可忽略的一個方面。

                切削過程中的冷硬現象還將影響到加工方法的確定,工藝順序的安排,刀具幾何參數和切削用量的選擇。例如,在切削高錳鋼時往往選用較大的走刀量,就是為了使刀刃能超越硬化層從而減小刀具磨損。冷硬現象固然有上述不利影響,但也有可以利用的一面。因為冷硬現象可以提高已加工表面的硬度、強度和耐磨性。因此,在能夠控制殘余應力特別是能避免已加工表面出現微細裂紋的條件下,例如滾壓加工,可以利用冷硬現象在一定程度上改善零件的使用性能。




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