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2022-03-11
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[求助] 热处理影响材料的刚度吗?

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发表于 2013-4-27 22:32:48 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 tianma_liu 于 2013-4-27 22:34 编辑 5 z- D' ]) p" \9 Q9 A
0 }& `! X& \* |* s* ]
很多教材上说,热处理基本不影响材料的弹性模量,那么热处理影响材料的刚度吗??按理说不影响啊1 i5 P0 w( u4 x8 G/ q( L
可是,我的朋友做了一个实验,65Mn,厚3mm,长80mm,一端固定,一端垂直拉力,淬火后比淬火前变形小了一倍,这该如何解释呢??. K! w/ P( S+ J. ^; A  ]  n9 {
 楼主| 发表于 2013-4-27 22:33:54 | 显示全部楼层
同样的材料,冷拔的,热轧的,在同样约束和载荷的情况下,变形不同,又该如何解释?理解不了,大家如何看?
发表于 2013-4-27 23:16:18 | 显示全部楼层
热处理主要是调节硬度,消除材料内部的加工应力,改善零部件的机械性能,具体的我也不知要如何给你说

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发表于 2013-4-27 23:29:21 | 显示全部楼层
tianma_liu 发表于 2013-4-27 22:33 static/image/common/back.gif
; }. i9 z7 u4 E同样的材料,冷拔的,热轧的,在同样约束和载荷的情况下,变形不同,又该如何解释?理解不了,大家如何看?

; E% ?" c' _: _) r; S" T冷拔的有冷作硬化现象。
 楼主| 发表于 2013-4-28 07:46:43 | 显示全部楼层
threestone 发表于 2013-4-27 23:16 static/image/common/back.gif8 X3 L2 n# d: d- L$ n
热处理主要是调节硬度,消除材料内部的加工应力,改善零部件的机械性能,具体的我也不知要如何给你说

& x" y8 _( q/ H+ C是啊,问了好几个人,每个人的答案都不同,有好几个资深工程师都说热处理影响刚度,导致变形减少,这种机理是什么?
- i, s8 n" Q- F8 o' L' f  教材上说热处理、金相组织变化对弹性模量的影响很小啊,结构相同,约束、载荷也相同的话、弹性模量变化很小的情况下,刚度也就是位移不应该出现这么显著的差异啊
发表于 2013-4-28 09:30:20 | 显示全部楼层
3mm厚的材料,很容易变形的吧。还有采用什么方式淬火的?高频,还是比较原始的?淬火的时候金属内部产生很大的内应力,如果冷却速度过快,或者材料直径小,薄就很容易产生变形甚至破裂。一般高频淬火深度也就1mm左右到2mm这个样子,工频,中频就更高能达几十mm。不知道你采用的是什么淬火方式.....

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发表于 2013-4-28 13:53:59 | 显示全部楼层
这个多少还是有些影响的,里面的组织都改变了嘛
发表于 2013-4-28 15:19:42 | 显示全部楼层
感觉你说的概念有问题,你说的不是刚度,你说的就是一个杆件或者板件一头加力看看它的位移,就是一简支梁,刚度是抵御变形的能力,5 r" [' x9 M1 k& i
淬火一般是硬度的要求,相当于一个铁杆和一个钢杆位移的变化,但不是变形,不是弹性模量的关系

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发表于 2013-4-28 15:39:01 | 显示全部楼层
做的是弹性变形范围内的试验还是破坏试验,破坏试验那就别说了,是塑性的问题不是刚度问题
% j% W3 j/ u( T# ^如果是弹性变形范围内的试验那到是可以说明问题,不过就理论上来说变形大的那次肯定是产生屈服了,不是弹性变形。
5 ?) ~( e" A. H$ k个人意见,没做过试验,纯粹书本里理解来的

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发表于 2013-4-28 18:00:52 | 显示全部楼层
刚度反应零部件抗变形能力,强度反应零部件承受载荷的能力.
# |8 r) S0 O, ^我理解是热处理可以使两者都提高、

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 楼主| 发表于 2013-4-28 21:20:59 | 显示全部楼层
wwll13 发表于 2013-4-28 15:19 static/image/common/back.gif
- [  B( |& `/ M; |感觉你说的概念有问题,你说的不是刚度,你说的就是一个杆件或者板件一头加力看看它的位移,就是一简支梁,刚度 ...

& p' C( Q" v+ f1 y: p位移的大小变了,也就是刚度变了啊
8 p7 t; T1 |& \( o$ r2 b3 @以前的理解是热处理不影响刚度,现在明显影响了,所以困惑
发表于 2013-4-30 08:30:38 | 显示全部楼层
热处理的原理就是改变金属的内部晶体排列结构,达到表面硬度、整体刚度、消除应力等效果,热处理的种类不同、工艺不同能够得到不同的效果;如果是表面硬化,即达到了表面的刚性又达到了内部的韧性;

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发表于 2013-5-2 09:38:28 | 显示全部楼层
tianma_liu 发表于 2013-4-28 21:20 static/image/common/back.gif
8 s0 |* H: @- Z位移的大小变了,也就是刚度变了啊; N  n. U$ a+ S3 ]& w. K% H
以前的理解是热处理不影响刚度,现在明显影响了,所以困惑

* l; g: G# h' M' I$ \( x个人感觉不对刚度有影响,如果差距大了肯定有问题,能不能具体把你测试的过程和数据全发上来大家学习一下,9 _9 M0 d! h  T/ i$ M: }
发表于 2013-5-2 14:57:05 | 显示全部楼层
tianma_liu 发表于 2013-4-28 21:20 static/image/common/back.gif
" @9 E- J- [! z位移的大小变了,也就是刚度变了啊
9 a) L. z' S$ w以前的理解是热处理不影响刚度,现在明显影响了,所以困惑
# T) R* [/ @3 i+ ?; c7 n
理论上E值是不变的,即相同材料和形状的物理刚度应该相同。- ^6 c5 Y( j& i5 M2 @# h8 n% o
但有人在使用时的确发现有问题,如磨削内孔用的砂轮杆,淬火后的变形小些,有的为了提高刚度,还有采用硬质合金杆的。
发表于 2013-5-4 17:32:07 | 显示全部楼层
你做的好象是挠度,而不是刚度.
发表于 2013-5-6 09:04:38 | 显示全部楼层
从各种资料上可得出结论:热处理改变了材料的组织结构,但对材料的弹性模量E不会改变。也就是说材料的刚度不随热处理状态而改变。事实上在实践中可看出,材料经淬硬后会增加刚度。一段钢丝在热处理前可用手弯曲,但热处理后再弯曲感到费劲了就是个例子。
发表于 2013-5-6 16:13:13 | 显示全部楼层
应该不会改变,可能是内应力的影响
发表于 2013-5-7 16:25:36 | 显示全部楼层
具体形变位移有多大?撤力后能恢复原长吗?如果不能,就不是弹性变形,也就没法对比它们的刚度。
发表于 2013-6-18 02:17:02 | 显示全部楼层
弹性模量与刚度是两个概念,弹性模量是材料组成的性质,刚度是零件结构的性质
1 X8 ?1 L7 s2 d" {; s# w; h通过热处理、冷作、拉伸等和更改截面提高的是强度(屈服强度,拉伸强度)而不是弹性模量。

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发表于 2014-10-21 14:42:13 | 显示全部楼层
gaoyns 发表于 2013-5-6 09:04 static/image/common/back.gif. }( t: M2 z2 n) m
从各种资料上可得出结论:热处理改变了材料的组织结构,但对材料的弹性模量E不会改变。也就是说材料的刚度不 ...

. |5 D8 s( ^6 i+ h4 p3 U( b/ h钢丝的试验我也觉得奇怪啊,这不科学啊!
发表于 2014-11-9 18:52:38 | 显示全部楼层
弹性模量与刚度是两个概念,弹性模量是材料的性质,与材料的种类有关;刚度是零件结构的性质,与零件的截面形状有关。都是在力学性能测试时是其变形曲线的斜率,在发生弹性变形阶段的这两种特性都是热处理不能改变的。但是因为热处理可以有效地提高屈服强度,这时就会有明显的影响,也就是说可以改变斜线的长度。如果受到超过弹性变形的力,两种热处理状态的试件是会有较大的差别。
发表于 2014-11-10 09:09:21 | 显示全部楼层
弹性模量与刚度虽说概念不同,但材料的弹性模量是衡量材料刚度的指标。如果材料的弹性模量没变,材料的刚度也不会改变。
材料的弹性模量与刚度的关系.jpg
发表于 2015-1-8 13:12:16 | 显示全部楼层
材料的刚度和弹性模量是直接相关的。热处理基本不改变弹性模量。弹性模量与原子种类和原子的分布密度有关。说白了,弹性模量就是衡量把原子从平衡位置拉或压离时所需要的力量大小。理论上说,奥氏体的密度大于马氏体,其弹性模量是大于马氏体的。但其中的差距并不巨大。可以认为弹性模量与组织基本无关。至于楼主做的实验,淬火后变形小,说明你混淆了刚度与强度的概念。谈到刚度,一定是弹性变形的范畴。施加一个力在未淬火的东西上,这个力很可能超过材料的弹性极限,有了很多的塑性变形,才会有淬火后变形小很多的感觉。你重新做个实验,施加一个力,不要让未淬火的零件有塑性变形,记下弹性变形量,然后把零件淬火,再看看同样的力,能产生多大的变形。
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