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淬火介质在锡基合金厚板中的应用分析
 
    一、实验材料及方法
    实验材料为锡基合金轧制板。锡基合金板材尺寸200mm*50mm*8mm,试样的长度方向均为轧向。锡基合金试样热处理机制为从室温开始,每小时升高100℃,保温10min,固溶温度达到480℃保温2h后浸没淬火,空中转移时间小于5s。残余应力测量设备为衍射仪;锡基合金板形测量采用三坐标测量仪。
    二、实验结果及讨论
    采用裂纹柔度法得到的聚合物淬火介质中锡基合金厚板残余内应力分布情况。可直观表现出该分布曲线的三个参数分别为表面残余压应力、零应力层位置与内部残余拉应力峰值,而该淬火样结构残余应力主要表现为:表层压应力与内部拉应力区整体上需达到应力平衡状态;应力分布形式上由表层的压应力逐渐转向内部拉应力状态;随温度升高与浓度增加,残余应力值降低,0应力层内移。表面残余压应力水平及其影响深度决定了整体应力分布状态,姑淬火残余应力场分布特性基本可通过表面残余应力与0应力层位置来表征。
    在淬火液的淬火过程与该聚合物的逆溶点紧密相关,淬火开始时为蒸汽膜阶段,高温试件使淬火介质逆溶析出,锡基合金试件表面形成聚合物膜覆盖层,控制周围介质吸收热量速率,冷却速度较快;接着进入蒸汽沸腾阶段,当锡基合金试件表面冷却至介质逆溶点时,聚合物膜崩溃溶解,锡基合金试件表面出现大量气泡,冷却速度很快;最后进入对流冷却阶段,锡基合金试件温度降低造成冷却速率减缓,淬火过程趋于稳定。
    淬火温度对锡基合金试样淬火后表面残余应力有重要影响。随温度升高,热交换速率降低,冷却趋于稳定均匀,锡基合金厚板内外层温度差减小,热应力也趋于减小,故压应力区域拉应力区中的淬火残余应力值都将减小。
 
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