影响塑料制品内应力的因素分析

影响塑料制品内应力的因素分析
影响塑料制品内应力的因素分析

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影响塑料制品内应力的因素分析

作者:蔡涛

来源:《中国新技术新产品》2016年第04期

摘要:本文主要讲了塑料制品内应力生成的原理,并且介绍了对它产生影响的高聚物的

结构和其成型条件,并提出了如何将工业技术优化来对塑料品的内应力大幅度降低。

关键词:注塑;制品;内应力;因素;原理

中图分类号:TQ320 文献标识码:A

当今时代下社会主义市场经济不断发展,各个行业都对于塑料制品进行着大肆应用,比如说电器、汽车,又或者是食品行业,但是因为很多的注射类塑料品都不同程度的有着一些残余内应力,导致了注射类塑料品在使用和保存的时候产生了异变,比如说收缩变形、断裂扭曲等等,这极大的缩短了塑料制品使用寿命。故塑料制品的内应力成了大家想去了解和解决的新话题,我这里主要归纳总结这部分一些研究成果。

注射类塑料制品中的残余内应力分为三类:非均匀收缩应力、分子取向冻结应力、构型体积应变应力。注射制品中内应力大小受到两方面影响:高聚物分子的结构和加工注射成型的工艺水平。其中第一类和第三类的消除方式用热处理的退火方式,这个比较容易,第二类的消除方式则是提高注射工艺水平,因为这是注射过程中形成的,原理是减少高分子取向,降低脆性从而降低内应力,最终得到塑料制品的稳定性和长久性。

1 内应力生成的原理

1.1 影响制品内应力的高聚物分子结构

分子结构对注塑件内应力的大小与分布有影响。会影响塑料的残余应力有分子链的硬度、相互关系,取代基在分子链上的大小、极端性。在高弹形变的外力受力过程中,由于分子链刚性大,流动性差、溶度高和高聚物分子活性差,会导致高聚物的熵减少,改变之后具有不稳定性,所以会随着外力减小直到消失恢复原状,变成分子活性较差不能快速复原的带有残余内应力的制品。增加分子之间的作用关系可以让分子结合的更好并增强分子链刚性,分子链中有羰基、酯基、以及苯撑基、腈基更容易结合。表1展现了高聚物分子链刚性品的内应力状况。

1.2 非均匀收缩应力

非均匀收缩应力产生是高温熔体进入低于熔体温度的型腔,与其接触的表面降温迅速,内部降温缓慢,芯收缩率就低,内外收缩程度的不同最后从而产生了不同温度层次,所以表面受拉应力,外部受压应力。不过在现实生活中,开始阶段一般内部芯温度高于外部不容易产生非均匀收缩,但是随着温度不断的改变,内部就会紧缩,外部表层就会阻碍内部收缩,从而达到

影响塑料制品褪色的四个因素

影响塑料制品褪色的四个因素 塑料着色制品受多种因素影响会发生褪色。塑料着色制品的褪色与颜料、染料的耐光性、抗氧性、耐热性、耐酸碱性以及所用树脂的特性有关。应根据塑料制品的加工条件和使用要求,在生产母料时对所需颜料、染料、表面活性剂、分散剂、载体树脂和防老化助剂的上述性能进行综合评定后才可选用。 1、耐光性着色剂的耐光性直接影响制品的褪色,受强光照射的室外制品,所用着色剂的耐光(耐晒)等级要求是一个重要指标,耐光等级差,制品在使用中会很快褪色。耐候制品选用的耐光等级应不低于六级,最好选用七、八级,室内制品可选四、五级。载体树脂的耐光性能对颜色的变化也有较大影响,紫外线引发的树脂照射后其分子结构发生变化出现褪色。在母料中加入紫外线吸收剂等光稳定剂,可提高着色剂和着色塑料制品的耐光性能。 2、耐热颜料的热稳定性是指在加工温度下颜料热失重、变色、褪色的程度。无机颜料的成份为金属氧化物、盐类,热稳定性好,耐热性能高。而有机化合物的颜料则在一定温度下会发生分子结构的变化和少量分解。特别是PP、PA、PET制品,加工温度在280℃以上,在选着色剂时一方面要注重颜料的耐热度,一方面要考虑颜料的耐热时间,通常要求耐热时间为4—10m。

3、抗氧化性某些有机颜料在氧化后发生大分子的降解或发生其他变化而逐渐褪色,此过程一是加工中的高温氧化,二是遇强氧化剂(如铬黄中的铬酸根)发生的氧化。色淀、偶氮颜料与铬黄混合使用后,红色会逐渐减退。 4、耐酸碱性着色塑料制品的褪色和着色剂的耐化学品(耐酸碱性、耐氧化还原)有关。如钼铬红耐稀酸,但对碱敏感,镉黄不耐酸,这二种颜料和酚醛树脂对某些着色剂起强还原作用,严重影响着色剂的耐热性、耐候性并发生褪色。

塑料制品与环境保护

塑料制品与环境保护 The manuscript was revised on the evening of 2021

重庆科技学院 塑料制品与环境保护 院(系):电气与信息工程学院 专业班级:自动化2014-01 学生姓名:石玉翠 学号:21 2017年 6 月 18 日

摘要 想必大家都知道目前塑料制品在各个领域都得到广泛使用,也与我们日常生活中不可缺的或是每天都会接触,而且塑料制品富有装饰性,可以制成透明的制品,也可制成各种颜色的制品,色泽美观、耐久。可是塑料制品同时也给我们的生活环境带来污染和损害。因而,本文主要讲述了塑料制品最根本的危害以及分析现今难以抑制的原因和最终提出了一些措施。 关键词:塑料制品污染危害环境

在我们的身边有很多关于塑料制品的现象:在大学校园中,有很多学生不想去食堂吃饭,觉得去食堂太麻烦、太遥远而买外卖或者请同学打包带回寝室;有的同学则是买零食带回寝室;甚至有的同学是直接在相关APP上买食物。而他们所买的的一切所用的包装都是塑料制品。如:饭盒、零食包装袋、购物袋。现如今随着科技的发展,生活水平也得以提升,在家也可以在网上买到自己需要的一些用品、食品等,而收到的包裹大多都是用塑料袋包装。在学校经常可以看见垃圾箱都是满满的塑料快递袋。而回到家乡,家乡的路上随处可见有已久的塑料袋也有刚扔的,若去河边走走更是白白一片在河面上。 塑料制品提高了人类现代日子的质量,推动了人类社会文明的前进。与大家日子休戚相关的吃、穿、住、行、通讯和文娱等都和塑料制品结下了不解之缘,塑料已经成为大家平时日子不行短少的一部分。是环保疑问让大家对塑料袋发生了讨厌情绪。而污染环境疑问的不在塑料自身,更要害的是要对运用后的塑料袋做到及时的、科学的收回、利用、无污染的处理,变废为宝!以石油为原料可以制得乙烯、丙烯、氯乙烯、苯乙烯等,这些物质的分子在一定条件下能相互反应生成分子量很大的化合物(即高分子):聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯。从上世纪六十年代开始,塑料进入广泛实用阶段。由于塑料具有很多优点:它取材容易,价格低廉,加工方便,质地轻巧,因此塑料一问世,便深受世界欢迎,它迅速渗入到社会生活的方方面面,塑料被制成碗、杯、袋、盆、桶、管等。随着塑料产量不断增大,成本越来越低,我们用过的大量农用薄膜、包装用的塑料袋和一次性塑料餐具在使用后被抛弃在环境中,给景观和环境带来很大破坏。由于塑料包装物大多呈白色,它们造成的环境污染被称为白色污染。 一、塑料制品的危害 塑料的危害塑料垃圾中,一次性塑料袋、塑料饭盒占的比例较大。塑料垃圾增长最明显的是热闹市区和消费水平较高的生活区。其危害有:(1)塑料填埋破坏土壤结构。将塑料和其他垃圾一起埋入土壤,是人类处理垃圾的常见方式。但塑料是不可降解的,哪怕深埋入土,塑料200年也不会腐烂降解,它对土壤结构具有极大的破坏性。农用塑料薄膜老化后,残留在田间的碎片不会分解腐烂,影响农作物吸收水分和养分,导致农作物减产。塑料容易成团成捆,它甚至能堵塞水流,造成水利设施、城市设施故障,酿成灾害。(2)焚烧塑料污染空气。由于土地资源有限,除了填埋,人们还会对塑料和其他垃圾进行焚烧处理。焚烧塑料会产生大量有害气体和有毒烟尘,不仅破坏臭氧层,很大一部分还会被人吸入体内,严重危害人类身体健康。(3)塑料乱扔污染视觉环

热处理应力及其影响

热处理应力及其影响热处理残余力是指工件经热处理后最终残存下来的应力,对工件的形状, ;尺寸和性能都有极为重要的影响。当它超过材料的屈服强度时, ;便引起工件的变形,超过材料的强度极限时就会使工件开裂,这是它有害的一面,应当减少和消除。但在一定条件下控制应力使之合理分布,就可以提高零件的机械性能和使用寿命,变有害为有利。分析钢在热处理过程中应力的分布和变化规律,使之合理分布对提高产品质量有着深远的实际意义。例如关于表层残余压应力的合理分布对零件使用寿命的影响问题已经引起了人们的广泛重视。 一、钢的热处理应力工件在加热和冷却过程中,由于表层和心部的冷却速度和时间的不一致,形成温差,就会导致体积膨胀和收缩不均而产生应力,即热应力。在热应力的作用下,由于表层开始温度低于心部,收缩也大于心部而使心部受拉,当冷却结束时,由于心部最后冷却体积收缩不能自由进行而使表层受压心部受拉。即在热应力的作用下最终使工件表层受压而心部受拉。这种现象受到冷却速度,材料成分和热处理工艺等因素的影响。当冷却速度愈快,含碳量和合金成分愈高,冷却过程中在热应力作用下产生的不均匀塑性变形愈大,最后形成的残余应力就愈大。另一方面钢在热处理过程中由于组织的变化即奥氏体向马氏体转变时,因比容的增大会伴随工件体积的膨胀, ;工件各部位先后相变,造成体积长大不一致而产生组织应力。组织应力变化的最终结果是表层受拉应力,心部受压

应力,恰好与热应力相反。组织应力的大小与工件在马氏体相变区的冷却速度,形状,材料的化学成分等因素有关。实践证明,任何工件在热处理过程中, ;只要有相变,热应力和组织应力都会发生。 ;只不过热应力在组织转变以前就已经产生了,而组织应力则是在组织转变过程中产生的,在整个冷却过程中,热应力与组织应力综合作用的结果, ;就是工件中实际存在的应力。这两种应力综合作用的结果是十分复杂的,受着许多因素的影响,如成分、形状、热处理工艺等。就其发展过程来说只有两种类型,即热应力和组织应力,作用方向相反时二者抵消,作用方向相同时二者相互迭加。不管是相互抵消还是相互迭加,两个应力应有一个占主导因素,热应力占主导地位时的作用结果是工件心部受拉,表面受压。 ;组织应力占主导地位时的作用结果是工件心部受压表面受拉。 二、热处理应力对淬火裂纹的影响存在于淬火件不同部位上能引起应力集中的因素(包括冶金缺陷在内),对淬火裂纹的产生都有促进作用,但只有在拉应力场内( ;尤其是在最大拉应力下)才会表现出来,;若在压应力场内并无促裂作用。淬火冷却速度是一个能影响淬火质量并决定残余应力的重要因素,也是一个能对淬火裂纹赋于重要乃至决定性影响的因素。为了达到淬火的目的,通常必须加速零件在高温段内的冷却速度,并使之超过钢的临界淬火冷却速度才能得到马氏体组织。就残余应力而论,这样做由于能增加抵消组织应力作用的热应力值,故能减少工件表面上的拉应力而达到抑

塑料制品的不良原因与对策

目录 1,白点 2,顶白 3,接合纹4,烧焦暗纹5,飞边 6,玻纤纹7,放射纹8,气泡 9,热气泡10,水迹纹 11,充填不足12,错位痕迹13,表面光泽不均14,冷料头 15,缩水 16,排气不良17,颜色不均

1,白点 表面现象 浇口附近有未溶化的颗粒。对薄壁制品来说是不可能获得光滑的表面。物理原因 由于薄壁制品生产成型周期短,因此通常都以很高的螺杆转速进行塑化造成熔料在螺杆料筒内残留时间缩短。 在碰到薄壁制品生产的时候,通常包括PE 和PP ,模具工会试着降低熔料温度以缩短冷却时间,因此,未完全溶化的颗粒也会被注射进模具内。增加料筒温度降低螺杆转速增加螺杆背压延长循环时间 料熔温度太低 螺杆转速太高(停留时间短)螺杆背压太低 循环时间短,即熔料在料筒内停留时间太短 对策与工艺参数有关的愿因

选用适当几何形状设计的螺杆增加螺杆长径比,如23:1到26:1使用较大的料筒以缩短行程不合理的螺杆几何形状(进料,压缩,混合,剪切区等)螺杆长径比L :D 太小要求的工作容积太高 (一次注射重量与机器最大注射重量的比例太高) 对策 与设计有关的愿因 1,白点 左图: 用PP 料制成的脸盆在料头附近有未熔化的颗粒,这是因为料筒温度太低及螺杆背压太低

1,白点 下图: PE做成的容器在整个底部显现出许多未熔化的颗粒:计量距离,即 螺杆行程的利用率,对相对较短的循环周期来说太长,导致材料在料筒内的残留时间太短,来不及融化。

2,顶白 表面现象 在制品面对喷嘴一侧,具体在顶出杆位于模具顶出一侧的地方发现应力泛白和应力升高的现象。 物理原因 如果必须的脱模力太高或顶出杆的截面积相对较小,此处的表面压力会很高,在顶出时发生变形,最终造成顶出部位泛白。 降低保压压力缩短保压时间将保压切换提前延长冷却时间降低顶出速度 保压压力太高保压时间太长保压切换太迟冷却时间太短顶出速度过快 对策 与工艺参数有关的愿因

薄膜应力测试方法

薄膜的残余应力测试 一、薄膜应力分析 图一、薄膜应变状态与应力 薄膜沉积在基体以后,薄膜处于应变状态,若以薄膜应力造成基体弯曲形变的方向来区分,可将应力分为拉应力(tensile stress)和压应力 (compressive stress),如图一所示。拉应力是当膜受力向外伸张,基板向内压缩、膜表面下凹,薄膜因为有拉应力的作用,薄膜本身产生收缩的趋势,如果膜层的拉应力超过薄膜的弹性限度,则薄膜就会破裂甚至剥离基体而翘起。压应力则呈相反的状况,膜表面产生外凸的现象,在压应力的作用下,薄膜有向表面扩张的趋势。如果压应力到极限时,则会使薄膜向基板内侧卷曲,导致膜层起泡。数学上表示方法为拉应力—正号、亚应力—负号。 造成薄膜应力的主要来源有外应力 (external stress)、热应力 (thermal stress) 及內应力 (intrinsic stress),其中,外应力是由外力作用施加于薄膜所引起的。热应力是因为基体与膜的热膨胀系数相差太大而引起,此情形发生于制备薄膜時基板的温度,冷卻至室温取出而产生。內应力则是薄膜本身与基体材料的特性引起的,主要取决于薄膜的微观结构和分子沉积缺陷等因素,所以薄膜彼此的界面及薄膜与基体边界之相互作用就相當重要,這完全控制于制备的参数与技术上,此为应力的主要成因。 二、薄膜应力测量方法

测量薄膜内应力的方法大致可分为机械法、干涉法和衍射法三大类。前两者为测量基体受应力作用后弯曲的程度,称为曲率法;后者为测量薄膜晶格常数的畸变。 (一)曲率法 假设薄膜应力均匀,即可以测量薄膜蒸镀前后基体弯曲量的差值,求得实际薄膜应力的估计值,其中膜应力与基体上测量位置的半径平方值、膜厚及泊松比(Poisson's ratio) 成反比;与基体杨氏模量 (Es,Young's modulus)、基体厚度的平方及蒸鍍前后基体曲率(1/R)的相对差值成正比。利用这些可测量得到的数值,可以求得薄膜残余应力的值。 1、悬臂梁法 薄膜沉积在基体上,基体受到薄膜应力的作用发生弯曲。当薄膜的应力为拉应力时,基体表面成为凹面,若为压应力,基板的表面变为凸面。于是可以将一基体的一端固定,另一端悬空,形成机械式悬臂梁,如图二所示。测量原理为将激光照在自由端上的一点,并在沉积薄膜后再以相同方法测量一次,得到反射光的偏移量,进而求得薄膜的残余应力。 图二、悬臂梁法示意图 2、牛顿环法 本法是利用基体在镀膜后,薄膜产生的弯曲面与一参考平面,产生干涉条纹的牛顿环,利用测量到的牛顿环间距与条纹数,推算基体的曲率半径R,其中R 与牛顿环直径之平方差成正比,并与波长的4倍、牛頓环条纹数的差成反比,將所求得的R帶入牛顿环应力公式,可求出残余应力值 (如图三)。

塑料对环境的污染

塑料在加工制造、使用、废弃过程中带来的环境问题以我所在的平面设计专业为例,我们专业经常会使用塑料制品进行设计制作,此文则是对塑料在加工制造、使用、废弃过程中带来的环境问题进行说明。 一、生产过程中的环境问题 这里所指的生产过程主要是指高分子化合物的制备及其成型加工过程。 1.高分子化合物制备时的环境问题 在原材料方面,由于用来制造高分子化合物的某些单体是有毒的,会造成一定的环境污染和对人体健康的伤害,如氯乙烯、丙烯酸酯类等单体。因此,在生产过程中必须尽量避免单体的泄漏,减少高分子化合物中残留单体浓度。 在采用有毒原料的生产方法方面,方法不当也会造成环境问题。如采用界面缩聚方法生产聚碳酸酯(PC),原料之一的光气是剧毒的有机化合物,即使吸人微量也很危险。又如,以氰化法生产有机玻璃的单体是甲基丙烯酸甲酯,采用剧毒的氢氰酸作原料,吸入微量也足以致人死亡。 在高分子生产时,产生的废液、废弃物也会引起环境问题。如溶液聚合法生产各种工程塑料时会使用大量有机溶剂,PVC悬浮聚合和ABS乳液聚合等过程则会使用大量水,为除去、洗涤、回收、处理这些废液,不仅需要高额的设备投资和昂贵的操作费用,而且还会带来环境的污染。树脂制备和加工时形成的废弃物,如黏釜物、过渡料、落地料、齐聚物等也是固体废弃物的一类。 2.加工过程中的环境问题 加工过程中的环境问题包括:使用重金属添加剂,如PVC塑料中用作稳定剂的镉系,铅系等重金属化合物的毒性以及粉尘污染问题;使用氟氯烃做发泡剂引起的问题,氟氯烃是破坏地球高空臭氧层的罪魁祸首,但氟氯烃常被用作制冷剂和制备PU泡沫塑料等的发泡剂,我国已在有关国际公约上签字,承诺在2010年停止使用氟氯烃;使用增塑剂,如用于软质聚氯乙烯塑料及某些涂料中,加工时受热的增塑剂会以微粒形式飞溅到空气中,即使在使用过程中,增塑剂也会通过挥发、渗出等析出,使环境变坏,危及人类,影响作物生长。据报道,已经在大气、土壤、木材、食品和人体中检出增塑剂。专家分析认为,人体中增塑剂是通过饮用水、进食、呼吸和皮肤接触(如化妆晶、驱蚊油)等途径进入的。某些增塑剂虽属微毒和无毒,但由于难以生物降解,易于生物富集,经动物实验证明有致癌作用。 塑料包装物滥用随处丢弃造成白色污染 现在城乡结合部的道路两侧,树枝上飘满塑料袋和塑料薄膜,铁路沿线的路坡上、商业街、车站、码头、农贸市场周围各种废弃的塑料袋、快餐盒、饮料瓶随处可见。有关资料介绍,我国1995年塑料制品总产量已接近700万吨,其中用于包装的占25%(170万吨),其中有50万吨包装物将作为废弃物抛弃。据对北京、天津、上海三大城市抽样调查,塑料包装袋18~25亿个,人均每日1个;每年一次性快餐盒1.5~2.2亿个,每天约50~60万个;农用薄膜每年约675万平方米及几亿个饮料瓶。虽然这些品种总重量全年在5~6万吨,是城市固体废弃物(垃圾)总重量的7%~10%,但由于量大、面广、质轻、回收价值低,大部分进入城市固体废弃物处理系统,另一部分是日常公众乱扔未能随垃圾处理系统处理的塑料包装物构成塑料垃圾,影响市容景观,构成白色污染的主要根源。由于其塑料垃圾的不可降解性,因此随意丢弃给环境景观、公共卫生、城市设施、生态平衡均造成不同程度的影响。 塑料包装物随意丢弃或堆放管理不善给环境景观带来影响 由于此类物质质轻,因而随便丢弃会给城市及作者单位:天津市劳动卫生职业病研究所(300204)旅游景点带来脏乱。在繁华街道、旅游圣地大量散落、随风飘扬的塑料包装物不是飘落在路旁绿地就是高挂到树枝上,给环卫工人造成麻烦并使得美丽的城市大煞风景,与文明整洁城市极不相称,因而治理白色污染是保持卫生城市及树立干净整洁世界大城市形象的重要方面。 废弃塑料包装物是蚊蝇和细菌的孳生地 由于废弃塑料包装物上的残留物质,如快餐盒的食物残渣、饮料瓶中的糖份等都会给蚊蝇和细菌提供生存和繁殖的温床,尤其是春夏季,一些常见微生物如芽胞杆菌属、无色杆菌属、八叠球菌属、旧球菌属等都可

热处理变形的原因

热处理变形的原因 在实际生产中,热处理变形给后续工序,特别是机械加工增加了很多困难,影响了生产效率,因变形过大而导致报废,增加了成本。变形是热处理比较难以解决的问题,要完全不变形是不可能的,一般是把变形量控制在一定范围内。 一、热处理变形产生的原因 钢在热处理的加热、冷却过程中可能会产生变形,甚至开裂,其原因是由于淬火应力的存在。淬火应力分为热应力和组织应力两种。由于热应力和组织应力作用,使热处理后零件产生不同残留应力,可能引起变形。当应力大于材料的屈服强度时变形就会产生,因此,淬火变形还与钢的屈服强度有关,材料塑性变形抗力越大,其变形程度越小。 1.热应力 在加热和冷却时由于零件表里有温差存在造成热胀冷缩的不一致而产生热应力。零件由高温冷却时表面散热快,温度低于心部,因此表面比心部有更大的体积收缩倾向,但受心部阻碍而使表面受拉应力,而心部则受压应力。表里温差增大应力也增大。 2.组织应力 组织应力是因为奥氏体与其转变产物的比容不同,零件的表面和心部或零件各部分之间的组织转变时间不同而产生的。由于奥氏体比容最小,淬火冷却时必然发生体积增加。淬火时表面先开始马氏体转变,体积增大,心部仍为奥氏体体积不变。由于心部阻碍表面体积增大,表面产生压应力,心部产生拉应力。 二、减少和控制热处理变形的方法 1.合理选材和提高硬度要求 对于形状复杂,截面尺寸相差较大而又要求变形较小的零件,应选择淬透性较好的材料,以便使用较缓和的淬火冷却介质淬火。对于薄板状精密零件,应选用双向轧制板材,使零件纤维方向对称。对零件的硬度要求,在满足使用要求前提下,尽量选择下限硬度。 2.正确设计零件 零件外形应尽量简单、均匀、结构对称,以免因冷却不均匀,使变形开裂倾向增大。尽量避免截面尺寸突然变化,减少沟槽和薄边,不要有尖锐棱角。避免较深的不通孔。长形零件避免截面呈横梯形。 3.合理安排生产路线,协调冷热加工与热处理的关系

塑料制品的翘曲变形的原因分析和解决方法图文稿

塑料制品的翘曲变形的原因分析和解决方法 集团文件版本号:(M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988)

塑料制品的翘曲变形的原因分析和解决方法 一、前言 翘曲变形是指注塑制品的形状偏离了模具型腔的形状,它是塑料制品常见的缺陷之一。出现翘曲变形的原因很多,单靠工艺参数解决往往力不从心。结合相关资料和实际工作经验,下面对影响注塑制品翘曲变形的因素作简要分析。 二、模具的结构对注塑制品翘曲变形的影响。 在模具方面,影响塑件变形的因素主要有浇注系统、冷却系统与顶出系统等。 1.浇注系统 注塑模具浇口的位置、形式和浇口的数量将影响塑料在模具型腔内的填充状态,从而导致塑件产生变形。 流动距离越长,由冻结层与中心流动层之间流动和补缩引起的内应力越大;反之,流动距离越短,从浇口到制件流动末端的流动时间越短,充模时冻结层厚度减薄,内应力降低,翘曲变形也会因此大为减少。一些平板形塑件,如果只使用一个中心浇口,因直径方向上的收缩率大于圆周方向上的收缩率,成型后的塑件会产生扭曲变形;若改用多个点浇口或薄膜型浇口,则可有效地防止翘曲变形。 当采用点浇口进行成型时,同样由于塑料收缩的异向性,浇口的位置、数量都对塑件的变形程度有很大的影响。 另外,多浇口的使用还能使塑料的流动比(L/t)缩短,从而使模腔内熔体密度更趋均匀,收缩更均匀。同时,整个塑件能在较小的注塑压力

下充满。而较小的注射压力可减少塑料的分子取向倾向,降低其内应力,因而可减少塑件的变形。 2. 冷却系统 在注射过程中,塑件冷却速度的不均匀也将形成塑件收缩的不均匀,这种收缩差别导致弯曲力矩的产生而使塑件发生翘曲。 如果在注射成型平板形塑件(如手机电池壳)时所用的模具型腔、型芯的温度相差过大,由于贴近冷模腔面的熔体很快冷却下来,而贴近热模腔面的料层则会继续收缩,收缩的不均匀将使塑件翘曲。因此,注塑模的冷却应当注意型腔、型芯的温度趋于平衡,两者的温差不能太大(此时可考虑使用两个模温机)。 除了考虑塑件内外表的温度趋于平衡外,还应考虑塑件各侧的温度一致,即模具冷却时要尽量保持型腔、型芯各处温度均匀一致,使塑件各处的冷却速度均衡,从而使各处的收缩更趋均匀,有效地防止变形的产生。因此,模具上冷却水孔的布置至关重要。在管壁至型腔表面距离确定后,应尽可能使冷却水孔之间的距离小,才能保证型腔壁的温度均匀一致。同时,由于冷却介质的温度随冷却水道长度的增加而上升,使模具的型腔、型芯沿水道产生温差。因此,要求每个冷却回路的水道长度小于2米。在大型模具中应设置数条冷却回路,一条回路的进口位于另一条回路的出口附近。对于长条形塑件,应采用直通型水道。(而我们的模具大多是采用S型回路----既不利于循环,又延长周期。) 3. 顶出系统

薄膜应力测试方法

薄膜的残余应力 一、薄膜应力分析 图一、薄膜应变状态与应力 薄膜沉积在基体以后,薄膜处于应变状态,若以薄膜应力造成基体弯曲形变的方向来区分,可将应力分为拉应力(tensile stress)和压应力 (compressive stress),如图一所示。拉应力是当膜受力向外伸张,基板向内压缩、膜表面下凹,薄膜因为有拉应力的作用,薄膜本身产生收缩的趋势,如果膜层的拉应力超过薄膜的弹性限度,则薄膜就会破裂甚至剥离基体而翘起。压应力则呈相反的状况,膜表面产生外凸的现象,在压应力的作用下,薄膜有向表面扩张的趋势。如果压应力到极限时,则会使薄膜向基板内侧卷曲,导致膜层起泡。数学上表示方法为拉应力—正号、亚应力—负号。 造成薄膜应力的主要来源有外应力 (external stress)、热应力 (thermal stress) 及內应力 (intrinsic stress),其中,外应力是由外力作用施加于薄膜所引起的。热应力是因为基体与膜的热膨胀系数相差太大而引起,此情形发生于制备薄膜時基板的温度,冷卻至室温取出而产生。內应力则是薄膜本身与基体材料的特性引起的,主要取决于薄膜的微观结构和分子沉积缺陷等因素,所以薄膜彼此的界面及薄膜与基体边界之相互作用就相當重要,這完全控制于制备的参数与技术上,此为应力的主要成因。 二、薄膜应力测量方法

测量薄膜内应力的方法大致可分为机械法、干涉法和衍射法三大类。前两者为测量基体受应力作用后弯曲的程度,称为曲率法;后者为测量薄膜晶格常数的畸变。 (一)曲率法 假设薄膜应力均匀,即可以测量薄膜蒸镀前后基体弯曲量的差值,求得实际薄膜应力的估计值,其中膜应力与基体上测量位置的半径平方值、膜厚及泊松比(Poisson's ratio) 成反比;与基体杨氏模量 (Es,Young's modulus)、基体厚度的平方及蒸鍍前后基体曲率(1/R)的相对差值成正比。利用这些可测量得到的数值,可以求得薄膜残余应力的值。 1、悬臂梁法 薄膜沉积在基体上,基体受到薄膜应力的作用发生弯曲。当薄膜的应力为拉应力时,基体表面成为凹面,若为压应力,基板的表面变为凸面。于是可以将一基体的一端固定,另一端悬空,形成机械式悬臂梁,如图二所示。测量原理为将激光照在自由端上的一点,并在沉积薄膜后再以相同方法测量一次,得到反射光的偏移量,进而求得薄膜的残余应力。 图二、悬臂梁法示意图 2、牛顿环法 本法是利用基体在镀膜后,薄膜产生的弯曲面与一参考平面,产生干涉条纹的牛顿环,利用测量到的牛顿环间距与条纹数,推算基体的曲率半径R,其中R 与牛顿环直径之平方差成正比,并与波长的4倍、牛頓环条纹数的差成反比,將所求得的R帶入牛顿环应力公式,可求出残余应力值 (如图三)。 图三、牛頓环法示意图 3、干涉仪相位移式应力测量法

热处理--消除焊接应力

1总则 1.1本守则适用于本公司碳素钢及低合金钢压力容器及受压元件的焊后热处理。 1.2本守则规定了钢制压力容器热处理通用工艺要求,具体实施应按图纸设计的要求和专业工艺文件的规定执行。 2要求 2.1人员及职责 2.1.1 热处理操作人员应经培训、考核合格,取得上岗证,方可进行焊后热处理操作。 2.1.2 焊后热处理工艺由热处理工艺员编制,热处理责任工程师审核。 2.1.3 热处理操作人员应严格按照焊后热处理工艺进行操作,并认真填写原始操作记录。 2.2 设备及装置 2.2.1能满足焊后热处理工艺要求; 2.2.2在焊后热处理过程中,对被加热件无有害的影响; 2.2.3 能保证被加热件加热部分均匀热透; 2.2.4能够准确地测量和控制温度; 2.2.5在整个热处理过程中应当连续记录; 2.2.6炉外加热时,热电偶的布置应满足工艺标准的要求; 2.2.7被加热件经焊后热处理之后,其变形能满足设计及使用要求。 3焊后热处理方法 3.1炉内热处理 3.1.1 焊后热处理应优先采用在炉内加热的方法,其热处理炉应满足GB9452的有关规定。3.1.2 被加热件应整齐地安置于炉内的有效加热区内,并保证炉内热量均匀、流通。在火焰炉内热处理时应避免火焰直接喷射到工件上。 3.1.3为了防止拘束应力及变形,对薄壁大直径容器,内部应加支撑。卧式容器底部应放鞍式支座,支座间距不大于2米且底部应垫平。 3.1.4有密封面和有高精度螺孔的部位应加以保护,可用机油和石墨粉膏剂涂于被保护面,然后用石棉布包扎。

3.2分段热处理 焊后热处理允许在炉内分段进行。对于超出炉子长度需要分段热处理的大件,其重复加热长度应不小于1.5米;露在炉外靠近炉门处应采取合适的保温措施,保温长度不得小于1米。 3.3炉外热处理 产品整体炉外热处理热处理时,在满足2.2的基础上,还应注意: a)考虑气候变化,以及停电等因素对热处理带来的不利影响及应急措施; b)应采取必要的措施,保证被加热件温度的均匀稳定,避免被加热件、支撑结构、底座等因热胀冷缩而产生拘束应力及变形 3.4局部热处理 3.4.1 B、C、D类焊接接头,球形封头与圆筒相连的A类焊接接头以及缺陷焊补部位,允许采用局部热处理方法。 3.4.2局部热处理时,焊缝每侧加热宽度不小于钢材厚度δs的2倍(δs为焊接接头处钢材厚度);接管与壳体相焊时加热宽度不得小于钢材厚度δs的6倍。 3.4.3靠近加热区的部位应采取保温措施,使温度梯度不致影响材料的组织和性能。 4热处理工艺规范 4.1工件装炉温度和出炉温度应低于400℃。但对厚度差较大、结构复杂、尺寸稳定性要求较高、残余应力值要求较低的被加热件,其入炉或出炉时的炉内温度一般不宜超过300℃。 4.2 焊件升温至400℃后,加热区升温速度不得超过(5000/δs)℃/h,且不得超过200℃/h,最小可为50℃/h。 4.3 升温时,加热区内任意5000mm长度内的温差不得大于120℃。 4.4 保温时,加热区内最高与最低温度之差不宜超过65℃。 4.5 升温保温期间,应控制加热区气氛,防止焊件表面过度氧化。 4.6 炉温高于400℃时,加热区降温速度不得超过(6500/δs)℃/h,且不得超过260℃/h,最小可为50℃/h. 4.7 焊件按出炉温度出炉后应在静止空气中继续冷却。 4.8 常用钢号推荐的焊后热处理保温温度和保温时间见表1

影响塑料制品内应力的因素分析

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/6d10327964.html, 影响塑料制品内应力的因素分析 作者:蔡涛 来源:《中国新技术新产品》2016年第04期 摘要:本文主要讲了塑料制品内应力生成的原理,并且介绍了对它产生影响的高聚物的 结构和其成型条件,并提出了如何将工业技术优化来对塑料品的内应力大幅度降低。 关键词:注塑;制品;内应力;因素;原理 中图分类号:TQ320 文献标识码:A 当今时代下社会主义市场经济不断发展,各个行业都对于塑料制品进行着大肆应用,比如说电器、汽车,又或者是食品行业,但是因为很多的注射类塑料品都不同程度的有着一些残余内应力,导致了注射类塑料品在使用和保存的时候产生了异变,比如说收缩变形、断裂扭曲等等,这极大的缩短了塑料制品使用寿命。故塑料制品的内应力成了大家想去了解和解决的新话题,我这里主要归纳总结这部分一些研究成果。 注射类塑料制品中的残余内应力分为三类:非均匀收缩应力、分子取向冻结应力、构型体积应变应力。注射制品中内应力大小受到两方面影响:高聚物分子的结构和加工注射成型的工艺水平。其中第一类和第三类的消除方式用热处理的退火方式,这个比较容易,第二类的消除方式则是提高注射工艺水平,因为这是注射过程中形成的,原理是减少高分子取向,降低脆性从而降低内应力,最终得到塑料制品的稳定性和长久性。 1 内应力生成的原理 1.1 影响制品内应力的高聚物分子结构 分子结构对注塑件内应力的大小与分布有影响。会影响塑料的残余应力有分子链的硬度、相互关系,取代基在分子链上的大小、极端性。在高弹形变的外力受力过程中,由于分子链刚性大,流动性差、溶度高和高聚物分子活性差,会导致高聚物的熵减少,改变之后具有不稳定性,所以会随着外力减小直到消失恢复原状,变成分子活性较差不能快速复原的带有残余内应力的制品。增加分子之间的作用关系可以让分子结合的更好并增强分子链刚性,分子链中有羰基、酯基、以及苯撑基、腈基更容易结合。表1展现了高聚物分子链刚性品的内应力状况。 1.2 非均匀收缩应力 非均匀收缩应力产生是高温熔体进入低于熔体温度的型腔,与其接触的表面降温迅速,内部降温缓慢,芯收缩率就低,内外收缩程度的不同最后从而产生了不同温度层次,所以表面受拉应力,外部受压应力。不过在现实生活中,开始阶段一般内部芯温度高于外部不容易产生非均匀收缩,但是随着温度不断的改变,内部就会紧缩,外部表层就会阻碍内部收缩,从而达到

焊后热处理(PWHT)和焊后消除应力热处理的区别

焊后热处理(PWHT)和焊后消除应力热处理的区别 内容来源网络,由深圳机械展收集整理! 后热处理(PWHT)工艺是指焊接工作完成后,将焊件加热到一定的温度,保温一定的时间,使焊件缓慢冷却下来,以改善焊接接头的金相组织和性能或消除残余应力的一种焊接热处理工艺。焊后热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程,这些过程相互衔接,不可间断。广义的焊后热处理包括下列各类热处理:消除应力;完全退火;固溶强化热处理;正火;正火加回火;淬火加回火;回火;低温消除应力;析出热处理等;另外,在避免焊接区急速冷却或者是去氢的处理方法中,采取后热处理也是焊后热处理的一种。 焊后热处理可采取炉内热处理,整体炉外热处理或局部热处理的方法进行。 焊后热处理 1、焊接残余应力是由于焊接引起焊件不均匀的温度分布,焊缝金属的热胀冷缩等原因造成的,所以伴随焊接施工必然会产生残余应力。 消除残余应力的最通用的方法是高温回火,即将焊件放在热处理炉内加热到一定温度和保温一定时间,利用材料在高温下屈服极限的降低,使内应力高的地方产生塑性流动,弹性变形逐渐减少,塑性变形逐渐增加而使应力降低。焊后热处理对金属抗拉强度、蠕变极限的影响与热处理的温度和保温时间有关。焊后热

处理对焊缝金属冲击韧性的影响随钢种不同而不同。 2、热处理方法的选择焊后热处理一般选用单一高温回火或正火加高温回火处理。对于气焊焊口采用正火加高温回火热处理。这是因为气焊的焊缝及热影响区的晶粒粗大,需要细化晶粒,故采用正火处理。然而单一的正火不能消除残余应力,故需再加高温回火以消除应力。单一的中温回火只适用于工地拼装的大型普通低碳钢容器的组装焊接,其目的是为了达到部分消除残余应力和去氢。绝大多数场合是选用单一的高温回火。热处理的加热和冷却不宜过快,力求内外壁均匀。 3、焊后热处理的加热方法⑴感应加热。钢材在交变磁场中产生感应电势,因涡流和磁滞的作用使钢材发热,即感应加热。现在工程上多采用设备简单的工频感应加热。 ⑵辐射加热。辐射加热由热源把热量辐射到金属表面,再由金属表面把热量向其他方向传导。所以,辐射加热时金属内外壁温度差别大,其加热效果较感应加热为差。辐射加热常用火焰加热法、电阻炉加热法、红外线加热法。 焊后消除应力处理: 1、整体热处理:消除应力的程度主要决定于材质的成分、组织、加热温度和保温时间。低碳钢及部分低合金钢焊接构件在650度,保温20~40h,可基本消除全部残余应力。另外还有爆炸消除应力。

影响塑料制品收缩率的因素

影响塑料制品收缩率的因素: 1.成型工艺对塑料制品收缩率的影响 (1)成型温度不变,注射压力增大,收缩率减小; (2)保持压力增大,收缩率减小; (3)熔体温度提高,收缩率有所降低; (4)模具温度高,收缩率增大; (5)保压时间长,收缩率减小,但浇口封闭后不影响收缩率; (6)模内冷却时间长,收缩率减小; (7)注射速度高,收缩率略有增大倾向,影响较小; (8)成型收缩大,后收缩小。后收缩在开始两天大,一周左右稳定。柱塞式注射机成型收缩率大。 2、塑料结构对制品收缩率的影响 (1)厚壁塑件比薄壁塑件收缩率大(但大多数塑料1mm薄壁制件反而比2mm收缩率大,这是由于熔体在模腔内阻力增大的缘故); (2)塑件上带嵌件比不带嵌件的收缩率小; (3)塑件形状复杂的比形状简单的收缩率要小; (4)塑件高度方向一般比水平方向的收缩率小; (5)细长塑件在长度方向上的收缩率小; (6)塑件长度方向的尺寸比厚度方向尺寸的收缩率小; (7)内孔收缩率大,外形收缩率小。 3、模具结构对塑料制品收缩率的影响 (1)浇口尺寸大,收缩率减小; (2)垂直的浇口方向收缩率减小,平行的浇口方向收缩率增大; (3)远离浇口比近浇口的收缩率小; (4)有模具限制的塑件部分的收缩率小,无限制的塑件部分的收缩率大。 4、塑料性质对制品收缩率的影响 (1)结晶型塑料收缩率大于无定形塑料; (2)流动性好的塑料,成型收缩率小; (3)塑料中加入填充料,成型收缩率明显下降; (4)不同批量的相同塑料,成型收缩率也不相同。 流动取向是塑料在模塑过程中由于流动而产生的分子链取向。 拉伸取向是塑料在外力作用下分子链被强制拉伸产生的取向。 淬火是塑料成型过程中为了减小结晶度而进行的快速冷却。 异相成核,是结晶过程中结晶在相界面,或者杂质表面发生。 膨胀比:塑料在挤出过程中,挤出后材料径向膨胀,膨胀比就是挤出后材料的直径和出口孔径的比。 离模膨胀又叫出口膨胀,在挤出过程中,挤出物离开模后,其横截面尺寸因弹性回复而大于口模尺寸的现象。

工业革命对环境的影响

工业革命对环境的影响 世纪末--20世纪初环境污染的发生 环境污染由来已久。早在14世纪初,英国就注意到了煤烟污染;17世纪伦敦煤烟污染加重时,有人著文提出过改善大气品质的方案①。不过直到这时,污染只在少数地方存在,污染物也较少,依靠大自然的自净能力,尚不至于造成重大危害。环境污染发生质的变化并演变成一种威胁人类生存与发展的全球性危机,则始于18世纪末叶兴起的工业革命。现代经济史和社会史学家普遍把工业革命视为人类历史或“南一北”差距的分水岭②,同样的,我们也可以把这场革命视为人类环境污染史的分水岭;又由于“从影响全球和区域的环境问题看,主要责任直接或间接地来自工业发达国家”③,因此,历史地考察西方主要国家自工业革命以来环境的污染与治理,审视西方人对待自然的认识或态度,明确树立科学的环境价值观的重要性,就不仅具有学术价值,而且具有现实参考意义。 一、18世纪末--20世纪初环境污染的发生① 从18世纪下半叶起,经过整个19世纪到20世纪初,首先是英国,而后是欧洲其他国家、美国和日本相继经历和实现了工业革命,最终建立以煤炭、冶金、化工等为基础的工业生产体系。这是一场技术与经济的革命,它以蒸汽机的改良和广泛应用为基本动力。而蒸汽机的使用需要以煤炭作为燃料,因此,随着工 业革命的推进,地下蕴藏的煤炭资源便有了空前的价值,煤成为工业化初期的主要能源。新的煤矿到处开办,煤炭产量大幅度上升,到1900年时,世界先进国家英、美、德、法、日五国煤炭产量总和已达6.641亿吨②。煤的大规模开采并燃用,在提供动力以推动工厂的开办和蒸汽机的运转,并方便人们的日常生活时,也必然会释放大量的烟尘、二氧化硫、二氧化碳、一氧化碳和其他有害的污染物质。 与此同时,在一些工业先进国家,矿冶工业的发展既排出大量的二氧化硫,又释放许多重金属,如铅、锌、镉、铜、砷等,污染了大气、土壤和水域。而这一时期化学工业的迅速发展,构成了环境污染的又一重要来源。另外,水泥工业的粉尘与造纸工业的废液.也会对大气和水体造成污染①。 结果,在这些国家,伴随煤炭、冶金、化学等重工业的建立、发展以及城市化的推进,出现了烟雾腾腾的城镇,发生了烟雾中毒事件,河流等水体也严重受害。 英国作为最早实现工业革命的国家,其煤烟污染最为严重;水体污染亦十分普遍。除英国外,在19世纪末期和20世纪初期,美国的工业中心城市,如芝加哥、匹兹堡、圣.路易斯和辛辛那提等,煤烟污染也相当严重②。至于后来居上的德意志帝国,其环境污染也不落人后。19、20世纪之交,德国工业中心的上空长期为灰黄色的烟幕所笼罩,时人抱怨说,严重的煤烟造成植物枯死,晾晒的衣服变黑,即使白昼也需要人工照明。并且,就在空气中弥漫着有害烟雾的时候,德国工业区的河流也变成了污水沟。如德累斯顿附近穆格利兹(Muglitz)河,因玻璃制造厂所排放污水的污染而变成了“红河”;哈茨(Harz)地区的另一条河流则因铅氧化物的污染毒死了所有的鱼类,饮用该河水的陆上动物亦中毒死亡③。到20世纪初,那些对污水特别敏感的鱼类在一些河流中几乎绝迹了。 譬如,在19世纪,人们曾在莱茵河下游大量捕捞鲟鱼,用鲟鱼卵制造鱼子酱,而到该世纪末和20世纪初,“由于数量的减少,明显地受到限制,到1920年就完全禁止了捕鲟鱼。鲑鱼的捕捞也遭到了同样的命运,于1955年完全终止了。”①1892年,汉堡还因水污染而致霍乱流行,使七千五百余人丧生②。在明治时期的日本,因开采铜矿所排出的毒屑、毒水,危害了农田、森林,并酿成田园荒芜、几十万人流离失所的足尾事件③。 尽管如此,这一时期的环境污染尚处于初发阶段,污染源相对较少,污染范围不广,污染事件只是局部性的,或某些国家的事情。

塑料废弃物的回收利用途径塑料对环境的影响

塑料废弃物的回收利用途径塑料对环境的影响 作为一种新型材料,塑料在各个领域得到广泛的应用,且其年增长率达到6%,高于其它材料。目前,塑料在工农业各部门和人们的生活领域广泛地取代了大量的金属、木材、纸张、玻璃、皮革等。塑料在我们的现代生活中,对减少环境压力起着重要的作用,主要表现在以下几个方面: (1)包装:由于塑料重量轻、强度大、抗冲击性好、透明、防潮而且防腐蚀,因此能减轻包装重量、减少被包装物品的破损,故塑料广泛应用于包装,塑料包装占塑料总量的1/4; (2)汽车:汽车采用塑料零部件减少了燃料废气的排放; (3)建筑:塑料建材良好的保温性能减少了室内升温和能量的消耗,而且可在50年内无需维护或涂油漆; (4)农用地膜:80年代以来,农用地膜、大棚膜被采用而且应用越来越广,极大地提高了农作物的产量。农用地膜的使用对我们这样一个人多地少的农业大国来说意义重大。 但是,塑料有一个致使的弱点,即其自然降解时间长,达到100年以上。塑料朱可降解性,导致其废弃物能够长期存在下去,特别是其中的不少包装材料、农用地膜、饮料瓶等,属于塑料的短寿命范畴,往往消费一次即被丢弃,所以,塑料废弃物成为了一个越来越突出的环境问题,形成了所谓的“白色污染”。因此,有必要探讨塑料废弃物的回收方法和途径。 塑料废弃物的来源 塑料废弃物的来源主要有: 1)生产废料指生产过程中的废料如废品、边角料等; 2)包装包括各种塑料袋、塑料桶、饮料瓶、泡沫塑料等; 3)工业废料包括电器、汽车等报废以后的塑料零部件; 4)农业和建筑用废料包括农用地膜、大棚膜以及各种建筑用塑料制品。 塑料废弃物的处理途径 填埋填埋是处理塑料废弃物最简单的方法。但是填埋的缺点是明显的:(1)填埋意味着推动所有可以利用的资源;(2)塑料废弃物由于比重小,体积大,因此,填埋所占用的空面积大;(3)塑料废弃物难以降解,填埋后将妨碍填埋场的再利用(如各种植物则无法生长);(4)塑料中的添加剂析出还代会污染土壤及水资源。综上所述,将大量的塑料废弃物填埋是不可取的。目前,国外已有多家研究机构正致力于研究开发能分解塑料的微生物或酶,据报导,日本通产省的生命科学工业研究院发现了两个能分解塑料的细菌新品种,能使0.2%的聚乙烯醇在四天内全部降解,聚脲醛树脂在两周内降解30%。因此,如果能将某种微生物引入填埋场以降解塑料,将是解决塑料废弃物的一条有效途径。 循环再生 塑料的循环再生分为两个步骤,首先是从混合废旧塑料中分离出不同种类的塑料,然后是进行再生。 预分类和材料的识别 为了便于进行塑料的再分类,世界上许多国家都建立了塑料的识别标志编码,通常将塑料分为七大类:01代表PET,02代表HDPE;03代表PVC;04代表LDPE;05代表PP;

热处理应力及其影响

热处理应力及其影响 热处理残余力就是指工件经热处理后最终残存下来得应力,对工件得形状, ;尺寸与性能都有极为重要得影响。当它超过材料得屈服强度时, ;便引起工件得变形,超过材料得强度极限时就会使工件开裂,这就是它有害得一面,应当减少与消除。但在一定条件下控制应力使之合理分布,就可以提高零件得机械性能与使用寿命,变有害为有利。分析钢在热处理过程中应力得分布与变化规律,使之合理分布对提高产品质量有着深远得实际意义.例如关于表层残余压应力得合理分布对零件使用寿命得影响问题已经引起了人们得广泛重视。 一、钢得热处理应力 工件在加热与冷却过程中,由于表层与心部得冷却速度与时间得不一致,形成温差,就会导致体积膨胀与收缩不均而产生应力,即热应力。在热应力得作用下,由于表层开始温度低于心部,收缩也大于心部而使心部受拉,当冷却结束时,由于心部最后冷却体积收缩不能自由进行而使表层受压心部受拉。即在热应力得作用下最终使工件表层受压而心部受拉。这种现象受到冷却速度,材料成分与热处理工艺等因素得影响。当冷却速度愈快,含碳量与合金成分愈高,冷却过程中在热应力作用下产生得不均匀塑性变形愈大,最后形成得残余应力就愈大。另一方面钢在热处理过程中由于组织得变化即奥氏体向马氏体转变时,因比容得增大会伴随工件体积得膨胀,;工件各部位先后相变,造成体积长大不一

致而产生组织应力。组织应力变化得最终结果就是表层受拉应力,心部受压应力,恰好与热应力相反。组织应力得大小与工件在马氏体相变区得冷却速度,形状,材料得化学成分等因素有关. 实践证明,任何工件在热处理过程中, ;只要有相变,热应力与组织应力都会发生. ;只不过热应力在组织转变以前就已经产生了,而组织应力则就是在组织转变过程中产生得,在整个冷却过 程中,热应力与组织应力综合作用得结果, ;就就是工件中实际存在得应力。这两种应力综合作用得结果就是十分复杂得,受着许多因素得影响,如成分、形状、热处理工艺等。就其发展过程来说只有两种类型,即热应力与组织应力,作用方向相反时二者 抵消,作用方向相同时二者相互迭加。不管就是相互抵消还就是相互迭加,两个应力应有一个占主导因素,热应力占主导地位时得作用结果就是工件心部受拉,表面受压。;组织应力占主导地位时得作用结果就是工件心部受压表面受拉。 二、热处理应力对淬火裂纹得影响?存在于淬火件不同部位上能引起应力集中得因素(包括冶金缺陷在内),对淬火裂纹得产生都有促进作用,但只有在拉应力场内(;尤其就是在最大拉应力下)才会表现出来, ;若在压应力场内并无促裂作用。 淬火冷却速度就是一个能影响淬火质量并决定残余应力得重要 因素,也就是一个能对淬火裂纹赋于重要乃至决定性影响得因素。为了达到淬火得目得,通常必须加速零件在高温段内得冷却速度,并使之超过钢得临界淬火冷却速度才能得到马氏体组织。

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