火車車輪鍛件熱處理變形的種類及基本規律

   熱處理變形一般分為兩種：一種是形狀畸變，如彎曲和翹曲；另一種是尺寸畸變，如伸長和縮短。一般來說，火車車輪鍛件的實際變形經常是同時具有兩種變形。當然隨著具體情況的不同，兩種變形所起的作用也是不相同的。

   熱處理變形的基本規律

   一、熱應力引起的變形規律鍛件在熱應力作用下，冷卻初期心部受壓應力，由于此時鍛件溫度較高，處于較好的塑性狀態。當初期熱應力超過鋼的屈服點時，鍛件發中塑性變形。熱應力引起的變形有如下規律：

   1.鍛件沿軸向或最大尺寸方向縮短，沿徑向或最小尺寸方向伸長。

   2.平面凸起，棱角變圓，趨于球形。

   3.圓（方）孔體鍛件外徑脹大，內徑縮小。

   二、相變應力引起的變形規律熱處理過程中，相變應力的變化情況與熱應力恰好相反，所以它引起的變形規律也與之相反，其引起的變形有如下規律：

   1.火車輪車輪沿軸向或最大尺寸方向伸長，沿徑向或最小尺寸方向縮短。

   2.平面凹下，棱角變銳。

   3.圓（方）孔體鍛件外徑縮小，內徑脹大。

   由于相變應力是由組織轉變的不同時性產生，對熱處理過程的組織轉變量進行控制，就能夠控制相變應力的大小，對相變成力與熱應力的合成應力也能夠基本進行控制，從而控制由應力引起的變形比如，如果熱處理后組織中馬氏體量較多，則鍛件的體積脹大就多；如果殘留奧氏體量越多，則鍛件體積脹大就小。因此，在熱處理過程中，通過控制馬氏體與奧氏體的相對量，就可以控制鍛件的變化。在控制得當的情況下，可使鍛件體積既不脹大，也不縮小。

   當然，對具體到一定形狀和尺寸的火車輪鍛件，在熱應力和相變應力的共同作用下，引起的變形是比較復雜多樣的，要根據鍛件的具體情況進行分析，從而優化設計，合理選材，選擇恰當的熱處理工藝及操作方法，盡量減小熱處理過程的畸變量。