什么是锻件的冷却，冷却内应力的种类，产生原因及分布是怎样的？

锻件在冷却过程中引起的内应力有温度应力、组织应力和残余应力。

1．温度应力

在锻件冷却的初期，外层冷却快而体积收缩大，心部冷却慢而体积收缩小。外层的收缩受到心部的阻碍，于是产生温度应力，外层为拉应力，心部为压应力。

如果锻件材料为变形抗力小、容易变形的软钢，冷却初期外层产生的拉应力，由于局部塑性变形而得到松弛，数值较小。、随着锻件的继续冷却，到冷却后期，外层温度很低，体积收缩停止，而心部体积收缩却受到外层的牵制，可能使温度应力的方向发生改变：外层变为压应力，心部变为拉应力。

如果锻件材料为变形抗相：，外层在冷却初期产生的拉应力不能得到松弛，数值很大；冷却后期，尽管心部体税收缩对外层产生附加压应力，也只能使外层已有的拉应力有所降低，而不会使温度应力的方向发生改变，心部为压应力。

因此，软钢锻件冷却时可能出现内裂，而硬钢锻件冷却时则可能产生外裂。    

冷却时的温度应力是三向应力状态，最大的是轴向应力。轴向温度应力的变化和分布，如下图所示。

2．组织应力

锻件在冷却过程中如果有相变发生，会产生组织应力。与加热时相同，组织应力也是由于相变前后组织的比容发生变化，并且外层和心部相变先后不同引起的。

以锻件在冷却过程中发生马氏体转变为例，随着锻件温度降低，外层先进行马氏体转变。马氏体的比容(0．127～0.131cm3/g)大于奥氏体的比容，外层发生膨胀，而心部尚未转变，对于外层的膨胀产生牵制作用，因此组织应力是：外层为压应力，心部为拉应力。但是此时心部温度苗，还处于塑性好的奥氏体状态，通过局部塑性变形，组织应力能够得到松弛。随着锻件继续冷却，心部也开始发缅膨胀，但是外层的转变已经结束，体积不再变化，于是对心部的膨胀起到限制作用。因此这时产生的组织应力：心部为压应力，外层为拉应力，并且不断增大，直到马氏体的转变结束为止。锻件冷却后期是处于温度较低的弹性状态，塑性较差，所以此组织应力引起开裂的危险性很大，钢中所有相的比容均比奥氏体大，因此当锻件冷却发生其它组织转变时，所产生的组织应力同样具有上述规律。

冷却时的组织应力也是三向应力，—并且周向应力最大，这是引起表面冷却纵裂的主要原因，锻件冷却时周向组织—应力的变化与分布如下图所示。

3．残余应力

锻件在成形过程中，由于不均匀变形、加工硬化所引起的内应力，如果未能及时得到再结晶软化消除，锻后便成为残余应力保留下来。残余应件内的分布，根据变形不均匀的情况而不同。

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