浅谈轴类锻件残余应力的危害，山西永鑫生重工如何做好应力消除

很多采购客户会遇到这样棘手的情况：轴类锻件出厂检测各项指标全部合格，尺寸、探伤、硬度全部达标，经过机加工之后，过一段时间轴件发生弯曲、跳动超差，甚至出现开裂。出现这类故障，很大一部分根源来自锻件内部残余应力。残余应力藏在锻件内部，肉眼看不见，常规硬度探伤很难完全发现，会在机加工、存放、装配、设备运行过程中逐步释放，造成工件变形报废，给企业带来不小损失。残余应力是轴类锻件生产当中不可忽视的问题，山西永鑫生重工结合多年锻造生产经验，聊聊残余应力的产生危害，以及工厂整套消除应力工艺方案。

轴类锻件残余应力来源很多。钢坯加热的时候，工件内外温度差会产生热应力；锻打成型过程，金属塑性变形不均匀产生锻造残余应力；热处理淬火冷却过程，工件不同位置冷却速度不一样，组织转变不同步，会产生巨大的热处理残余应力；锻件弯曲之后进行机械校直，强行校正弯曲，会引入新的校直残余应力。以上各类应力叠加，如果不做处理，就储存在锻件内部。当后续机加工切削掉一部分材料，内部应力平衡被打破，应力重新释放，轴就会发生弯曲变形。有的锻件刚加工完尺寸合格，放置数天或者装配运行一段时间才出现变形，就是残余应力缓慢释放的典型表现。长轴、大截面轴、阶梯轴、法兰轴，截面变化大，更容易堆积残余应力。

残余应力带来的实际危害不容小觑。第一，机加工之后工件变形，尺寸、同轴度、跳动超差，成品直接报废，浪费机加工工时；第二，在设备运行工况下，残余应力和工作载荷叠加，加速疲劳裂纹萌生，降低轴件使用寿命，严重直接断轴；第三，工件存放过程发生变形，增加装配难度。不少小工厂为了压缩工期，省略去应力退火工序，把风险留给客户。

想要控制残余应力，要从全流程工艺入手，而不是只依靠最后一道工序。山西永鑫生重工从原材料加热、锻造、热处理、校直每一个环节，都在控制应力产生。加热阶段，采用阶梯式升温，避免工件内外温差过大，减少热应力；锻造过程合理控制压下量，避免局部剧烈变形，锻后缓慢冷却，不直接急速水冷，减少锻造应力。

热处理环节，淬火冷却工艺科学设计，不追求过快冷却速度，在满足力学性能前提下，尽量降低淬火带来的残余应力。热处理完成之后，如果轴件存在弯曲，进行精密热校直，相比冷校直，热校直产生的残余应力更小。校直完成之后，强制增加去应力退火工序，这是消除残余应力最关键一步。很多厂家直接跳过这一步，节约时间成本，却埋下质量隐患。去应力退火，把工件送入热处理炉，加热到合适温度，保温足够时间，再缓慢降温，释放锻造、淬火、校直带来的内部残余应力，稳定锻件金相组织，避免后续加工和存放出现变形。尤其是长轴、大截面合金钢轴、截面变化大的阶梯轴、法兰轴，永鑫生重工全部执行去应力退火，不会为赶工期省略工序。

检测方面，残余应力没有简单快速检测手段，依靠规范完整工艺流程保障。工厂执行工艺监督，每一批次工件，去应力退火的温度、保温时间、降温曲线完整记录存档，质检部门监督工艺执行，杜绝工序跳步。同时成品之后做时效静置观察，再流转机加工工序，进一步规避后期变形风险。

交期方面，完整的去应力工序会占用一定炉内时间，但永鑫生重工绝不以删减工艺来换取更快交货。依靠厂区多台热处理炉产能储备，合理排产，平衡工艺周期和交付时间，常规订单依旧保障按时交货，急单也是在完整工艺前提下协调产能，不会牺牲产品质量。

  山西永鑫生重工提醒采购朋友们，选购轴类锻件的时候，不能只看探伤、硬度报告，也要关注厂家工艺，确认是否做去应力退火，尤其长轴、大截面合金钢轴、截面突变的阶梯轴、法兰轴，这道工序必不可少。我们坚持锻造调质校直去应力的完整工艺路线，自有全套生产检测设备，产品全流程自主生产，让客户买的放心，交货及时。欢迎广大客户提供图纸咨询，也欢迎实地考察车间热处理生产现场。