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锻件冷却初期，表层首先冷却产生体积收缩，由于试样心部溢度下降较少，体积收缩相应也较小，这样在同一试样上内外收缩不同则相互之间发生作用力。试样表面的收缩将受到心部的阻碍，于是在试样表层产生拉应力、心部为压应力。此应力值随若溢度的升高而增加，当应力超过心部的屈服强度时，试样发生表足拉伸、心部压缩的塑性变形。
变形的结果使内应力得到一定程度的松弛、应力值降低。当表面温度接近室温或淬火冷却介质的温度时，心部以相对快的速度冷却收缩，但此时心部的收缩又受到表层的牵制，结果试样内形成与冷却阶段初期方向相反的内应力，即在表层产生压应力、心部为拉应力。由于试样温度已经很低，钢的屈服强度明显升高，热应力不再引起塑性变形， 这样的应力分布就被保留下来成为残留应力。因此，热应力作用的结果是使锻件表面呈压应力状态。
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锻件锻后控温冷却方式有哪些？
非调质钢零件，锻后冷却方式直接影响产品性能。在实际试验过程中，通常采用自然空冷、箱内缓冷和控制冷却等几种冷却方式。比较不同方式下零件的金相组织和力学性能发现，在自然空冷这种快冷方式冷却条件下，由于相变前冷却速度较快，表层组织中铁素体数量较少，铁素体网较细，这对改善零件的高频淬火以及力学性能是有益的；但为消除锻件的内应力，减少零件加工过程中的变形，冷却速度又不宜太快。所以非调质钢零件锻后较为合理的冷却方式应该是：
1.在相变前采用快速冷却，冷却速度每分钟可控制在40℃~80℃，以获得较细小的铁素体晶粒。
2.在相变过程和相变完成后采用绥慢冷却，以消除锻件内部的残余应力，同时也可消除或减少硬度不均，使硬度均匀化，便于冷加工，这是非调质钢在锻造生产过程中，控制锻后冷却所要达到的目的和效果。
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轴锻件的标准要求有标准件，也有非标准件之分，但轴锻件的技术要求可总结为以下几点要求：
1、轴锻件余量尺寸要符合标准。
2、轴锻件在锻造中要保证一定的锻造比，不得用尺寸近似的圆钢锻打。
3、不得用钢坯锻打。
4、轴锻件的材质要与零件的材质一至，化学成份要符合标准。并出具材质单。
5、要保证正常的锻打温度，不能低温锻打或过烧。
6、轴锻件外形要整齐、均匀，不允许有叠皮、断裂等锻造缺陷。
7、轴锻件粗车后要做超声波探伤，齿轮类不得超过φ3当量，其它不得超过φ4当量。以探伤报告为准。
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