加热内应力的种类、产生原因及在毛坯内分布是怎样的？

1．温度应力

钢在加热过程中，表层温度总是高于心部温度，两者出现温差，于是表层与心部产生不均匀膨胀变形，引起表层与心部之间互相牵制的内应力，称为温度应力（也称热应力）。表层的温度高、膨胀大，但是其膨胀受到中心部分约束，于是在表层引起的温度应力为压应力；而心部温度低、膨胀小，但是其受到表层的牵制作用，促其膨胀以保持材料的连续性，于是在心部产生的温度应力为拉应力。

只有当钢料中出现温度差，，：并且钢料处于弹性状态时，才可能存在较大的温度应力。一般来说，钢在温度低于550℃时处于弹性状态，此时材料较硬，表层与心部之间由于温差产生的不均匀膨，胀变形不能得到有效的协调，于是会产生较大的温度应力。因此在钢料加热过程中，在温度低于550℃时，应该考虑到温度应力造成开裂的危险性。当加热到550℃以上时，钢料进入塑性状态，塑性较好，变形抗力较低，通过局部塑性变形，表层与心部之间的不均匀膨胀趋势能够得到有效的协调，温度应力较小甚至消失。

加热时温度应力在毛坯截面上的分布，一般都是三向应力，其中心部的轴向拉应力最大，因此心部容易产生裂纹。温度应力的大小与钢的性质、截面温差有关。而截面温差又取决于钢的导温性、截面尺寸、加热速度。如果钢的导温性差、截面尺寸大、加热速度快，则其截面温差就大，因而温度应力也大；反之温度应力小。

2．组织应力

具有相变的钢在加热过程中，相变前后组织的比容会发生变化，并且钢料的表层与心部不同时发生相变，因此会产生不均匀的胀缩变形，由此而引起表层与心部互相牵制的内应力，即组织应力。

钢料加热所引起的组织应力也为三向应力，其中周向应力最大。加热时周向组织应力在钢料截面上的分布如下图所示，

钢料加热时，引起开裂的主要应力为温度应力。为防止裂纹产生，在加热截面尺寸大、材料导温性差（例如高合金钢等）的毛坯时，在较低温度阶段必须缓慢加热。

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