金属材料热处理变形的影响因素和控制策略

宋德胜

摘要：金属材料受热之后会出现变形的情况，不利于金属的进一步加工处理。为此，主要对金属材料热处理变形的影响因素和控制策略进行分析，探究金属材料热处理变形控制需要遵循的原则和策略，以促进金属材料热处理工作的正常开展。

关键词：金属材料；热处理；变形

金属材料热处理主要是在进行原料加工时使用，从而提高金属材料的性能，确保金属材料能够最大化利用，满足人们对金属材料的需求。不过，金属材料热处理过程中经常会出现变形的情况，当金属材料热处理出现变形时，材料的有关功能效果也会发生一定的不利影响。因此，探究金属材料热处理变形的影响因素与控制策略有重要现实意义。

1 影响金属材料热处理变形的因素

根据以往研究，可以发现在实际金属材料热处理环节，虽然大部分的操作工艺已经能够在一定程度上满足预期的金属材料使用目标，但是在实际的操作、使用中仍旧存在一定的问题，而造成这一问题的主要因素集中表现在如下几个方面：首先，是热处理时效和金属材料热处理过程中的冷处理环节，根据实际金属材料热处理的研究可以发现，在实际的热处理环节通常会出现一定程度的“低温回火”现象，这种情况的存在会在一定程度上造成金属热处理环节发生形变。与此同时，热处理过程中的马氏体钢分解或者碳钢等的析出也会在很大程度上致使进行热加工的金属受到其金属自身的应力影响进而发生形变，影响后续的使用情况。

其次，便是原始组织与其金属所受应力的影响，根据以往形变金属进行研究可以发现，在实际的热处理环节金属材料在进行热处理前夕其物体会受到一个与其相连的组织给予金属物质的影响，从而影响其金属材料的内部碳化物形态，进而使得其内部的金属纤维发生形变，进而影响该金属材料的热处理效果。与此同时，在实际的金属热处理环节，很多使用单位会用化学的模式进行金属材料的热处理，这种模式虽然能够获得较好的金属热处理效果，但是在实际的应用过程中会改变一部分的金属性能，一方面这种金属性能的改变会对该金属的抗氧化性、抗腐蚀性等功能做出优化，另一方面，如果这种化学模式下的热处理方法没有按照预期的反应模式状态进行，就需要对该化学处理模式进行二次的消磨，从而影响实际的热处理效果。

2 优化金属材料热处理变形的改善策略

综上所述，随着我国热处理金属在实际生产，生活中应用的不断增加，如何针对原有工艺中比较容易出现的金属材料热处理问题进行改善、优化，成为我国现阶段金属材料热处理研究人员研究的重点，由此，本文提出以下几点优化改进方案，以便能够在一定程度上帮助且避免未来金属材料热处理环节出现较为严重的变形问题：

2.1 增加预处理环节

根据研究可以发现，虽然大部分的金属材料形变问题都出现在实际操作中的热处理环节，但是不仅仅只有热处理环节的不当会造成一定程度的形变问题。由此，本文认为，在实际的操作环节，应用热处理处理金属材料的前期，可以通过加设预处理环节的方式将金属内部的分子结构进行完善，提升其均匀性的同时并结合不同金属材料的不同物理性能合理的进行后续热处理安排，从而避免金属材料因其材料自身原因造成后续形状改变控制的失败。

例如，在实际的操作环节，可以根据实际的工艺需要选择适当的退火工艺，这一退火工艺的应用不仅仅能够在很大程度上及时的降低金属材料在热处理环节可能受到不同温度的影响，从而保证减少形变几率的同时为后续的金属材料热处理提供保障。

2.2 优化原有的淬火处理工艺

淬火热处理是我国现阶段金属材料热处理过程中比较重要的热处理方法之一，在这一过程中有很多因素、介质引起的不当都会在热处理过程中造成金属材料内部作用力之间的改变，从而使其发生形变的同时产生不可逆转的弯曲，由此，为了改善因为这一因素造成的金属材料形变问题，就需要专业人员在实际过程中充分的重视到这一淬火处理工艺的应用，从而降低金属材料的形变比例。例如，在实际应用中，通常情况下，在进行淬火降温的过程中需要对其温度降低的速率进行控制，过快或过缓都会造成金属受热的不均匀，进而产生形变，由此，针对这一问题，本文认为在未来的淬火过程中用水油作为介质的降温方式转化为在水油中加入适当的盐、碱等物质，能够通过降低温度变化速率的方法来改善原有淬火操作中可能会造成的金属材料形变问题。

2.3 完善原有的冷却方式

根据原有金属材料热处理的研究可以发现，在实际的热处理过程中常见的冷却方式大都集中于分级淬火和单液淬火，其中在实际的操作中单液淬火的应用比较多，这种方法也是在实际操作中最容易实现自动化的方式之一，但是这种方式却很难达到预期的冷却速率，从而造成不同程度金屬材料形变问题，由此，本文认为可以通过将单液淬火转换为分析淬火的方式，将温度较高的金属材料先置于硝烟中，快速降温后后转为淬火速率较慢的方式进行冷却，从而帮助原有的冷却方式达到预期的淬火目标。

2.4零件结构合理配置

金属材料热处理和冷却时，还会受到零件结构影响，进而产生变形的情况。金属材料较厚的地方冷得慢，薄处冷得快，在实际生产中要减少薄厚差异，尽可能控制过渡区域内应力集中产生的变形情况。当金属材料出现开裂状况时，要采取措施确保零件截面的均匀分布，科学控制冷却速度不均匀而造成的变形。零部件和材料组织成分要呈现对称性，才能更好地确保应力的均匀性。因此，在设计零部件时，要避免有沟槽及棱角出现，造成薄厚不均匀的情况。

结语

综上所述，随着我国金属材料热处理研究的不断深入，人们对于影响金属材料热处理变形问题的因素也愈发的了解，为了在根本上避免金属材料出现形变，影响后续使用可以通过对其冷却方式、淬火方式的完善进行弥补，与此同时还需要将金属热处理的零部件结构、金属装配方式以及用以金属热处理的器械等方面逐一入手，遵循金属材料基础物理性能变化的同时合理的分析金属材料在热处理状态下其金属内部的影响情况，最大程度保证该金属材料热处理受热均匀的同时降低实际操作过程中出现形变的比例，为实际金属热处理模式在未来应用中的推广打下基础。

参考文献：

[1]王玉辰.金属材料热处理变形的影响因素和控制策略[J].山东工业技术，2019（02）.

[2]史超.金属材料热处理变形的影响因素及控制策略[J].南方农机，2018，49（19）.