金属材料热处理变形的影响因素和控制策略

杨 坤

（江西省机电设备招标有限公司，江西 南昌 330046）

1 金属材料热处理变形的影响因素

（1）应力状态因素。在进行金属材料热处理的时候，由于密度结构等因素的影响可能会导致材料在热处理的时呈现出冷热分布不均的状态。在展开热处理工艺的过程中包含了加热、保温和处理三个部分。在加热和保温量过程当中，温度高低会对材料内部结构形态造成影响，所以金属材料发生形变，一般情况下，材料内部应力不均匀导致形变概率增加，对金属材料热处理产生一定影响。

（2）淬火介质因素。通过相关事件分析发现，在进行热处理工艺当中，合理地选择淬火介质具有非常重要的意义，直接和材料形变情况的出现息息相关。在实际进行处理的过程中，一定要合理选择淬火介质质量，这会直接影响金属材料的最后效果。与此同时还会制约淬火的稳定性，在介质搅拌的过程中，介质搅拌的方式和搅拌的速度也会对材料产生影响。如若介质搅拌法方式不合理，会导致材料变形几率的提升。

（3）预处理因素。常用的预处理方法主要是正火处理方法，这种方式可以进一步地消除应力，然而会由于场地等因素的限制，导致正火的过程中，冷却多为材料的堆冷，这样会造成材料在加热炉内的冷却效果受到一定程度的影响，出现冷热不均等问题，这样很容易导致材料出现组织不均匀，这样的材料在进行热处理的过程中会造成形变的情况出现，如果没有采取合理的方式进行正火，可能会让变形的概率大幅度提升。通过分析发现，组织不均的材料实施热处理工艺，极易导致变形现象的出现。

2 金属材料热处理变形控制原则

2.1 易操作原则

为了将金属材料热处理的工艺标准提升上来，首先要解决原材料处理中出现变形问题，制定金属变形解决方案，将外部环境对金属热处理成型的影响因素降到最低，另外，处理金属材料变形问题时，将变形控制流程进行简化处理，保证金属材料变形控制各个步骤能够顺利有效进行。

2.2 科学性原则

对金属材料热变形进行科学控制，要在未实行前了解导致材料变形的多种因素，将金属材料热处理工艺进行细化，从金属材料基本属性方面进行分析，制定标准化的变形控制工作流程。

2.3 实用性原则

金属材料热处理作为自然界变化中的一种重要的社会行为，在自然环境的转化中起着重要的作用，经历了从无到有、从大到小的一系列过程。在应用期内，相应需求的金属材料种类繁多，技术成本在资金投入中占有很高的比重。

3 改善金属材料热处理变形的控制措施

3.1 增加预处理环节

在进行操作的过程中，主要是在热处理金属材料的前期，如果使用预处理的方式可以有效地完善金属内部的分子结构，让均匀性提升。与此同时，依照金属材料的不同，其物理性质的具体特点，采取后续的热处理方式，可以有效地防止由于材料与材料自身的原因而产生一定的形变。比如说，在实际操作的过程中，可以依照工艺，合理地进行退火方式的选择，这样可以不单单能够让金属材料在热处理的过程中受到温度的影响降低，还可以确保形变几率减少，为后续金属材料的热处理，打下坚实基础。

3.2 选择合理的淬火介质

在当前，我国金属材料热处理的过程中淬火热处理是非常重要的一种热处理方式。在此过程中由于介质应用不当等因素都会导致热处理的过程中，金属材料内部作用力出现一定的变化，在出现形变的过程中出现不可逆的弯曲。

为了应对这些因素，对金属材料形变问题进行改善，即需要专业人士在实际操作过程中对淬火处理的工艺进行充分的重视，将金属材料的形变比例降低。

在此过程中，淬火降温是需要进一步地控制淬温度降低的速率，如果温度降低的速度过快或者过慢都有可能导致金属受热不均匀，导致形状发生改变，因此在实际处理过程中将将淬火操作失误概率降到最低，操作人员原有工作标准基础上，对淬火工艺进行改进，将冷却速度进行调节，控制材料变形量，像油和水是常用的淬火介质，为了提升淬火速度。

3.3 合理选择冷却方法

对传统的金属材料热处理进行分析，可以发现，在实际进行处理的过程中冷却的方式主要是分级淬火和单液淬火，在实际操作的过程中单液淬火的应用相对较多，容易自动化实现。然而这种方式在处理的过程中无法达到预期的效果，可能会导致金属材料出现一定的形变问题，因此可以将单液淬火转变为分级淬火，这样可以将温度较高的金属材料快速降温，接着转变为慢速淬火降温，在此过程中逐步冷却，这样可以达到预期淬火的要求。

3.4 选择有效的加工方式

在金属材料进行加热、冷却的过程中，选择不同的夹装方法，也会导致加工件形状受到不同的影响。根据零件的实际情况，选择合适的装夹方法，这样才能够对热应力不均匀所导致的变形情况进行避免。也可以根据材料的实际要求、特点，对装夹方式进行适当的改变。如果在金属材料加工的过程中需要进行热处理，确保热处理过程中金属材料可以具备较为足够的形变余地。完成热处理加工工作之后，可以根据其变形规律，利用淬火变形合格率来提升材料质量，要求所有变形值必须要满足工件的实际规定。

3.5 合理配置零件结构

材料零件在进行热处理的时候，需要注意合理地对材料零件的结构进行配置，依照实际生产的需求，有效地控制材料的厚薄程度。

在实际生产的过程中避免零件结构由于应力集中而出现形变的情况，要保证材料的截面均匀平整。若要防止由于冷却速度不同而出现形变的问题，则一定要让金属结构的对称性提高，在此过程中，需要注意尽量在实际设计的过程中，防止产生沟槽等。针对材料交界的位置需要，注意适当地采取圆角过渡的方式，加强材料的设计。

4 结语

要想让金属材料热处理的工艺水平提高，对材料形变等情况进行控制，一定要与实际情况相结合，分析研究对材料形变产生影响的各种因素并且与通过科学合理的方式加强控制和管理，保证形变出现的概率降低。