浅谈金属材料热处理变形的影响因素与控制策略

吴爱青

（鄂尔多斯生态环境职业学院，内蒙古 鄂尔多斯 017010）

金属材料热处理是一种对金属原料进行加工的工艺，通过退火、淬火、回火等流程完成对金属材料的热处理工作，通过热处理工艺加工过的金属材料，有着更好的金属性能，利用这些金属材料制作的机械设备，抗磨损能力更高，具有更长的使用寿命[1]。但是在金属材料热处理加工的过程中，不能控制好金属的应力，就会产生金属材料的形变，严重时会让金属材料开裂，进而降低金属的质量[2]。

1 造成金属材料热处理变形的主要因素

（1）金属材料内部成分与应力的影响因素。在金属材料热处理加工过程中，金属材料内部的组织成分也是引起金属材料变形的影响因素之一，在淬火或城中，金属材料内部成分会出现变化，一些碳化物被析出，这样会减小金属材料的整体体积，同时也会改变金属材料的原始强度，最终引起金属材料变形量提高，金属材料出现变形的问题。对金属材料进行热处理可以提高金属的抗氧化能力，并且提高金属材料的抗磨损能力，利用热处理技术改变金属强度的同时，也会在热处理的过程中提高金属的应力，当应力超出金属材料的屈服强度时，金属就会出现变形。另外在热处理的加工过程中，应力产生的位置也有所不同，不能平衡金属材料中应力的分布，也是造成金属材料热处理变形的原因之一。

（2）时效处理阶段引发金属变形的因素。在对金属材料进行时效处理的阶段，需要将经过固溶热处理的金属材料放在高于常温的环境中静置，让金属材料逐渐析出其中的碳化物，进而提高金属的硬度，但是在析出碳化物的过程中，金属材料可能会出现体积变小的问题。另外在金属材料温度下降，的过程中，金属内的应力会逐渐变小，随着应力减小，金属也可能会出现变形的可能。

2 金属材料热处理技术的操作原则

（1）保证操作的科学性。金属材料热处理工作需要保证操作的科学性，热处理操作应该建立在科学的基础上，根据不同属性的金属材料，合理的做出检测分析，保证金属材料信息获取的准确性、完整性。掌握了准确的分析数据后，再制定相应的工艺标准和工艺流程。金属材料热处理工作需要保证充分的技术支持，技术人员应该对工艺流程加以监督，根据情况给予相应的技术指导，进而保证热处理工艺的规范性和科学性，最终实现提高金属材料热处理变形控制水平的目的。

（2）营造良好的生产环境。良好的生产环境是保证加工生产质量的基础之一，从事金属材料加工生产的工厂往往需要建立在城市的近郊，这样才不会对城市环境产生影响。为了提高金属材料热处理变形控制能力，必须消除环境因素造成的影响，这样才能更好的控制金属材料的应力，最终减少金属材料变形问题的发生。应该提高工厂的硬件支持水平，保障生产中有先进的设备支持，进而降低热处理难度，保障加工各个环节的工艺质量，最终达到提高加工生产水平的目的。

（3）提高工作人员的专业技术水平。想要提高金属材料的加工生产水平，企业还应该提高操作人员的专业技术水平，应该引进更加先进的生产设备，定期组织操作人员进行专业技术培训。提高了操作人员的专业技术水平，操作人员就能更加了解各种金属材料的特性，进而更加科学合理的使用不同的加工工艺，同时也能更加规范的完成工艺流程，进而就能保证最后的生产质量，减少金属材料热处理是出现变形问题的可能。

3 金属材料热处理变形的控制措施

（1）热处理技术中的退火工艺。金属材料热处理技术的第一步就是对金属材料进行退火，保证退火工艺环节的加工质量，这就避免了在金属材料退火环节产生金属变形的问题。

在进行淬火前，需要先对金属材料进行正火处理，成活处理主要是让金属材料适应相对的温度，进而提高淬火质量，正火处理阶段应该控制好炉内温度，进而防止正火处理因温度过高造成的金属材料内部结构的变形。在正火处理时根据炉内温度，加入退火工艺，利用退火工艺降低金属材料的硬度，也可以降低金属材料的应力数值，进而避免金属材料因应力过高超出金属材料的屈服强度，保证金属做好淬火前的准备工作，保障淬火时的热处理质量。

（2）热处理技术中的淬火工艺。对金属材料的淬火处理工艺是热处理技术中的重要技术环节，淬火处理工艺的技术水平对金属材料的加工质量影响最大，淬火温度、淬火介质都是对金属材料内部应力变化的影响因素，应力过高就会造成对金属材料内部结构的改变。所以在金属材料热处理加工时，操作人员应该重视淬火处理环节的工作，重点提高淬火处理环节的加工质量，根据金属材料属性的不同，合理的控制温度，科学的选择淬火介质，这样才能让金属材料的应力分布更加均匀，避免局部应力过高而造成的金属材料变形。通常使用的淬火介质以水油、盐水为主，在使用水油进行淬火时，当水油的温度在450℃～550℃之间时，其冷却速度为500℃/s，当水油的温度降低到250℃～350℃时，其冷却速度为280℃/s。使用盐水作为淬火介质，会让冷却速度提升，通常盐水的冷却速度是水油的2倍，例如，当水油的温度在550℃～650℃时，冷却速度应为600℃/s，而使用了盐水后，同样的温度下，其冷却速度将达到1200℃/s。因此使用盐水作为淬火介质时，应该根据金属材料对冷却速度的要求，合理的控制淬火介质的温度，进而避免因冷却速度过快造成的金属材料变形。

（3）合理的选用淬火方法确保冷却效果。在对不同金属材料使用热处理工艺时，应该根据金属材料的不同属性，选择更加适合的淬火方法，淬火方法较为常见的有单液淬火法和双液淬火法。而使用双液淬火法是利用冷却速度较高的淬火介质进行金属材料的冷却，当金属材料达到350℃左右时，在放入另一种冷却速度较慢的淬火介质，最终让金属材料达到常温。使用双液淬火法可以更加准确的控制金属材料的冷却速度，进而避免冷却速度过快造成的变形问题。

4 结语

综上所述，金属材料热处理技术是提高金属材料性能的重要加工技术，控制好热处理中的各个工艺环节的工作质量，减少金属材料热处理变形的发生，有利于企业节省成本，进而提高企业的收益，促进企业的进一步发展。随着社会的发展、科技的进步，城市建设和工业生产对金属材料的质量要求更高，需要金属材料具备更高的强度及耐久度，这也就需要金属生产加工企业有着更高的技术水平，这样才能满足市场需求。因此，提高金属材料热处理技术水平是至关重要的，也是企业为了更好的应对未来市场首先要做到的。