金属材料热处理变形的影响因素和控制策略

王玉辰

摘 要：近年来，随着社会经济发展，各领域建设迈入了一个全新的时代，金属材料作为最基本的元素，其应用范围越发广泛。为了进一步满足了工业生产多样化、专业化的需求，很多企业在金属材料加工中进行了热处理操作，但同时受多重因素影响，出现了不同程度的变形现象，降低了其使用性能及寿命。时至今日，有关金属材料热处理变形控制方面的研究备受关注。本文基于对金属材料热处理变形影响因素的简述分析，就其有效控制策略进行了研究。

关键词：金属材料;热处理变形;影响因素;控制策略

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.02.052

0 引言

在金属加工制造领域，热处理技术应用相当普遍，改善了金属材料的物理及化学性质，使之内部结构发生了改变和优化，其性能大幅提升，满足了多样化的应用需求。但是在具体的操作实践中，金属材料热处理对整个工作环境及技术应用有着极高要求，需结合实际情况对其操作工艺进行创新优化，减少金属材料热处理变形量，进而推动金属加工制造行业发展。

1 金属材料热处理变形影响因素

随着现代工业社会发展，金属材料因其韧性强、塑性佳、高强度等特性，有着极其广泛的应用，其在硬度、耐久性等方面的性能表现，会受外界环境因素影响作用。据科学研究表明，金属材料热处理过程中，会因应力状态、处理工艺以及加工方式等因素影响，出现变形现象，进而影响到了后期应用。具体而言，金属材料因其本身的密度、结构等构成特点，加之外界因素影响，在进行热处理过程中，可能会出现不等时性、冷热不均衡分布等问题，并在内应力的作用下，产生变形，并随着热处理频繁，出现明显的方向性。同时，要想了解工艺流程对金属材料热处理变形的影响，首要对其进行全面分析。在实际操作践行中，金属材料的热处理包括正火、淬火、回火以及退火等工艺，并因材料属性差异进行操作调整，是一个相当繁琐的流程。现阶段而言，我国在金属材料热处理工艺上的温度控制技术存有缺陷，容易破坏其结构，导致变形发生。此外，较大的金属材料预留热处理变形量、加工余量等误差，亦是造成变形的重要影响因素。

2 金属材料热处理变形控制策略

综合来看，金属材料的热处理变形是一个多因素影响作用的过程，其有效控制需从各个环节入手。作者基于上述分析，结合实践经验，针对性地提出了以下几种金属材料热处理变形控制策略，以供参考和借鉴。

2.1 合理淬火

在整个金属材料热处理工艺流程中，淬火作为最核心的工作之一，对变形产生了重要影响作用。在具体践行过程中，相关工作人员应注重工艺技术创新，从多个维度上降低淬火失误率。事实上，不合理的淬火介质，很大程度上增加了金融材料内应力失衡，最终导致变形出现。现阶段而言，常见的金属材料淬火介质包括水和油，对其温度控制至关重要。一般情况下，水温应控制在五十五摄氏度到六十五摄氏度之间，而油温则提升到六十到八十摄氏度之间，同时注意提高淬火速度，以产生良好的冷却效果，减少金属材料变形量。科学的淬火工艺处理，将对金属材料热处理变形控制产生举足轻重的影响。

2.2 科学冷却

不同的金属材料热处理，所采取的冷却方案不尽相同，科学冷却是确保金属材料热处理变形控制的有效举措。目前来讲，金属材料的热处理主要包括单介质淬火、双介质淬火、分级淬火以及等温淬火等。其中，单介质淬火工艺模式下，在一种淬火介质中完成淬火零件的冷却，具有操作简便的特性，很容易实现机械化、自动化，因而工作效率更高，但是对淬火速度的控制难度较大，容易导致金属材料出现变形、开裂等问题。而双介质淬火则是通过特殊介质的快速冷却功能，将淬火零件温度迅速降至三百摄氏度，在经过两到三分钟的保温处理之后，将之放入冷却速度较低的介质当中，进行二次冷却处理。不同的冷却速度要求决定了冷却介质的不同。长期实践经验表明，过快的冷却速度，会增加金属材料内部拉应力，继而影响其淬透性，导致变形量增大。因此，为了有效控制金属材料热处理变形，应科学选择冷却方案。

2.3 有效加工

如上分析，金属材料热处理过程中，需在之前的机械加工中存留合理余量，保证金属材料变形量充足，提高淬火合格率。与此同时，夹装工具的差异，亦会对金属材料形状产生不同程度的影响。在具体操作来看，要认真分析加工零件的实际情况，包括要求、特点等，选择有效的夹装方式，避免热应力不均衡导致金属材料变形。与此同时，值得注意的是，如遇金属材料加工中需进行热处理，那么还需进行上述操作，即保证足够的金属材料形变余地。在系列工作完成之后，可依据金属材料的变形规律，通过淬火变形合格率，来改善金属材料质量，确保金属材料变形值符合加工工件技术要求。事实上，有效的加工方式选择，对控制金属材料热处理变形具有重要价值意义，应当得到高度重视。

3 结语

总而言之，金属材料热处理变形是一个多因素作用的过程，包括应力状态、处理工艺以及加工方式等诸多方面影响，其控制作为一项系统化工程，需从上述各个环节入手。由于个人能力有限，加之金属材料热处理变形复杂，本课题研究任重而道远，作者希望学术界大家持续关注此课题研究，结合实际情况，针对性地提出更多有效控制措施。

参考文献：

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