金属材料热处理变形的影响因素与控制策略

梁慕林

摘要：随着科技的不断发展和进步，在建筑行业中，所使用的材料也越来越先进。在当前的工业形势下，传统的金属材料热处理方式，已经不能够满足当前社会工业发展的需要。在社会上，众多资源的支持下，需要特别注重一下金属材料热处理和变形的相关问题。可以通过改进金属材料的处理方式，以及其变形的影响因素，进而控制金属材料变形。本文针对金属材料热处理变形的影响因素与控制策略，展开进一步探讨。

关键词：金属材料;热处理;变形;影响因素;控制策略

我国的建筑行业在不断发展，但金属材料热处理的变形问题一直限制着建筑行业的发展。一方面是金属材料热处理的问题，在金属相关的制造业中，是比较困难的。如果金属材料的热处理做的不够好，就会影响金属制造业的水平和质量。另一个方面是金属的热处理过程，如果处理的技术不足，很有可能会导致一些化学变化的产生，后期金属材料在使用过程中，会产生一些安全隐患。所以，金属材料的热处理变形问题至关重要。

一、金属材料热处理变形的影响因素

金属材料热处理的过程是非常复杂的，在金属材料受热的时候，需要很多复杂的步骤，正是因为这些步骤，加大了金属材料热处理的难度。金属材料热处理的过程不但难度大，还非常容易受到一些外界因素的影响，比如空气的湿度和处理时的温度等。热处理在本身的性质上就会很有可能会造成变形，比如若是在热处理的过程中，温度不能过大，也不能冷热交替过于频繁。金属材料热处理过程中温度变化的话，也会导致内部发生一些变化。比如冷热交替过于频繁的情况下，会导致金属的材料密度不均匀，在后期使用的过程中也很容易发生问题。当空气中含水量较多时，金属材料热处理也会受到影响，材料的内部硬度会减小，变形的概率大大增加，对金属材料是不利的^【1】。

二、金属材料热处理控制需要遵循的原则

金属材料热处理的过程是复杂繁琐的，工作人员稍有不慎就会导致生产失败。为了使金属材料热处理的过程能够更顺利，提高生产的效率，需要工作人员在工作的过程中遵循以下原则。

1.操作简单的原则

操作过程越复杂，所要面临的问题越多。所以，在金属材料热处理的过程中，要遵循操作简单的原则。工作人员在操作过程中避免复杂的操作，可以降低金属内部的变化，从而提高生产的效率，解决后期能够发生的很多问题。为了能够达到这个目标，工作人员需要在操作过程中对每一个步骤深入了解，了解其作用和含义。工作人员只有在深入了解含义和作用之后，才能够在此基础上，对专业的金属材料热处理的操作进行简化。并且，工作人员在对金属变形的过程中，尽可能的一步到位，避免金属与环境发生接触，这样才能降低环境及温度对金属材料的影响，提高金属材料的质量。总而言之，将金属材料热处理的复杂过程简单化，既能提高金属材料的生产效率，又能提高工作的效率，为企业带来更多的经济效益^【2】。

2.科学性原则

为了能够更好的控制金属材料热处理的过程，相关的工作人员务必要遵循科学的原则。比如在改变金属材料形状的过程中，工作人员需要做的，就是严格控制其温度。温度过高的话就会导致金属硬度太小，温度过低就会导致金属硬度过大，对后期金属的变形有不同的影响，为工作人員的加工增加了很多的麻烦。除此之外，工作人员要严格按照流程完成工作^【3】。金属材料热处理的操作是必须科学合理的，按照流程操作的金属是标准的。如果没有注重科学性的原则，就会导致加工后的金属存在一定的质量问题，企业也会有一定的经济损失。由此可见，科学性原则在金属材料热处理过程中的重要性。

三、金属材料热处理变形的控制策略

1.热处理前进行预处理

金属材料出现变形，不仅仅是在热处理的过程中才会出现。正火、退火或其它工艺都会导致金属变形。在进行金属材料热处理时，温度都是处于较高的状态，会导致金属内部发生改变。所以需要在热处理前进行预处理，控制好正火的温度。在对温度做好控制之后，工作人员还可以选择用相同温度的淬火处理的方式，加强内部结构，进一步控制变形。

2.淬火处理工艺

淬火处理工艺是金属材料热处理中的一个重要的处理环节。这一过程，就需要引入合适的淬火介质，如果淬火介质不合适的话，就会对金属材料内部造成影响。如果想要处理淬火介质的相关问题，就需要工作人员重视淬火处理的方式。在一般情况下，在金属材料进行淬火冷却时，需要工作人员控制好淬火的速度。速度过快，会产生冷却不均匀的现象，金属材料就会发生变形。淬火处理时，介质的温度和冷却的速度息息相关。淬火常用的介质是水油，当水油的温度在500～600℃时，冷却速度在每秒550℃;当水油的温度在200～300℃时，冷却的速度可以选择在每秒270℃。在这一过程中，冷却速度过高的话，会导致金属材料变形。在水中添加适当的盐或碱，会提升冷却速度。

3.适当冷却方式

在进行金属材料热处理的操作时，要选择适当的冷却方式，冷却方式有分级淬火法、单液淬火法和双液淬火法等。单液淬火法，是相对来说比较容易实现的一种冷却方式，但是在速度上难以满足冷却的需求，导致后期容易出现变形。双液淬火法主要是通过加热金属材料，在冷却速度较高的状态下，介质温度300℃左右，再向另一种介质转换，使金属材料的温度达到正常状态。分级淬火法，主要是通过使用硝盐浴，使金属材料置于硝盐浴中，且温度较高，保温处理3分钟左右，直到金属构件冷却，进而产生变形。金属材料较厚的区域需要较长的冷却时间，薄的地方冷却的时间较快。所以，在实际的生产过程中，要减少金属薄厚的差异，工作人员做好控制，也能减少出现集中变形的状况。冷却方式适当的情况，会缩短金属变形的时间，避免金属材料，因为一些外界的环境或温度因素而造成的影响。工作人员要根据不同的具体情况，选择最适合金属材料的冷却方式，做好控制变形的工作，提高生产效率。

4.装夹方式要合理

金属材料的热处理，需要保障在热处理的过程中，加热和冷却都能达到均匀的状态下，或者说，能够在误差允许的范围之内。保障金属可以均匀的受力，同时也能产生均匀的组织应力。最后，可以选择一些装夹方式对完成后的金属进行装夹。比如运用垫圈或支撑垫圈等方式，可以保障金属可以均匀的受力。工作人员要切记，选择合理的装夹方式，根据不同的具体情况进行选择，进而能够提高工作效率^【4】。

5.机械加工要重视

金属材料热处理的操作完成之后，就要进行机械加工的步骤。在进行机械加工的操作时，工作人员要加以重视，遵循金属材料变形的规律。可以通过使用一些收缩端预胀孔等方式来控制变形。紧接着，就进入了机械加工的最后阶段了。需要注意的是，金属材料热变形有一定的规律，在加工前需要对金属材料做好检测工作，提升工作的效率。

四、结束语

金属材料热处理问题在建筑行业中，是一个比较常见的问题。它不仅会影响金属加工制造业的水平，还会影响到我国建筑行业在热处理方面的工作，对我国的建筑行业发展，甚至对我国的经济发展水平产生影响。所以，相关工作人员要在金属材料热处理的工作上着手，寻找和研发出能够控制热处理的方法，进而达到控制金属材料热处理变形的问题，促进我国金属制造业和建筑行业的发展。

参考文献：

[1]  赵行，肖捷.金属材料热处理变形的影响因素和控制策略[J].中国金属通报，2019（11）：123+125.

[2]  杨坤.金属材料热处理变形的影响因素和控制策略[J].世界有色金属，2019（17）：177+180.

[3]  王宝仓，张远冲.金属材料热处理变形的影响因素和控制策略研讨[J].世界有色金属，2019（13）：171+173.

[4]  艾德文.浅谈金属热处理变形影响因素及改善措施[J].现代制造技术与装备，2019（08）：192-193.

（作者单位：广东石油化工学院）