金属材料热处理变形的影响因素和控制策略分析

赵佳恒　师煜强　李政

摘 要：工业快速发展，对于机械精度与性能也提出了更高的要求，金属材料热处理是一种重要手段，能够促进内部组织与结构变化，改善材料性能。但在金属材料热处理过程中可能会出现变形情况，对工件的强度、精度以及寿命等产生影响，对金属材料热处理变形的影响因素与控制策略进行探究，对于金属材料加工质量的提升至关重要。

关键词：金属材料热处理变形;影响因素;控制策略

引言

金属材料具有延展性、导电性、传热性等特征，具备一定的光泽，一般分为黑色金属、有色金属以及特殊金属三大种类，由于其良好的性能，导致其常常被用到机械制造领域机械制造中，一些金属材料在进行热处理之后会完善其自身的性能，提升设备的运行效果，这也是机械制造领域选用金属材料的最大原因，但是如果处理不当，就会影响金属材料的性能，以及机械设备的质量，最终直接影响机械的使用效果，对企业的健康生产极为不利。

1金属材料热处理变形的影响因素

1.1温度变化

金属材料都有自己的受热温度的临界点，经过热处理的金属材料，高温强度下的损失，会伴随着热处理的温度下降而逐渐缓慢减少，特别是当热处理的温度下降到一定温度临界点时，金属材料自身的热应力以及组织结构应力也会逐步降低，从而导致金属材料的变形。由此看来，温度，是金属材料热处理中变形的一个关键因素。

1.2淬火介质

在金属材料热处理工艺过程中，大多数时候会选用淬火介质，然而，淬火介质的搅拌方法和搅拌速度等等一些因素，对于金属材料自身的形状也会产生直接的影响。很多大量的实践经验也表明，淬火介质对于金属材料的稳定性有着至关重要的影響。

1.3预处理

在金属材料的热处理过程中，施工人员最常用的方式就是预处理方法，此种方法能够快速的消除应力，但是会受到场地的约束，在正火时，导致金属材料出现堆冷情况，这样就会导致金属材料的表面受热不均而出现变形的情况，假如施工技术人员使用的方法不当，也会在一定程度上增加金属材料的变形效果，影响热处理效果。

2金属材料热处理变形控制策略

2.1科学冷却

在金属材料热处理过程中，需要结合金属材料具体性质采取有针对性的冷却方法，保证冷却的科学性，才能够对变形实施有效控制。金属材料热处理以单介质淬火、双介质淬火、分级淬火以及等温淬火等比较常见。单介质淬火就是在一种介质中冷却淬火零件，操作简便，易实现机械化与自动化，工作效率高，但难于控制淬火速度，极易导致金属材料变形开裂等。双介质淬火是以特殊介质为支持实现快速冷却，淬火零件温度可迅速下降至300℃，在2-3min保温处理后，放置于低冷却速度的介质中，实施二次冷却处理。冷却速度不同的情况下，冷却介质也存在一定差异。金属材料热处理工艺中，冷却速度过快，会导致内部拉应力增大，淬透性受到影响，进而加大变形量，因此要科学选择冷却方案，以确保热处理变形得到有效控制。

2.2淬火处理

淬火冷却在热处理中是一道重要工序，如果在这一环节中所用淬火介质不合适，将使金属内部应力大幅增加，导致金属内部产生变形与破坏。对此，为了对热处理过程中淬火的有效控制，避免操作不当，需要从现有工艺方法入手，做好淬火处理。首先，在淬火冷却过程中，需要对淬火的速度进行严格控制，如果淬火的速度超出标准要求，则会使金属冷却无法达到均匀，导致金属产生变形。通常情况下，水油为最常用淬火介质，其在550℃～650℃的温度范围内的冷却速度为600℃/s，即便是在200℃～300℃的温度条件下，也能有270℃/s以上的冷却速度。在这一过程中，金属材料正完成马氏体转变，如果冷却的速度太快，将使金属产生变形或开裂。若在水中添加一定量盐、碱，还能进一步加快冷却速度，比如在550℃～650℃的温度范围内的冷却速度达到1100℃/s，但在200℃～300℃的温度条件下，冷却速度基本保持不变，基于此，盐水与碱经常用于碳钢冷却，但这也是导致金属变形和开裂的主要原因。

2.3高效处理

对金属材料的热处理，除了对金属材料的淬火和冷却，还需要在加工方面加以重视，确保金属材料的质量，逐步增强热处理效果。那么在此进程中，如果在加工中的金属材料，技术人员对其实行热处理的过程中也需要依照以上控制措施进行，保障金属材料的质量。在之后的处理中，逐步优化淬火技术、冷却技术以及加工技术，让企业内部的金属材料热处理技术得以高效地运用，为企业健康发展奠定坚实的基础。所以说，在企业金属材料的热处理技术使用过程中，加工技术对于控制金属材料的变形具有重要的意义，需要得到企业管理者的重视和推广。

2.4有效加工

在金属材料热处理过程中，机械加工环节需要保证余量存留的合理化，为金属材料变形量提供充足保证，淬火合格率也能够得到明显提升。由于夹装工具不同会对金属材料形状产生影响，因此在金属材料热处理操作过程中，要明确加工零件的要求及特点等情况，对夹装方式进行合理化选择，降低热应力不均衡而造成变形的几率。若金属材料加工过程中需要采取热处理措施，则需要保证金属材料具备形变的条件。要对金属材料变形规律形成正确认识，保证淬火变形合格率，切实提升金属材料质量，依据加工工件技术要求来衡量金属材料变形值，确保变形处于合理范围内。

结语

综上所述，对金属材料在进行热处理后产生的变形进行影响因素与处理方法的分析研究，能为金属材料加工制作提供可靠参考依据，尽可能减少变形与开裂的产生，使热处理这一工艺得到良好应用。对相关技术人员，应持续研究和总结相关经验，明确热处理过程中变形控制需要遵循的基本原则，并根据热处理的具体情况，通过科学冷却、淬火处理、高效处理、有效加工等方式，使经过热处理以后的金属材料其变形量处在允许的范围内，并防止开裂现象的发生。

参考文献

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