热处理过程中金属材料变形的影响与优化策略

肖 凯

（辽宁力康职业卫生与安全技术咨询服务有限公司，辽宁 沈阳 110180）

1 热处理过程中金属材料变形的影响因素

1.1 应力状态

在进行金属材料热处理时，通常会因为材料结构问题、密度问题以及外界因素等问题而致使金属材料出现冷热不均匀分布的现象。一般情况下进行金属材料热处理主要经过加热、保温以及冷却这三个内容。在加热与冷却环节，金属材料自身内部应力会跟着温度变化而改变，从而大大增加了金属材料变形的几率。通常来说，在对金属材料进行热处理时常常会因为内部应力分布不均而致使变形的问题出现，这就是内应力塑性变形，极易导致金属材料发生变形。

1.2 热处理工艺

金属材料的热处理技术虽然能够简单的划分为加热、保温与冷却这三个过程。不过在实际运用过程中，其还包括了正火、淬火、回火和退火等多种内容。并且在具体处理过程中还需要根据材料类别来对有关操作进行调整，所以在实质上来说，金属材料的热处理工艺具有一定的复杂性。不过就现阶段看来国内在控制金属材料热处理工艺以及温度上还有所欠缺，无法精准的对其温度进行管控，从而极易损坏到金属材料结构，进而引发变形。

1.3 比容变形

在热处理钢材料时，因为结构组织相容不同，相变环节发生的尺寸、体积等变化即比容变化。在实际生产中应用比容变形，一个较为重要的方法就是利用制定的热处理技术来得到单纯的比容变形。比容变形没有一个明确的方向，如，在热处理钢材料时，因为该类材料结构比较均匀，所以实际比容变形在不同方向的变现上是相同的。并且比容变形和热处理次数以及零件尺寸、体积的变化程度并无关系。

1.4 工件的机械加工方式

在进行金属材料热加工过程中，因为切削用量并不相同，所以在对细长类工件进行加工时通常会出现不同程度的残余应力，从而还会大大增加淬火变形的敏感度。再者，采取继续方式加工金属材料预留的热处理变形量、加工余量以及机加工量间出现较大误差，从而引发无法对材料热处理变形进行修复的问题出现。

2 热处理过程中金属材料变形的优化策略

2.1 科学开展金属材料热处理的预处理工作

经过多年实践可知，金属材料通过正火处理后，不但能够有效提升材料自身构的均匀性和完整性，并且还能降材料内部应力对材料产生的影响减小，能够有效抑制热处理过程中金属材料的变形情况。不仅如此，要想有效减小金属材料的热处理变形，还能够科学采取退火工艺，来有效控制热处理金属材料过程中的变形量，更好的推动金属材料热处理技术水准的提升。

2.2 合理采用金属材料热处理淬火工艺

在金属材料热处理工作中，一项非常关键的环节就是淬火工艺，并且其发挥了非常重要的作用。如若没能正确采用淬火介质，便会破坏了金属材料内部应力变化的平衡，进而影响到了材料的形状和结构。所以，务必要能够在热处理金属材料时，尽量将淬火环节可能会产生的失误避免，所以需要有关工作人员能够积极革新淬火工艺。在该工艺的冷却环节，务必要能够对其冷却的速度进行合理调节，切实保障在淬火环节金属材料的变形量减小。通常使用频率较高的淬火介质是油与水，一般都是控制其水温在55～65℃之间，以保证淬火速度与冷却质量。如若介质采用的是油，那么需要控制油温在60～80℃范围内，并且要将淬火速度合理提升，以最终保证冷却效果达标。通过正确选择金属材料的淬火速度与直接，不但能够切实减小金属热处理对材料内部应力产生的影响，并且还有有利于对其变形量的控制。

2.3 正确选用金属材料热处理的冷却方法

当前，在热处理金属材料时，通常会使用到单液淬火、双液淬火等方法。其中单液淬火主要是指采用一种介质来冷却处理材料。该种方法能有效提升淬火效率，不过并不能对其速度进行控制；双液淬火则指的是往具有较高冷却速度的介质中放入金属材料，让其可以快速将温度降低到300℃左右，随后再把它放至冷却速度低的介质中实施再次冷却。一经冷却后，金属的变形会产生巨大影响。如若在热处理过程中，金属快速发生冷却，极易导致其表面冷却不均匀，进而加大了金属的拉应力，进而增加其变形量。所以，务必要在保证金属强度正常的基础上，使用预冷与分级降温的方法来冷却金属材料，这样一来方可切实有效的减少因为金属不均匀冷却而引发的金属变形情况出现。

2.4 科学选用夹具与装夹方式

装夹方式会根据工艺的不同而有所不同，并且加工件形状所受影响也有所差别。务必要结合零件的具体情况来采用相应的夹具以及装夹方式，这样方可减小由于热应力不均匀而导致工件变形的情况出现。

3 结语

总而言之，在进行金属材料加工过程中一个重要环节就是热处理，并获得了广泛的运用。其实质在于对金属表面与内部的组织形态结构发生改变来达到提升其使用功能以及工艺性能的目的。但是在进行热处理过程中常常会出现金属变形的情况，所以要求相关工作人员能够正确掌握热处理过程中金属材料变形的影响因素，并采取有效的优化策略进行解决，切实提高金属材料热处理的效率与质量。