金屬材料熱處理變形的影響因素和控制策略

宋德勝

摘要：金屬材料受熱之后會出現變形的情況，不利于金屬的進一步加工處理。為此，主要對金屬材料熱處理變形的影響因素和控制策略進行分析，探究金屬材料熱處理變形控制需要遵循的原則和策略，以促進金屬材料熱處理工作的正常開展。

關鍵詞：金屬材料；熱處理；變形

金屬材料熱處理主要是在進行原料加工時使用，從而提高金屬材料的性能，確保金屬材料能夠最大化利用，滿足人們對金屬材料的需求。不過，金屬材料熱處理過程中經常會出現變形的情況，當金屬材料熱處理出現變形時，材料的有關功能效果也會發生一定的不利影響。因此，探究金屬材料熱處理變形的影響因素與控制策略有重要現實意義。

1 影響金屬材料熱處理變形的因素

根據以往研究，可以發現在實際金屬材料熱處理環節，雖然大部分的操作工藝已經能夠在一定程度上滿足預期的金屬材料使用目標，但是在實際的操作、使用中仍舊存在一定的問題，而造成這一問題的主要因素集中表現在如下幾個方面：首先，是熱處理時效和金屬材料熱處理過程中的冷處理環節，根據實際金屬材料熱處理的研究可以發現，在實際的熱處理環節通常會出現一定程度的“低溫回火”現象，這種情況的存在會在一定程度上造成金屬熱處理環節發生形變。與此同時，熱處理過程中的馬氏體鋼分解或者碳鋼等的析出也會在很大程度上致使進行熱加工的金屬受到其金屬自身的應力影響進而發生形變，影響后續的使用情況。

其次，便是原始組織與其金屬所受應力的影響，根據以往形變金屬進行研究可以發現，在實際的熱處理環節金屬材料在進行熱處理前夕其物體會受到一個與其相連的組織給予金屬物質的影響，從而影響其金屬材料的內部碳化物形態，進而使得其內部的金屬纖維發生形變，進而影響該金屬材料的熱處理效果。與此同時，在實際的金屬熱處理環節，很多使用單位會用化學的模式進行金屬材料的熱處理，這種模式雖然能夠獲得較好的金屬熱處理效果，但是在實際的應用過程中會改變一部分的金屬性能，一方面這種金屬性能的改變會對該金屬的抗氧化性、抗腐蝕性等功能做出優化，另一方面，如果這種化學模式下的熱處理方法沒有按照預期的反應模式狀態進行，就需要對該化學處理模式進行二次的消磨，從而影響實際的熱處理效果。

2 優化金屬材料熱處理變形的改善策略

綜上所述，隨著我國熱處理金屬在實際生產，生活中應用的不斷增加，如何針對原有工藝中比較容易出現的金屬材料熱處理問題進行改善、優化，成為我國現階段金屬材料熱處理研究人員研究的重點，由此，本文提出以下幾點優化改進方案，以便能夠在一定程度上幫助且避免未來金屬材料熱處理環節出現較為嚴重的變形問題：

2.1 增加預處理環節

根據研究可以發現，雖然大部分的金屬材料形變問題都出現在實際操作中的熱處理環節，但是不僅僅只有熱處理環節的不當會造成一定程度的形變問題。由此，本文認為，在實際的操作環節，應用熱處理處理金屬材料的前期，可以通過加設預處理環節的方式將金屬內部的分子結構進行完善，提升其均勻性的同時并結合不同金屬材料的不同物理性能合理的進行后續熱處理安排，從而避免金屬材料因其材料自身原因造成后續形狀改變控制的失敗。

例如，在實際的操作環節，可以根據實際的工藝需要選擇適當的退火工藝，這一退火工藝的應用不僅僅能夠在很大程度上及時的降低金屬材料在熱處理環節可能受到不同溫度的影響，從而保證減少形變幾率的同時為后續的金屬材料熱處理提供保障。

2.2 優化原有的淬火處理工藝

淬火熱處理是我國現階段金屬材料熱處理過程中比較重要的熱處理方法之一，在這一過程中有很多因素、介質引起的不當都會在熱處理過程中造成金屬材料內部作用力之間的改變，從而使其發生形變的同時產生不可逆轉的彎曲，由此，為了改善因為這一因素造成的金屬材料形變問題，就需要專業人員在實際過程中充分的重視到這一淬火處理工藝的應用，從而降低金屬材料的形變比例。例如，在實際應用中，通常情況下，在進行淬火降溫的過程中需要對其溫度降低的速率進行控制，過快或過緩都會造成金屬受熱的不均勻，進而產生形變，由此，針對這一問題，本文認為在未來的淬火過程中用水油作為介質的降溫方式轉化為在水油中加入適當的鹽、堿等物質，能夠通過降低溫度變化速率的方法來改善原有淬火操作中可能會造成的金屬材料形變問題。

2.3 完善原有的冷卻方式

根據原有金屬材料熱處理的研究可以發現，在實際的熱處理過程中常見的冷卻方式大都集中于分級淬火和單液淬火，其中在實際的操作中單液淬火的應用比較多，這種方法也是在實際操作中最容易實現自動化的方式之一，但是這種方式卻很難達到預期的冷卻速率，從而造成不同程度金屬材料形變問題，由此，本文認為可以通過將單液淬火轉換為分析淬火的方式，將溫度較高的金屬材料先置于硝煙中，快速降溫后后轉為淬火速率較慢的方式進行冷卻，從而幫助原有的冷卻方式達到預期的淬火目標。

2.4零件結構合理配置

金屬材料熱處理和冷卻時，還會受到零件結構影響，進而產生變形的情況。金屬材料較厚的地方冷得慢，薄處冷得快，在實際生產中要減少薄厚差異，盡可能控制過渡區域內應力集中產生的變形情況。當金屬材料出現開裂狀況時，要采取措施確保零件截面的均勻分布，科學控制冷卻速度不均勻而造成的變形。零部件和材料組織成分要呈現對稱性，才能更好地確保應力的均勻性。因此，在設計零部件時，要避免有溝槽及棱角出現，造成薄厚不均勻的情況。

結語

綜上所述，隨著我國金屬材料熱處理研究的不斷深入，人們對于影響金屬材料熱處理變形問題的因素也愈發的了解，為了在根本上避免金屬材料出現形變，影響后續使用可以通過對其冷卻方式、淬火方式的完善進行彌補，與此同時還需要將金屬熱處理的零部件結構、金屬裝配方式以及用以金屬熱處理的器械等方面逐一入手，遵循金屬材料基礎物理性能變化的同時合理的分析金屬材料在熱處理狀態下其金屬內部的影響情況，最大程度保證該金屬材料熱處理受熱均勻的同時降低實際操作過程中出現形變的比例，為實際金屬熱處理模式在未來應用中的推廣打下基礎。

參考文獻：

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