金屬材料熱處理變形的影響因素和控制策略

楊 坤

（江西省機電設備招標有限公司，江西 南昌 330046）

1 金屬材料熱處理變形的影響因素

（1）應力狀態(tài)因素。在進行金屬材料熱處理的時候，由于密度結(jié)構等因素的影響可能會導致材料在熱處理的時呈現(xiàn)出冷熱分布不均的狀態(tài)。在展開熱處理工藝的過程中包含了加熱、保溫和處理三個部分。在加熱和保溫量過程當中，溫度高低會對材料內(nèi)部結(jié)構形態(tài)造成影響，所以金屬材料發(fā)生形變，一般情況下，材料內(nèi)部應力不均勻?qū)е滦巫兏怕试黾樱瑢饘俨牧蠠崽幚懋a(chǎn)生一定影響。

（2）淬火介質(zhì)因素。通過相關事件分析發(fā)現(xiàn)，在進行熱處理工藝當中，合理地選擇淬火介質(zhì)具有非常重要的意義，直接和材料形變情況的出現(xiàn)息息相關。在實際進行處理的過程中，一定要合理選擇淬火介質(zhì)質(zhì)量，這會直接影響金屬材料的最后效果。與此同時還會制約淬火的穩(wěn)定性，在介質(zhì)攪拌的過程中，介質(zhì)攪拌的方式和攪拌的速度也會對材料產(chǎn)生影響。如若介質(zhì)攪拌法方式不合理，會導致材料變形幾率的提升。

（3）預處理因素。常用的預處理方法主要是正火處理方法，這種方式可以進一步地消除應力，然而會由于場地等因素的限制，導致正火的過程中，冷卻多為材料的堆冷，這樣會造成材料在加熱爐內(nèi)的冷卻效果受到一定程度的影響，出現(xiàn)冷熱不均等問題，這樣很容易導致材料出現(xiàn)組織不均勻，這樣的材料在進行熱處理的過程中會造成形變的情況出現(xiàn)，如果沒有采取合理的方式進行正火，可能會讓變形的概率大幅度提升。通過分析發(fā)現(xiàn)，組織不均的材料實施熱處理工藝，極易導致變形現(xiàn)象的出現(xiàn)。

2 金屬材料熱處理變形控制原則

2.1 易操作原則

為了將金屬材料熱處理的工藝標準提升上來，首先要解決原材料處理中出現(xiàn)變形問題，制定金屬變形解決方案，將外部環(huán)境對金屬熱處理成型的影響因素降到最低，另外，處理金屬材料變形問題時，將變形控制流程進行簡化處理，保證金屬材料變形控制各個步驟能夠順利有效進行。

2.2 科學性原則

對金屬材料熱變形進行科學控制，要在未實行前了解導致材料變形的多種因素，將金屬材料熱處理工藝進行細化，從金屬材料基本屬性方面進行分析，制定標準化的變形控制工作流程。

2.3 實用性原則

金屬材料熱處理作為自然界變化中的一種重要的社會行為，在自然環(huán)境的轉(zhuǎn)化中起著重要的作用，經(jīng)歷了從無到有、從大到小的一系列過程。在應用期內(nèi)，相應需求的金屬材料種類繁多，技術成本在資金投入中占有很高的比重。

3 改善金屬材料熱處理變形的控制措施

3.1 增加預處理環(huán)節(jié)

在進行操作的過程中，主要是在熱處理金屬材料的前期，如果使用預處理的方式可以有效地完善金屬內(nèi)部的分子結(jié)構，讓均勻性提升。與此同時，依照金屬材料的不同，其物理性質(zhì)的具體特點，采取后續(xù)的熱處理方式，可以有效地防止由于材料與材料自身的原因而產(chǎn)生一定的形變。比如說，在實際操作的過程中，可以依照工藝，合理地進行退火方式的選擇，這樣可以不單單能夠讓金屬材料在熱處理的過程中受到溫度的影響降低，還可以確保形變幾率減少，為后續(xù)金屬材料的熱處理，打下堅實基礎。

3.2 選擇合理的淬火介質(zhì)

在當前，我國金屬材料熱處理的過程中淬火熱處理是非常重要的一種熱處理方式。在此過程中由于介質(zhì)應用不當?shù)纫蛩囟紩е聼崽幚淼倪^程中，金屬材料內(nèi)部作用力出現(xiàn)一定的變化，在出現(xiàn)形變的過程中出現(xiàn)不可逆的彎曲。

為了應對這些因素，對金屬材料形變問題進行改善，即需要專業(yè)人士在實際操作過程中對淬火處理的工藝進行充分的重視，將金屬材料的形變比例降低。

在此過程中，淬火降溫是需要進一步地控制淬溫度降低的速率，如果溫度降低的速度過快或者過慢都有可能導致金屬受熱不均勻，導致形狀發(fā)生改變，因此在實際處理過程中將將淬火操作失誤概率降到最低，操作人員原有工作標準基礎上，對淬火工藝進行改進，將冷卻速度進行調(diào)節(jié)，控制材料變形量，像油和水是常用的淬火介質(zhì)，為了提升淬火速度。

3.3 合理選擇冷卻方法

對傳統(tǒng)的金屬材料熱處理進行分析，可以發(fā)現(xiàn)，在實際進行處理的過程中冷卻的方式主要是分級淬火和單液淬火，在實際操作的過程中單液淬火的應用相對較多，容易自動化實現(xiàn)。然而這種方式在處理的過程中無法達到預期的效果，可能會導致金屬材料出現(xiàn)一定的形變問題，因此可以將單液淬火轉(zhuǎn)變?yōu)榉旨壌慊穑@樣可以將溫度較高的金屬材料快速降溫，接著轉(zhuǎn)變?yōu)槁俅慊鸾禍兀诖诉^程中逐步冷卻，這樣可以達到預期淬火的要求。

3.4 選擇有效的加工方式

在金屬材料進行加熱、冷卻的過程中，選擇不同的夾裝方法，也會導致加工件形狀受到不同的影響。根據(jù)零件的實際情況，選擇合適的裝夾方法，這樣才能夠?qū)釕Σ痪鶆蛩鶎е碌淖冃吻闆r進行避免。也可以根據(jù)材料的實際要求、特點，對裝夾方式進行適當?shù)母淖儭Ｈ绻诮饘俨牧霞庸さ倪^程中需要進行熱處理，確保熱處理過程中金屬材料可以具備較為足夠的形變余地。完成熱處理加工工作之后，可以根據(jù)其變形規(guī)律，利用淬火變形合格率來提升材料質(zhì)量，要求所有變形值必須要滿足工件的實際規(guī)定。

3.5 合理配置零件結(jié)構

材料零件在進行熱處理的時候，需要注意合理地對材料零件的結(jié)構進行配置，依照實際生產(chǎn)的需求，有效地控制材料的厚薄程度。

在實際生產(chǎn)的過程中避免零件結(jié)構由于應力集中而出現(xiàn)形變的情況，要保證材料的截面均勻平整。若要防止由于冷卻速度不同而出現(xiàn)形變的問題，則一定要讓金屬結(jié)構的對稱性提高，在此過程中，需要注意盡量在實際設計的過程中，防止產(chǎn)生溝槽等。針對材料交界的位置需要，注意適當?shù)夭扇A角過渡的方式，加強材料的設計。

4 結(jié)語

要想讓金屬材料熱處理的工藝水平提高，對材料形變等情況進行控制，一定要與實際情況相結(jié)合，分析研究對材料形變產(chǎn)生影響的各種因素并且與通過科學合理的方式加強控制和管理，保證形變出現(xiàn)的概率降低。