金屬材料熱處理變形的影響因素和控制策略研討

王寶倉，張遠沖

（西寧特殊鋼股份有限公司，青海 西寧 810005）

采用熱處理技術對金屬材料的加工處理，不僅能夠提高金屬材料的性能，而且還有利于其他領域的穩定發展，使金屬材料能夠充分地發揮出自身的重要作用與價值。但是，在熱處理加工的過程中，會受到一些因素的影響，影響了整體的質量與效率，完全不利于金屬材料的發展。因此，本文主要針對金屬材料熱處理變形影響因素進行了分析，并結合實際情況，制定出了相應的控制策略，確保整體質量與效率，滿足金屬材料熱處理加工的基本需求。

1 金屬材料熱處理變形的影響因素

1.1 應力狀態影響因素

在對金屬材料進行熱處理的過程中，由于受到金屬材料自身因素的影響，例如金屬材料的結構、密度等問題，使金屬材料的冷熱分布不均勻，對熱處理加工工藝的加熱、保溫、處理三個階段都產生了重要的影響。對于金屬材料熱處理加熱與保溫階段，主要是受到了溫度的變化影響，使金屬材料的內部應力也發生著一定的變化，那么就會造成材料的變形[1]。一般情況下，初選了應力分布不均勻的情況，使金屬材料出現變形的幾率就越大，同時對頻率也造成了一定的影響，無法確保金屬材料的整體質量。

1.2 淬火介質影響因素

在金屬材料熱處理工藝中，淬火介質對整體的工藝效果有直接的影響，是到導致金屬材料變形的重要影響因素。那么就需要對淬火介質合理地選擇，注重其自身的質量問題，確保淬火產生的效果良好，避免對淬火的穩定性產生制約的影響[2]。與此同時，要控制介質的攪拌速度，確保操作方法的正確性，才能薄面對金屬材料的質量產生影響。相反，介質攪拌的速度與方法都不合理，那么就會直接導致金屬材料的變形。

1.3 預處理影響因素

開展預處理工作，主要是能夠對實施中產生的應力消除，需要在熱處理前實施。做常見的預處理方式就是正火處理法。但是，采用此方法，雖然是對一定的應力有效地消除，但是也會受到場地因素的影響，在冷卻的過程中，使眾多的材料出現堆冷，一旦這種現象的發生，就會對加熱爐內的冷卻效果產生反差的影響，不僅冷卻的效果并不理想，而且還會對金屬材料的組織產生破壞。

2 金屬材料熱處理變形控制策略

2.1 加強對預處理變形的控制與管理

為了能夠控制金屬材料熱處理變形的幾率，就需要針對實踐情況綜合分析，能夠對溫正火材料科學處理，不僅能夠確保金屬材料整體結構的穩定性，而且還避免出現不均勻的現象，能夠在根源問題上有效地降低了金屬材料變形幾率。由于金屬材料各自的差異性，整體的結構特點都大不相同，因此，在熱處理的實施工序中，需要對金屬材料的整體結構、特點等綜合分析，對熱處理的工序合理地制定，從而能夠實現預期的效果，避免金屬材料出現變形的情況。加強對預處理變形的控制與管理，雖然整體的效率比較高，但是需要的費用成本卻比較高，在實施的過程中花費的時間也比較長，因此，也需要結合金屬材料及加工的具體要求，合理地選擇處理方式。

2.2 合理選擇冷卻方法

在金屬材料的熱處理工藝中，最常用的冷卻方式有分級淬火冷卻方式、單液淬火冷卻方式、等溫淬火冷卻方式、雙液淬火冷卻方式。每一種冷卻的方式都具備自身的優勢與缺點。對分級淬火冷卻方式的選擇，最大的優勢就是能夠有效地降低應力，確保金屬材料結構的完整性。但是，也存在著一些缺點，在實施的過程中需要使用到鹽液、堿液，加大了成本費用。選擇單液淬火冷卻方，主要的優勢是具有自動化與機械化的功能，對整體的實施效果提升。缺點就在于實施的過程中對冷卻的速度無法合理地控制。等溫淬火冷卻方式的使用，主要適用在加工要求比較高的金屬材料中，缺點是實施的時間比較長，成本高。

雙液淬火冷卻方式，主要是針對結構比較復雜的金屬材料，缺點就是需要與預冷操作結合使用。那么就需要結合實際情況，選擇出最佳的方式，能夠有效地降低變形幾率。

2.3 淬火介質的選擇

對于淬火介質的選擇，如果選擇的不夠合理，那么就會加大金屬材料的內部應力，也就出現了金屬材料變形的情況，嚴重的會使金屬材料出現開裂問題，對整體的質量造成嚴重的影響。

目前，所選擇的淬火介質，主要的是油與水。那么在實施的過程中，對具體的溫度有一定的要求，最適合的穩定是在550℃～650℃之間，能夠使淬火的效果達到最佳的狀態，并且的冷卻速度也比較好。但是，如果溫度控制在200℃～300℃之間，那么就會降低冷卻效果，整體的速度也比較緩慢。一旦冷卻的速度降低，就會發生材料變形的情況。對此，需要添加鹽液與堿液，能夠提升整體的冷卻速度，對金屬材料的變形加強控制。如果是針對硬度比較高的金屬材料熱處理的加工，則需要選擇油淬火介質，能夠滿足加工的需求，還有效地降低變形幾率。

2.4 采用機械化加工技術

對于金屬材料的熱處理加工工序，是固定的，只是由于加工的金屬材料不同，導致工藝的實施工序出現了差異性。針對大多數的金屬材料加工，其熱處理的工藝環節都是在最后的階段，但是，也有一些金屬材料的加工，熱處理工藝是在中間環節中，主要是受到了金屬材料自身因素的影響。機械加工的處理，對于余量的處理是比較簡答的，通常情況下，對在加工的過程中對余量的預留，對金屬材料出現變形預留了一定的范圍。針對已經加工完成的金屬材料，如果需要進行二次的加工處理，最主要是對變形的規律詳細了解，采用結合反變形的方式處理，能夠有效地提高材料加工處理的合格率，對材料變形有效地控制。

2.5 零件結構的配置

加強化對零件結構的合理配置，能夠以實際生產的需求為重要基礎，對需要加工的金屬材料薄厚合理地控制，避免由于零件結構的影響而產生材料的變形情況，對材料截面操作時需要確保整體的平整與均勻，為后續的冷卻工作奠定良好的基礎，還對零件結構的對稱性全面地提高。

此外，還需要對零件整體結構合理設計，能夠對材料變形產生積極的影響，避免零件出現棱角、溝槽等情況。最主要的是對零件交界處的處理，通常情況下都是以圓角過渡設置。

3 結語

綜上所述，對于金屬材料的熱處理工藝實施過程中，會受到一些因素的影響，使材料出現了變形的情況，那么就需要對此科學地解決，針對實際情況對綜合因素的分析，加強對預處理變形的控制與管理、采用機械化加工技術、淬火介質的選擇等，都能夠有效地降低材料變形幾率，從而確保整體的加工質量與效率。