熱處理工藝下金屬材料變形的影響因素和改善策略

習(xí)林玉

摘要：就目前來說，金屬材料的熱處理工藝已經(jīng)發(fā)展了幾十年的時間，雖然能夠在一定程度上滿足我國實(shí)際生產(chǎn)環(huán)節(jié)對金屬材料的需求，但是仍舊存在較為明顯的形變問題，不僅僅會影響金屬的實(shí)際質(zhì)量同時也會在一定程度上為后續(xù)金屬材料的使用造成影響。本文針對我國現(xiàn)階段金屬材料熱處理形變問題中的影響因素進(jìn)行闡述、研究，以便能夠發(fā)掘其中規(guī)律的同時提出相應(yīng)的解決優(yōu)化措施，在一定程度上促進(jìn)未來熱處理應(yīng)用的同時并為其行業(yè)發(fā)展打下理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：金屬材料;熱處理;變形;影響因素及控制

隨著我國經(jīng)濟(jì)水平發(fā)展的不斷推進(jìn)，金屬制造等行業(yè)的發(fā)展也隨之發(fā)生了很大的改變，近年來，隨著我國金屬材料研究的不斷深入，金屬材料的熱處理問題越發(fā)在實(shí)際應(yīng)用過程中被重視，尤其是金屬材料在熱處理過程中常見的變形模式逐漸成為人們關(guān)注的重點(diǎn)問題之一。隨著我國科學(xué)技術(shù)水平發(fā)展的不斷深入，我國金屬材料的研究也逐漸走入研究人員的視野之中，其中金屬材料熱處理便是其中極為重要的組成部分，這一工藝通常情況下被應(yīng)用在實(shí)際金屬材料的特殊過程控制環(huán)節(jié)，為了在最大限度內(nèi)提升該金屬材料的力學(xué)性能，以便能夠優(yōu)化金屬材料為后續(xù)使用合理應(yīng)用打下基礎(chǔ)。

1影響金屬材料熱處理變形的因素

根據(jù)以往研究，可以發(fā)現(xiàn)在實(shí)際金屬材料熱處理環(huán)節(jié)，雖然大部分的操作工藝已經(jīng)能夠在一定程度上滿足預(yù)期的金屬材料使用目標(biāo)，但是在實(shí)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(xiàn)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(huán)節(jié)，根據(jù)實(shí)際金屬材料熱處理的研究可以發(fā)現(xiàn)，在實(shí)際的熱處理環(huán)節(jié)通常會出現(xiàn)一定程度的“低溫回火”現(xiàn)象，這種情況的存在會在一定程度上造成金屬熱處理環(huán)節(jié)發(fā)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(jìn)行熱加工的金屬受到其金屬自身的應(yīng)力影響進(jìn)而發(fā)生形變，影響后續(xù)的使用情況。

其次，便是原始組織與其金屬所受應(yīng)力的影響，根據(jù)以往形變金屬進(jìn)行研究可以發(fā)現(xiàn)，在實(shí)際的熱處理環(huán)節(jié)金屬材料在進(jìn)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(zhì)的影響，從而影響其金屬材料的內(nèi)部碳化物形態(tài)，進(jìn)而使得其內(nèi)部的金屬纖維發(fā)生形變，進(jìn)而影響該金屬材料的熱處理效果。

與此同時，在實(shí)際的金屬熱處理環(huán)節(jié)，很多使用單位會用化學(xué)的模式進(jìn)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(shí)際的應(yīng)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(yōu)化，另一方面，如果這種化學(xué)模式下的熱處理方法沒有按照預(yù)期的反應(yīng)模式狀態(tài)進(jìn)行，就需要對該化學(xué)處理模式進(jìn)行二次的消磨，從而影響實(shí)際的熱處理效果。

2優(yōu)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(shí)際生產(chǎn)，生活中應(yīng)用的不斷增加，如何針對原有工藝中比較容易出現(xiàn)的金屬材料熱處理問題進(jìn)行改善、優(yōu)化，成為我國現(xiàn)階段金屬材料熱處理研究人員研究的重點(diǎn)，由此，本文提出以下幾點(diǎn)優(yōu)化改進(jìn)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(huán)節(jié)出現(xiàn)較為嚴(yán)重的變形問題：

2.1增加預(yù)處理環(huán)節(jié)

根據(jù)研究可以發(fā)現(xiàn)，雖然大部分的金屬材料形變問題都出現(xiàn)在實(shí)際操作中的熱處理環(huán)節(jié)，但是不僅僅只有熱處理環(huán)節(jié)的不當(dāng)會造成一定程度的形變問題。由此，本文認(rèn)為，在實(shí)際的操作環(huán)節(jié)，應(yīng)用熱處理處理金屬材料的前期，可以通過加設(shè)預(yù)處理環(huán)節(jié)的方式將金屬內(nèi)部的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行完善，提升其均勻性的同時并結(jié)合不同金屬材料的不同物理性能合理的進(jìn)行后續(xù)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(xù)形狀改變控制的失敗。

例如，在實(shí)際的操作環(huán)節(jié)，可以根據(jù)實(shí)際的工藝需要選擇適當(dāng)?shù)耐嘶鸸に嚕@一退火工藝的應(yīng)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(huán)節(jié)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(xù)的金屬材料熱處理提供保障。

2.2優(yōu)化原有的淬火處理工藝

淬火熱處理是我國現(xiàn)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(zhì)引起的不當(dāng)都會在熱處理過程中造成金屬材料內(nèi)部作用力之間的改變，從而使其發(fā)生形變的同時產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的彎曲，由此，為了改善因?yàn)檫@一因素造成的金屬材料形變問題，就需要專業(yè)人員在實(shí)際過程中充分的重視到這一淬火處理工藝的應(yīng)用，從而降低金屬材料的形變比例。例如，在實(shí)際應(yīng)用中，通常情況下，在進(jìn)行淬火降溫的過程中需要對其溫度降低的速率進(jìn)行控制，過快或過緩都會造成金屬受熱的不均勻，進(jìn)而產(chǎn)生形變，由此，針對這一問題，本文認(rèn)為在未來的淬火過程中用水油作為介質(zhì)的降溫方式轉(zhuǎn)化為在水油中加入適當(dāng)?shù)柠}、堿等物質(zhì)，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(jù)原有金屬材料熱處理的研究可以發(fā)現(xiàn)，在實(shí)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(shí)際的操作中單液淬火的應(yīng)用比較多，這種方法也是在實(shí)際操作中最容易實(shí)現(xiàn)自動化的方式之一，但是這種方式卻很難達(dá)到預(yù)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(rèn)為可以通過將單液淬火轉(zhuǎn)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(zhuǎn)為淬火速率較慢的方式進(jìn)行冷卻，從而幫助原有的冷卻方式達(dá)到預(yù)期的淬火目標(biāo)。

3結(jié)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(fā)的了解，為了在根本上避免金屬材料出現(xiàn)形變，影響后續(xù)使用可以通過對其冷卻方式、淬火方式的完善進(jìn)行彌補(bǔ)，與此同時還需要將金屬熱處理的零部件結(jié)構(gòu)、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(chǔ)物理性能變化的同時合理的分析金屬材料在熱處理狀態(tài)下其金屬內(nèi)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(shí)際操作過程中出現(xiàn)形變的比例，為實(shí)際金屬熱處理模式在未來應(yīng)用中的推廣打下基礎(chǔ)。

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