热处理过程中影响金属材料变形的影响和改进措施

邓兴

摘 要：近年来，我国的工业化进程有了很大进展，对金属材料的应用也越来越广泛。为了获得金属材料更加优秀的性能，人们通常采用热处理的方式对材料进行改性，使材料的性质和性能得到提高。这种在特定温度下的热处理和淬火过程中，金属的分子发生改变。但是应为这种改变，材料可能会发生一些不期望的形变，在这篇文章中，我们讨论了热处理过程中金属变形的原因和简单地应对方法，希望对从业者提供一些帮助。

关键词：金属热处理;影响因素;控制策略

引言

金属材料质量的提高，成功满足了当代生产生活的要求。但是，热加工处理技术的使用要求比较高，处理技术的工作环境需要高要求。如果热处理技术的工作环境不能够符合要求，导致金属材料变形问题的产生。所以面对此问题，技术人员要对热处理技术与金属加工工艺进行一定的处理，提出相关解决措施，在对热加工技术进行改良后，达到预期效果，以此提高我国金属材料的生产加工与应用水平，对于社会的发展也能够起到积极的推动作用。

1影响因素分析

金属材料在当今社会中有着重要的地位，影响着人们的日常生活，影响着各行业的生产作业，所以金属材料的加工工艺成为金属材料高品质的重要影响因素。与此同时，不成熟的加工工艺对金属材料最终质量的影响也是非常大的，在采用热处理加工工艺的过程中，面对出现的问题，总结出了一些影响热加工工艺最终质量的因素，通过以上因素的分析研究，能够为热处理工艺带来更好的材料加工工艺。金属材料在受到热量的影响后，根据外部的温度不同，内部的结构的改变也是不同的，对此需要对外部的温度环境进行分析研究。热处理的三个环节当中，金属材料所接收到的外部环境是不同的，三个环节中内部与外部的温差比较大，在温差较大的情况下，经过热处理之后，金属的内部受力情况发生变化，内部结构的变化，使得金属材料受力不均，导致金属材料在经过热处理之后出现变形的情况，这也验证了热处理加工工艺对外部环境的要求问题。所以在进行金属材料的加工处理时，要时刻观察金属材料的内部结构与受力情况，减少金属材料变形现象的产生。

2面对热处理问题的措施

2.1做好前期预处理工作

热处理前期正火、退火等工艺都会在不同程度上影响金属材料最终变形量。以正火处理为例，温度升高导致材料内部变形量增加。因此，热处理天气应当对正火处理温度进行严格控制，强化内部结构均匀性。同时，考虑到前文所提到的冷处理工艺及其时效会对热处理变形、开裂问题产生重要影响，因此必须将对冷却技术的选择作为控制重点。相关人员可以基于对金属材料尺寸参数的评估，结合金属原材料碳化物数量、纤维锻造方向、以及合金元素含量等多项指标，选择最佳冷却工艺与手段。

2.2改进淬火工艺

热处理技术应用于金属材料的工艺过程中，淬火是其中重要且关键的一个环节。熟练操作淬火工艺对金属材料热处理技术的应用是非常重要的。传统的淬火工艺已经不能满足人们对于生产技术的要求，随着社会的发展被逐步淘汰。淬火工艺中使用的淬火介质主要有油和水等，针对不同金属材料选用合适的淬火介质来控制金属材料热处理变形状况。如今，淬火工艺的改进与革新成为企业急需解决的问题，企业应该引起高度的关注并在合适的热处理技术上合理调控温度，从而避免淬火工程中出现的麻烦提高淬火效率。在大多数情况下，淬火介质为水时的水温为55℃～65℃，淬火介质为油时的油温为60℃～80℃，将淬火速率调控在正常范围内，有效避免金属材料热处理变形。

2.3运用合理的冷却方法

目前技术条件支持下，金属材料热处理加工中常见的冷却方法有：①单液淬火法。本方法具有自动、机械的优势，但难以达到最理想的淬火冷却速度要求，操作过程中选择水介质可能导致变形、开裂问题，选择油介质则可能导致材料硬度分布不均匀或不充足的问题;②双液淬火法。本方法首先选择冷却速度高的液体介质，将加热后金属材料冷却至300℃范围内，然后用冷却速度更缓慢的液体介质将其冷却至正常室温。以碳钢金属材料为例，在水中冷却达到300℃以内然后转油冷却至失稳状态，合金钢材料冷却顺序则正好相反;③分级淬火法。本方法是指金属材料经加热后先置于硝盐浴或碱浴中，其温度略高于马氏体转化反应起始温度，保温5分钟左右且材料内外部温度均衡后在空气中冷却至室温状态，但受到冷却水平的影响，分级淬火法通常仅用于刀具、模具等尺寸小、精度要求高的金属材料热处理工艺中。

2.4有效加工

在金属材料热处理过程中，机械加工环节需要保证余量存留的合理化，为金属材料变形量提供充足保证，淬火合格率也能够得到明显提升。由于夹装工具不同会对金属材料形状产生影响，因此在金属材料热处理操作过程中，要明确加工零件的要求及特点等情况，对夹装方式进行合理化选择，降低热应力不均衡而造成变形的几率。若金属材料加工过程中需要采取热处理措施，则需要保证金属材料具备形变的条件。要对金属材料变形规律形成正确认识，保证淬火变形合格率，切实提升金属材料质量，依据加工工件技术要求来衡量金属材料变形值，确保变形处于合理范围内。

2.5保證零件结构配置的合理性

在金属热处理及其冷却过程中，金属零件结构也会对其变形造成影响。因金属中厚度较大的部分冷却速度较慢，而厚度较小的部分冷却速度较快，所以实际生产中，应减小薄厚差。为对过渡区中因应力集中产生的变形与开裂进行有效控制，需要使零件的界面保持均匀;未对由于冷却速度不均造成的变形进行控制，还需要使零件结构与其材料成本保持对称。零件结构设计时，需要尽量避免棱角和沟槽的产生。另外，在零件薄厚交界处与台阶处还要进行圆角的设置来过渡，对于厚度不均匀程度较大的零件，可通过预留加工量来有效处理。2.6采用合理的装夹方式

在加热、冷却过程中装夹方式的不同，加工件形状受到的影响也就不同。采用合理的装夹方式不仅能够让工件均匀受热，还能减少因热应力分布不均和组织应力分布不均造成的工件变形。在装夹的过程中，可以根据实际情况改变装夹的方式，通过补偿垫圈、叠加垫圈等实现装夹方式的合理化。

结语

综上所述，现代社会中，金属材料的应用已经遍及人们生活的方方面面。金属材料的改进革新伴随科学技术的发展在不断变化。现在，将热处理技术用于金属材料已经非常普遍，但紧随着这一技术革新的同时也带来新的问题，即在金属材料热处理过程中金属材料产生的变形问题。文章通过介绍金属材料热处理过程中变形的种类和影响因素分析，明确了金属材料热处理技术使用过程中需要遵守的原则和控制策略研究，更加充分的对金属材料热处理变形有了了解。通过文章分析知道了金属材料热处理流程在实施的过程中，要对金属材料和热处理工艺两者均有足够充分的了解，从而保障工艺的质量并有效避免金属材料热处理变形现象的发生。金属材料热处理变形影响的主要环节包括淬火过程、冷却过程和加工过程等，所以热处理过程中温度的控制至关重要。金属材料热处理技术效率高的企业会在竞争激烈的市场中占得一席之地。不仅会提高企业的知名度和利润率而且在一定程度上减少了资源的浪费并保护社会环境。

参考文献：

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