探析金属材料热处理变形的影响因素与控制

孙威

摘  要：部分金属材料热处理的技术人员由于操作不当而出现残留应力并导致金属原材料出现变形，本文从了解金属材料热处理技术工艺的操作原则入手，结合导致出现热处理变形的影响因素来探讨具体控制策略，致力于提高这一技术工艺的操作规范性程度。

关键词：金属材料;热处理变形;影响因素;控制方法

引言

由于金属复合材料具有质量轻和延展性好等优势，这使其逐渐取代传统的金属材料并投入机械制造中。大部分机械制造单位借助热处理来提高金属材料的抗磨损性能并延升机械设备使用寿命，这一技术工艺对操作技术的科学性、生产环境的选择及操作熟练度等都有较高要求。部分机械制造单位由于未能注重金属材料热处理环节的规范性程度而导致出现热变形问题，严重的会导致金属材料开裂并影响其使用质量。

1 金属材料热处理技术操作基本原则

1.1 操作科学合理原则

在进行热处理时需要采用科学的操作技术，这要求技术人员根据金属材料属性及相关检测结果来获取详实指标。操作科学合理原则是保障金属材料热处理工艺顺利完成的重要基础，其可以大大提高整个操作过程的规范性和科学性，进而有助于避免在金属材料热处理操作中出现各种质量问题。

1.2 良好生产环境原则

部分技术人员在进行金属材料热处理操作时未能注重工作环境的优化，这些机械工厂通常在城郊附近，这样虽然可以减少工艺操作对城市生态环境的破坏力度，但同时会出现部分不可测环境因素。技术人员在开展金属材料热处理操作时需要消除环境因素带来的不利影响，以此来最大程度提高整个工艺操作的质量，其同时有助于降低金属材料热处理工作的难度。

1.3 熟练操作基本原则

金属材料热处理操作对技术人员的操作熟练度要求较高，因此各机械工厂在开展金属热处理操作时需要引导技术人员掌握基本的操作流程和技术，这样才能更好地掌握金属材料属性及指标数据。机械工厂可以事先为技术人员提供专业培训，借助培训来引导技术人员掌握相关性能指标及处理工艺，以此来增加技术人员对金属热处理工艺流程的熟练程度和规范程度，这在一定程度上可以大大提高金属材料生产质量并降低热处理操作出现形变的可能性。

2 金属材料热处理变形的主要因素

2.1 应力状态影响因素

在开展金属材料热处理时需要充分掌握金属材料本身性能，其中包括结构和密度等性能，这主要是由于金属材料的不同结构和密度会导致其在热处理过程中出现热分布不均的问题，进而影响到整个热处理技术操作的质量。热处理加工包括加热环节、保温环节和处理环节，金属材料在不同环节中会受到不同的温度影响，进而其内部应力也发生变化，而这一变化就很可能导致金属材料出现变形。通常情况下，金属材料应力分布不均匀则其出现变形的可能性较大，因此难以保证金属材料的使用质量。

2.2 淬火介质影响因素

淬火介质在金属材料热处理工艺中具有巨大影响意义，其直接影响整个操作工艺的效果，因此这也是导致金属材料在热处理工艺中出现变形的重要原因之一。机械制造单位会选择合适的淬火介质来保证整体效果，以此来减少热处理工艺对淬火自身稳定性的制约性影响。除此之外，淬火介质的搅拌速度及操作正确性同样会影响金属材料热处理环节的效果，这就要求机械制造单位确保淬火介质的搅拌速度控制在合理区间内，同时采取正确的操作方法来避免金属材料出现变形的情况。

2.3 预处理影响因素

在金属热处理操作环节开展预处理可以有效消除所产生的应力，进而有助于保障金属热处理操作顺利完成。大部分机械制造单位所采用的预处理方式是正火处理法，这一方法的使用虽然可以有效消除应力，但同时受场地因素影响较大，因此部分机械制造单位在使用正火處理法时出现材料堆冷现象，而这一现象的出现会导致金属材料热处理环节的冷却效果不达标，进而影响金属材料内部组织。

3 控制金属材料热处理变形的具体措施

3.1 预处理环节质量控制

针对金属材料热变形的预处理环节出现的质量问题，机械制造单位在开展预处理工作时首先需要根据金属材料具体结构特征来选择合适的工序，这一环节需要综合分析不同金属材料的不同结构特征和性能，以此来制定合理的工序并保障整体效果。提高预处理环节的质量控制力度会导致整个操作工艺成本增加，同时会花费大量的时间，这就需要机械制造单位权衡得失来妥善选择。

3.2 淬火介质的选择

当前大部分机械制造单位在开展金属热处理操作时选取的淬火介质是油和水，在具体操作中需要合理控制温度，确保其稳定在550℃与650℃之间，这样才能充分发挥淬火介质的使用效果。当温度低于这一限定时，会导致金属热处理操作冷却效果降低，进而影响整体操作速度，同时冷却速度的降低会加剧金属材料变形情况的出现。为了有效预防这一情况的出现，机械制造单位可以在淬火介质中增加盐液和碱液，以此来提高整体操作环节的冷却速度。

3.3 采用机械化加工技术

由于金属材料热处理加工工序相对固定，且其对技术操作规范性要求较高，因此机械制造单位可以采取机械化加工技术来处理相对简单的工序环节，这不仅有助于提高整个工序操作的规范性程度，而且有助于将更多人力物力投入到不同加工金属材料性能的分析环节中。热处理工艺在大部分金属材料的加工后期，也可能在部分金属材料的加工中期，这一差异主要源于金属材料的自身性能，这就要求技术人员在进行加工处理时要做出余量预留，这在一定程度上可以为其变形预留一定范围并减少变形对金属造成的影响。

4 结束语

机械加工单位在借助热处理技术来提升金属材料性能的过程中需要合理控制各个环节，以此来减少部分操作因素所导致的热处理变形问题，这不仅可以降低机械设备的生产成本，而且可以更好地保障金属材料使用性能。在具体操作中，机械加工单位要结合常出现的问题来做好控制措施，进而提高热处理操作技术的使用质量。

参考文献

[1]  李世显，潘卫彬.金属材料热处理变形的影响因素和控制策略[J].科技创新导报.2019（03）：93-94

[2]  张发海.金属材料热处理变形的影响因素与控制策略[J].现代制造技术与装备.2018（10）：146-150