金属材料热处理变形的影响因素和控制策略分析

潘美玲

摘 要：金属材料热处理技术的应用较为常见，对热处理变形进行有效控制，能够促进金属材料性能的优化提升，满足多样化应用需求，对于金属加工制造行业的发展也具有重要意义。就金属材料热处理变形的影响因素进行分析，明确金属材料热处理减少变形的原则，进一步对金属材料热处理变形的控制策略进行探究，旨在提升金属材料热处理效果，提高工件热处理后的精度。

关键词：金属材料;热处理;变形影响因素;控制策略

工业快速发展，对于机械精度与性能也提出了更高的要求，金属材料热处理是一种重要手段，能够促进内部组织与结构变化，改善材料性能。但在金属材料热处理过程中可能会出现变形情况，对工件的强度、精度以及寿命等产生影响，对金属材料热处理变形的影响因素与控制策略进行探究，对于金属材料加工质量的提升至关重要。

1 金属材料热处理变形的影响因素

1.1 时效与冷处理

在金属材料热处理过程中，低温回火情况的出现，会导致金属变形，时效也是一项重要的影响因素，低温回火与时效会导致马氏体分解与碳化物析出的情况出现，缩小金属材料体积，变形较大。应力松弛情况的出现，会导致金属材料畸形。在冷处理方式下，金属材料中残存的奥氏体会向马氏体转变，导致金属材料体积变化，最终出现变形问题。

1.2 原始组织与应力状态

在淬火之前，金属材料会受到关联原始组织的影响，包括碳化物数量、形态以及合金元素纤维方向等。在调质处理后，热处理是变形得以缩减，金属材料淬火变形更具规律性，便于控制热处理变形。化学热处理方式的应用，能够对金属材料表层部分性能加以改善，比如提升表层抗氧化功能以及耐磨性等。化学热处理深度应当处于标准范围内，若保证实现渗透层，需要在化学热处理后进行磨削加工，由于金属材料性能较差，很难处理化学热处理过程中的变形问题。

2 金属材料热处理减少变形的原则

2.1 科学性原则

为减少金属材料热处理中变形情况，要保证管理方法的科学性。在实际热处理工作中，要坚持科学性原则，保证理念与手段的科学化，保证技术设备的完善化，对技术材料实施热加工，将变形控制在合理的范围内，确保金属材料热处理达到理想的效果。

2.2 实用性原则

金属材料属于不可再生资源，因此在此类资源利用过程中，要减少不必要的资源浪费，重视资源可持续发展。在金属材料热处理过程中，要注意变形的减少，有效利用资源，保护环境，为社会的持续健康发展打下良好的基础。在金属材料热处理过程中，要坚持实用性的原则，节约化、有效性使用材料，加强金属材料热处理中质量控制。

2.3 易操作原则

金属材料热处理操作的进行，应合理选择操作场地条件，满足变形控制的科学化、精细化处理要求。要提升变形控制方案的容错率，降低金属材料热处理变形控制所受环境的影响。要简化处理变形控制策略，降低操作难度，有序进行热处理工作。

3 金属材料热处理变形的控制策略

3.1 合理淬火

在金属材料热处理工艺中，淬火是核心内容，会对变形产生直接影响。在实际热处理流程中，要高度重视工艺技术创新，降低淬火失误率。一旦淬火介质不合理，极易导致金属材料内应力失衡严重，最终造成变形问题。就淬火介质来看，主要包括水和油，因此必须要重视温度控制，以降低热处理变形几率。一般情况下，将水温控制在55℃-65℃之间，油温控制在60℃-80℃之间，保证淬火速度合理，改善冷却效果，确保金属材料热处理变形量得到明显减少。

3.2 科学冷却

在金属材料热处理过程中，需要结合金属材料具体性质采取有针对性的冷却方法，保证冷却的科学性，才能够对变形实施有效控制。金属材料热处理以单介质淬火、双介质淬火、分级淬火以及等温淬火等比较常见。单介质淬火就是在一種介质中冷却淬火零件，操作简便，易实现机械化与自动化，工作效率高，但难于控制淬火速度，极易导致金属材料变形开裂等。双介质淬火是以特殊介质为支持实现快速冷却，淬火零件温度可迅速下降至300℃，在2-3min保温处理后，放置于低冷却速度的介质中，实施二次冷却处理。冷却速度不同的情况下，冷却介质也存在一定差异。金属材料热处理工艺中，冷却速度过快，会导致内部拉应力增大，淬透性受到影响，进而加大变形量，因此要科学选择冷却方案，以确保热处理变形得到有效控制。

3.3 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。

4 结语

在金属材料热处理过程中，在把握热处理变形影响因素的基础上，要坚持科学性与实用性原则，通过淬火、冷却以及加工来对热处理变形进行有效控制，确保工件的抗变形能力得到明显增强，提升金属材料热处理效果。工件温度的均匀性与一致性，能够降低热应力的不良影响，变形问题也得到改善，热处理时间的降低，对于工件变形的改善也非常重要。

参考文献：

[1]李跃光.金属材料热处理变形的影响因素与控制策略[J].建筑工程技术与设计，2018，（15）：4188.

[2]胡娟.金属材料热处理变形的影响因素与控制策略[J].建筑工程技术与设计，2018，（25）：3784.

[3]钱文勇，钱宏义，周炳欣.金属材料热处理变形的影响因素与控制策略[J].军民两用技术与产品，2018，（22）：189，203.

[4]马晓娟.金属材料热处理变形的控制策略[J].中国高新区，2019，（3）.