金属材料热处理变形的影响因素和控制策略分析

安庆钟 王颜瑞

摘要：近年来，伴随社会进步及经济发展，金属制造行业规模持续扩大，社会对金属材料热处理的要求也更为严格。由于金属材料研究持续深化，促使其热处理方面问题日渐突出，一旦忽略其处理环节则可能造成变形问题，直接影响材料正常使用。如何有效控制金属材料热处理變形的影响因素，得到越来越多从业人员的关注及重视。本文以金属材料热处理变形为切入点，分析其影响因素，进一步提出具体的控制策略，旨在为相关从业人员积累更多的金属材料热处理技巧经验。

关键词：金属材料;热处理变形;影响因素;控制策略

自进入21世纪以来，在社会经济稳健发展的大背景下，我国金属制造企业数量渐渐增多，促使社会大众对金属材料热处理提出全新的要求及标准。与传统加工处理手段相比，金属材料加工处理应用热处理技术，不止能大幅度增强金属材料的性能，更能推动其行业长远发展，充分发挥金属材料自身作用及价值。同时，金属材料热处理变形的影响相对复杂，包括预处理影响因素、淬火介质影响因素及应力状态影响因素，严重阻碍材料热处理的工作效率及工作质量，对金属材料热处理技术进步产生极其不利的影响，甚至可能对企业带来一定的经济损失。鉴于此，本文针对“金属材料热处理变形影响因素及控制策略”进行分析研究具有重要的价值意义。

1 金属材料热处理变形的影响因素分析

1.1 应力状态

金属材料热处理期间深受材料自身因素的影响，例如：材料结构及材料密度等，极易出现材料冷热分布不均的问题，直接影响热处理中加热、处理及保温三个环节。从金属材料热处理加热及保温环节角度来看，无法摆脱温度变化因素的影响，导致金属材料内部应力发生翻天覆地的变化，出现材料变形的问题。同时，应力分布不均的程度越大其金属材料变形发生风险越高，无法保证金属材料的总体质量。

1.2 淬火介质

金属材料热处理工艺中淬火介质直接影响工艺总体处理效果，是造成金属材料出现变形问题的主要原因。如何选择适宜的淬火介质，得到越来越多从业人员的关注及重视。除重视淬火环节外，保证淬火介质的质量，能大幅度提升淬火产生效果，不影响淬火稳定性。同时，严格控制淬火介质的搅拌速度，规范介质搅拌的操作流程及操作方法，一旦介质搅拌速度或搅拌方法不合理则存在引发金属材料变形问题的可能性。

1.3 预处理

预处理工作以消除生产环节所产生应力为核心目标，尽量于热处理前期完成实施，以正火处理法最为常见，是常用的预处理方法。即便正火处理法能一定程度上消除应力，但是无法摆脱场地等方面因素的影响，尤其是冷却期间，存在引发多种材料堆冷问题的可能性。一旦出现多种材料堆冷的问题则直接影响热炉的冷却效果，反而出现反差影响，无法取得而令人满意的冷却效果，甚至破坏金属材料的组织结构。

2 金属材料热处理变形的控制策略分析

2.1 强化控制管理

为了控制金属材料热处理变形的程度，相关技术人员必须立足于具体实践情况予以综合性分析，科学合理处理温正火材料，方可保证金属材料总体结构的稳定性，预防出现材料表面不均匀的问题，从根源上降低金属材料变形的发生风险。受金属材料类型差异性的影响，其总体结构特点均不尽相同，说明热处理实施期间，综合分析金属材料的特点及总体结构，制定切实可行的热处理工序，取得令人满意的预期处理效果，预防金属材料出现严重变形的问题。此外，根据金属材料的加工要求，选择合理的处理方式，最大限度上节约成本及时间的投入。

2.2 选择冷却方法

按方式类型，金属材料热处理工艺中冷却方式可划分为分级淬火冷却、等温淬火冷却、单液淬火冷却及双液淬火冷却，并且各个冷却方式均具备相应的技术应用优势及缺陷，结合金属材料的特性选择适宜的冷却方式，能明显提升总体处理效果。其中，分级淬火冷却方式能最大程度上降低应力，保证金属材料结构的完整性，但是工艺实施期间需要使用碱液及盐液，大大增加成本投入。单液淬火冷却具有机械化及自动化等鲜明特点，能大幅度提升总体实施效果，但是实施期间难以控制其冷却速度。等温淬火冷却适用于加工要求相对严格的金属材料，但是其耗费的成本高昂且时间漫长。

2.3 挑选淬火介质

由于淬火介质选择不合理则大大增加金属材料内部应力，极易出现金属材料变形的问题，严重者可能出现开裂的情况，直接影响金属材料的总体质量。目前我国市场中所使用的淬火介质类型相对单一，包括油类及水分，尤其是具体实施期间对于温度的要求相对严格，以550℃至650℃最为合适稳定，能取得令人满意的淬火效果及冷却速度，一旦淬火温度低于550℃则直接影响冷却效果，造成冷却速度过于缓慢，以至于引发变形的问题。由此可见，相关技术人员以原有的淬火介质为基础，适当添加碱液及盐液，大幅度提升总体冷却速度，有助于强化控制金属材料的变形程度。此外，针对硬度较高的金属材料则可选择油类淬火介质。

3 结语

通过本文探究，认识到金属材料热处理期间深受多方面因素的影响，存在出现变形问题的可能性，例如：预处理、淬火介质及应力状态等。因此，相关技术人员秉持具体问题具体分析的工作原则，加大对于金属材料热处理的重视程度，全面分析其处理变形的影响因素，采取相应的控制策略，例如：选择适宜的机械加工技术及淬火介质等，最大程度上降低材料变形发生率，提高金属材料的加工效率，进一步全面提金属材料加工的质量。

参考文献：

[1] 王宝仓，张远冲.金属材料热处理变形的影响因素和控制策略研讨[J].世界有色金属，2019（13）.

[2] 柳喆.金属材料热处理变形的影响因素和控制策略[J].世界有色金属，2019（09）.

[3] 赵娇娇.金属材料热处理变形的影响因素与控制策略探究[J].科技经济导刊，2019（11）.

（作者单位：1.辽宁邮电规划设计院有限公司;

2.沈阳人和机械有限公司）