论热处理变形在金属材料的影响因素和减小对策

王乐进

摘 要：金属材料在当前社会中具有广泛的应用价值，在金属材料加工当中，常常需要改变材料的内部构造，通过机械以及化学的作用，改变金属材料的性能。但是实际在金属材料的热处理当中，常常会有较大程度的变形出现，所以为了降低由于热处理作用对材料性能造成的影响，应当积极采取有效措施来进行预防和改善材料的变形。

关键词：金属材料;热处理;变形

前言

金属材料的热处理主要是通过将固态金属或合金，利用高温加热、保温、冷却的形式，使金属内部的组织构造发生改变，在这个过程中，为了取得更好的热处理效果，需要加入机械材料或化学材料。通过我们对热处理中尺寸、形状出现变化的分析研究，能够发现金属材料热处理变形的影响因素，在热处理的多个环节当中，依据减少变形的主要原则，实施处理变形的有效控制措施，从而能够提升金属材料热处理性能，进而提升金属材料热处理的整体质量。

1热处理变形的呈现形式

1.1尺寸出现改变

热处理通常情况下包括正常的热处理、形变热处理、化学式热处理。不论是哪种形式的热处理，其热处理的一般流程均会经过升温、保温和材料冷却等金属的温度变化过程，尤其是一般的热处理所需要的温度，通常会非常高，此时金属材料会在热应力、变形应力和重力的作用下使金属构件的尺寸产生一定的改变，此种尺寸的变化是宏观的，也可以是微观的，比如延伸、收缩、变薄、变厚等现象。其中以淬火为常见的热处理方式。金属构件在淬火处理过各种会产生相应的热应力，一旦热应力能够产生聚集效应，就会使金属部件尺寸发生一定程度的改变。简而言之就是部件受到热应力的影响，会沿着最大规格方向进行收缩，沿着最小规格方向进行膨胀，沿着孔径方向进行收缩;在一定的应力作用下，就会沿着较大规格的方向进行延展，沿着最小尺寸方向进行收缩，部件因此会出现表面凹陷，孔径出现膨大，一般金属热处理变形中，部件的尺寸变化受到了多种因素的影响作用而变得复杂多样。

1.2形状出现变化

金属材料热处理过程产生的热应力不仅仅会造成部件尺寸产生变化，同时还造成材料的形状出现变化，比如部件出现扭曲、弯曲等变化。针对此类部件产生轴线方面的变形，圆形部件会沿着直径和轴线方面产生一定的变化，例如齿轮部件不仅齿轮形状会产生一定的变化，同时还会受热处理的影响导致齿形的变化，因而齿轮产生的偏差会大于标准的公差范围，形状出现大的变化。

2.金属材料热处理变形的影响因素

2.1应力状态因素影响。采用金属材料热处理技术，会因为部件的结构因素、密度因素影响，从而引起金属材料出现冷热分布不均的情况。金属材料热处理工艺，主要分为加热、保温和材料处理各个阶段。金属材料在加热以及保温过程中，由于受到温度的作用，部件内部的应力会产生相应的变化，进而造成材料出现一定的变形产生。一般情况下，部件内部由于应力的分布情况，会增加部件变形的几率，其发生的频率较高的话，会直接影响金属材料的整体质量[1]。

2.2时效和冷处理

金属材料热处理中，当出现低温回火，会造成金属材料产生一定的变形，及时性也是主要的一项因素，低温回火同时效性会造成碳化物的析出，进而使金属材料的体积出现缩小，产生较大的变形。在冷却处理模式下，材料当中存在的奥氏体会转变为马氏体，造成金属材料体积出现一定的变化，造成金属材料产生变形。

3金属材料热处理减少变形的主要原则

3.1易操作原则。一般情况下，金属材料热处理的操作，容易会受到场地条件的限制，不能使金属的热处理工艺做到科学化、精细化，难以达到预期的目标。为了使金属材料变形得到有效的控制，将材料的变形控制在合理范围内，降低金属材料热处理当中变形情况所受环境的影响。所以，对金属部件热处理变形进行有效控制的时候，应作出有效的简化处理，降低操作的难度，保证热处理操作的有序进行，确保金属热处理工艺的顺利进行。

3.2实用性原则。金属材料作为自然环境下不可再生资源，所以在金属类资源利用过程中，要尽量减少不必要的浪费现象，强化资源的可持续发展之路。在金属材料热处理技术应用过程中要坚持实用性的原则，在实际热处理过程中，应最大限度减少材料的变形，科学合理的利用资源，起到保护环境的作用，为资源的可持续发展奠定良好的基础。在金属材料热处理当中，为符合相应的标准要求，要有效利用材料，加强金属材料热处理的质量管理。

3.3科学性原则。通常情况下，为了降低金属材料热处理变形的几率，要使热处理变形的管控方式具有科学性。为实现金属材料热处理变形控制目标，应围绕科学性原则展开，保证热处理计划与实施手段的科学化，使热处理设备更加完善化，对金属材料进行热加工处理，我们应当尽最大努力将金属材料的变形情况控制在一定的技术标准范围内，金属材料热处理只有在科学的原则指导下，依靠当前的技术工艺，使金属热处理得到良好的变形控制管理。

4.金属材料热处理变形的控制措施

4.1金属材料热处理当中的预处理

人们在热处理工艺实施过程中，为了降低材料在热处理过程中变形问题的发生，我们首先應当对金属部件热处理进行一定的预处理，也就是通常所说的正火处理，此种形式不但能够保证金属材料结构的均匀性，同时还能够降低材料在实施热处理工艺之后产生的变形情况。除此以外，我们想要降低金属材料热处理造成的变形，还可通过退火形式进行有效处理，如此一来，就能够对金属材料变形实施较为有效的管理控制[2]。

4.2金属材料的热处理

我们对金属材料热处理中，淬火技术是金属材料实施热处理技术的重要流程工艺，如果人们在金属材料热处理当中，没有很好地实施有效的淬火介质，那么在金属材料热处理过程中，就会引起金属材料内部应力产生一定的变化，进而引起金属材料的结构以及形状产生变形。所以人们在热处理的时候，要尽可能在淬火阶段减少由于淬火出现的问题，因此，这就需要相关人员熟练掌握淬火技术，并对淬火工艺不断创新改革，另外人们在金属部件热处理加工的时候，要合理控制金属部件的冷却速度[3]。

4.3选择科学的装夹方式以及夹具

金属材料加热以及冷却中，不同的装夹方式能够对金属部件产生不同的影响。必须依据金属部件的实际情况，选择科学的装夹方式以及夹具，唯有如此，才能够降低由于热应力不匀对金属材料造成的变形，并且在实际金属材料加热以及冷却中，可以依据情况的不同，改变原有的装夹方式。

结束语

综上所述，只有全面深入认识金属材料与热处理工艺之间的关系，更好地把控两者之间的关系，才能够更好地提升部件的性能，进一步提高金属部件的质量和水平，从而提升金属材料加工的整体质量。

参考文献：

[1]刘亦晴.浅析金属材料热处理过程变形及开裂问题[J].科技经济市场，2020（03）：3-5.

[2]李磊.金属材料热处理变形问题与开裂问题的解决方案探究[J].中国金属通报，2019（11）：296+298.

[3]付占虎.关于影响热处理变形的因素分析及减小措施探讨[J].中国金属通报，2019（09）：102+104.