金属材料热处理变形的主要影响和控制策略探讨

张宝维 计璇 董敬晨

摘要：近些年，在我国发展的影响下，金属材料需要满足多样化和专业化的需求，本文结合实际生产中金属材料的热处理变形的情况，对材料变形进行研究和防范并推动金属材料产品质量的提高。本文重点讲解金属材料热加工过程中变形的原因，提出解决措施，以期推动金属材料热处理效能的有效发挥。金属材料热处理的过程，是影响金属材料质量的关键因素。当前在我国金属材料热处理的过程中，常常会出现因金属材料热处理不当而导致的金属材料自身发生变形的现象。因此，为了更好的控制金属材料热处理过程中的变形，文章主要对金属材料热处理变形的影响因素和控制策略进行了简要的分析，通过相关方法的使用来更好地对金属材料热处理引发的变形现象进行改良或者预防。

关键词：金属材料;热处理变形;影响因素;控制策略

金属材料具有延展性、导电性、传热性等特征，具备一定的光泽，一般分为黑色金属、有色金属以及特殊金属三大种类，由于其良好的性能，导致其常常被用到机械制造领域机械制造中，一些金属材料在进行热处理之后会完善其自身的性能，提升设备的运行效果，这也是机械制造领域选用金属材料的最大原因，但是如果处理不当，就会影响金属材料的性能，以及机械设备的质量，最终直接影响机械的使用效果，对企业的健康生产极为不利。

1金属材料热处理变形的影响因素

1.1温度变化是关键因素

金属材料都有自己的受热温度的临界点，经过热处理的金属材料，高温强度下的损失，会伴随着热处理的温度下降而逐渐缓慢减少，特别是当热处理的温度下降到一定温度临界点时，金属材料自身的热应力以及组织结构应力也会逐步降低，从而导致金属材料的变形。

1.2受应力状态的影响

一般情况下，在金属材料热处理的过程中，受金属材料自身的密度影响，会使金属材料本身由于受热不均而出现变形。金属材料热处理需要经过加热、保温和处理三个环节，通常情况下，在加热和保温的过程中，金属材料表面的温度会导致其呈现不同的状态，温度越高金属越软。

1.3比容变形要素

对金属材料进行热处理操作的时候，因为它们的内部组织结构有所差异，相变时会出现小尺寸和体积变化，也就是比容形变。通常来说，比容形变和材料自身的淬透性、铁素体含量以及残余奥氏体等有着很大关系。比容变形和内应力塑形比较，很难有效地确定比容变形的方向。另外，如果组织结构比较均匀，那么它的形变则会在不同方向出现一致变化，其中，金属材料和热处理工艺类型与次数影响关系不大。

2控制金属材料热处理变形的措施

对于金属材料在热处理的过程中出现的变形情况来说，有诸多因素的影响，像环境因素、技术人员的施工技术以及热处理工艺本身的不适合等等，都能够直接作用于金属材料本身的质量。那么技术人员为了有效地控制金属材料在进行热处理的过程中出现变形情况，就可以从具体的施工环节入手，分析金属材料变形的原因，从而借助高效地控制措施予以处理和优化，为企业的健康生产和高效运用奠定坚实的基础。

2.1采用科学方法应用淬火工艺

正如以上内容中所提到的，淬火工艺是金属材料热处理工艺中最为常见和最为核心的一步。操作工程中，如果所使用的淬火介质不恰当，最终会造成金属材料的结构与形状等受到影响，就会导致金属材料内部本身的应力发生变化和失调。金属材料热处理过程中相关操作人员积极的进行淬火工艺的创新与改变，必须尽可能减少操作淬火过程的失误，选择使用合理的淬火介质。此外，在进行淬火冷却时，需要结合科学的方法，控制调节好金属材料冷却的节奏和速度，以此来保证金属材料在淬火工艺的过程中，将金属材料变形的可能降到最低。

2.2合理的冷却

技术人员在对金属材料冷却的过程中，因为金属材料质量和种类的不同，就会导致对其冷却的方式也不同，在金属材料热处理的过程中，冷却是保障金属材料不变形的重要手段。那么首先技术人员就需要了解金属材料的淬火技术，其中涵盖了单介质淬火、双介质淬火、分级淬火和等温淬火，每种淬火技术都涵盖了一种冷却技术，对于单介质淬火技术的冷却处理技术使用方便，能够借助一定的机械设备完成，在当下可以达成自动化、智能化的发展，投入使用效率较高，可是在这一冷却技术使用时，技术人员需要特别控制淬火速度，如果控制不得当很容易使金属材料出现变形或者开裂的情况。

对于双介质淬火而言，技术人员需要依照淬火介质的特征实行快速冷却，具体的流程如下：把淬火设施的温度快速下降到300摄氏度，在保温技术的协助下，在2分钟之后把金属材料放到温度地的冷却介质中。

2.3合理地选择装夹方法和夹具

加热和冷却过程中的装夹方式不同，那么加工件的形状也会受到一定银杏果，所以施工技术人员需要结合零件的情况选择好装夹方法与夹具，这样就可以减轻热应力的不均匀的形变影响，并且在具体使用的时候需要结合运用要求和特征去改变装夹方式。

2.4加强机械加工控制

金属材料完成热处理后还要进行机械加工，根据金属材料具有的变形规律，可使用反变形方法及收缩端预胀孔方法，以此对金属材料由于热处理产生的变形进行控制。与此同时，在进入到最后一道工序后，需要对热处理造成的变形的允许量进行适当调整，变形量要根据上一道工序相应的加工尺寸进行明确和调整。

2.5有效开展金属材料热处理的预处理工作

通过大量实践和数据显示，通过正火处理后的金属材料可以更好地提升其材料的结构完整性和均匀性，还可以降低材料内部应力对金属材料的影响，并且有效地降低热处理变形量。所以技术人员可以合理地运用退火工艺，并且合理地管理和控制好金属材料热处理过程中的变形量，提升金属材料的热处理水平。

3结语

由此我们可以总结出，在金属材料热处理工艺中，必须把握好材料本身和热处理工艺二者的关系，为了确保工件的精准性，在进行工件热处理的过程中必须通过相应的措施将变形控制在最小范围之内。才能更加使技术材料零部件的整体加工水平提升，从好推动生产加工的工作效率。热处理工艺在工业生产的应用过程中包含了淬火、回火等多种形式，但总的来讲这些形式都属于热作用过程，主要的阶段为加热阶段、保温阶段与冷却阶段。因此，温度是热处理工艺中非常重要的因素，也是变形的关键影响因素。目前的这一发展阶段，伴随着生产技术水平的提升，金属材料在工业以及各行业中的应用价值不断增强。

参考文献：

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（作者单位：沈阳科金特种材料有限公司）