曹立坤

（哈电集团（秦皇岛)重型装备有限公司，河北秦皇岛 066000)

金属热处理过程中变形问题的防范措施

曹立坤

（哈电集团（秦皇岛)重型装备有限公司，河北秦皇岛 066000)

合理的金属热处理，可以极大地优化金属材料的性能，使材料在性能发生变化以后，满足不同的使用要求。金属热处理的过程中，对热处理的结果产生影响的因素较多，极易导致形变的发生，影响热处理的效果，进一步影响到构件的精度、强度以及使用寿命。只有合理控制热处理的形状改变量，才能使工件具有良好的使用性能。因此，就金属热处理过程中变形问题的防范措施进行了详细的讨论。

金属热处理；变形问题；防范措施

1 金属热处理产生变形的原因

工业不断发展，金属材料的应用范围逐渐拓展。伴随着我国制造业的持续进步与发展，对不同种类的金属构件进行合理加工和使用已经成为行业的发展趋势之一。我国的汽车、轮船、建筑等领域不断优化自身的生产能力，提高产品质量，对金属部件的热处理工艺，相应的提高了标准和要求，管理必须更加严格。在对金属部件的进行热处理时，往往会出现变形现象，主要原因如下：

1.1 内应力塑性变形

在对金属进行热处理的过程中，由于加热和冷却的不均匀，导致构件发生不相等的变形，同时，产生了一定的内应力。在塑性条件下，出现了塑性变形。由于部件的内层和外层的加热速度与冷却速度是不同的，所以不同位置的温度数值并不一致，出现了不同程度的热胀冷缩，这就是热应力塑性变形。

1.2 比容变形

热处理时，不同相的比容存在一定的差异，在出现相变时，出现的体积变化以及尺寸变化都是比容变形。比容变形通常仅和奥氏体中的碳元素和合金元素的含量相关，和处于游离状态的碳元素、铁素体含量以及比容变化的差值相关。

2 金属热处理变形改善的技术方法

在进行金属热处理过程中，需要明确处理中金属出现变形的原因，然后才能针对原因采取很好的措施进行解决。在处理中，不同的金属元素必然会受到多重因素的影响，在变形出现时，结合金属变形的本质原因进行有针对性的分析，以提出变形问题改善和解决的有效措施和方案。只有应用正确、合理的技术措施对金属进行处理，才能控制变形。

2.1 合理安排零件结构

金属热处理以后，在进行冷却的过程中，厚度较小的位置冷却速度快，厚度较大的位置冷却速度慢。为了满足实际的生产要求，尽可能避免工件出现较大的厚度差，保证零件截面的均匀性，避免或者降低由于应力集中而导致的形状畸变和开裂；保持工件结构和材料、组织的对称性，避免或者降低由于冷却不均匀而引起的形状畸变。

2.2 合理控制温度

金属热处理应该保证温度的合理性，实际操作时，由于金属在温度的影响下，会发生形状的改变，所以如果温度控制不合理就会发生热处理温度不均匀的现象，使热处理的效果受到较大的影响。金属热处理的处理效果和温度密切相关，部件在进行加工的过程中由于内部结构会受到影响，所以发生形状的改变，在经过AC3线以后如果可以合理控制温度，将会降低形状的改变所产生的影响。

2.3 合理的冷却方法

金属在淬火以后出现形变也是一个重要的形变因素。热处理的速度过快，将会导致冷却的不均匀，产生较大的应力，同时模具出现较大的变形。为了保障模具的硬度满足要求，可以首先预冷，然后分级进行淬火处理，可以降低金属淬火时所产生的热应力以及组织应力，降低形状的改变量。

2.4 控制炉温均匀

金属构件的锻造工艺存在较大的差别，结构各异。在热处理过程中，由于构件自身结构的差异性，所以受热时可能会出现不均匀现象。在进行加工时，由于热量的产生和爆发并不均匀，所以在锻造金属时，炉中的温度变化各不相同，部件的加工并不会受到温度的影响，加工之前首先进行合理的预处理，完成以后再采用渗碳的处理方法，使炉中温度的均匀性得到有效提高。

2.5 预先热处理

金属热处理之前的金相组织会对热处理所产生的形状改变量具有较大的影响，对于形状复杂程度高、要求严格、容易产生变形的工件，需要进行合理的金属热处理，对于容易发生形变的构件，必须进行合理的预先热处理，消除网状碳化物和粒径粗大的物质。

2.6 保证装夹方式和夹具的合理性

如果装夹方式合理，夹具选择正确，则可以保证工件在加热或者冷却的时候受热或者降温均匀，不会由于受热不均匀或者温度降低不均匀而出现组织应力发生变化的现象，导致工件的形状改变量增加。

3 结语

合理的热处理工艺可以使金属构件的力学性能得到极大的优化，更好地在不同的领域当中得以应用。但是在实际的热处理过程中，不可避免地会产生金属的形状改变。技术人员必须认真分析导致形变的原因，针对原因采取有效的控制措施，不断优化热处理工艺，使形状改变量减小，构件的性能得到优化，促进金属热处理的工艺水平稳步提高。

[1] 张利云.浅谈如何减小金属热处理变形[J].科技资讯，2013，（23）.

[2] 孟祥琦.铝合金材料的应力腐蚀及腐蚀疲劳特性实验研究[D].上海：上海交通大学，2012.

[3] 于静.基于强脉冲电流金属材料裂纹止裂及愈合技术研究[D].大连：大连理工大学，2014.

Precautions Against Deformation in the Process of Metal Heat Treatment

Cao Li-kun

Metal heat reasonable treatment，to optimize the performance of metal materials can greatly，make the material after the performance change and meet different requirements of the application process of metal heat treatment，there are many factors that affect the result of heat treatment，can easily lead to the occurrence of deformation，the influence of heat treatment effect，further affect the component precision，strength and service life.Only when the shape change of the heat treatment is properly controlled can the workpiece be well used.In this paper，the precautions against deformation in the process of metal heat treatment are discussed in detail.

metal heat treatment；deformation problem；preventive measure

TG157

A

1003–6490（2017）11–0074–01

2017–09–07

曹立坤（1981—），女，河北昌黎人，工程师，主要研究方向为设备制造。