摘 要：金属材料经过热处理技术后，可有效改善材料的性能，也是获得各类优良性能金属材料的重要方式之一。热处理主要是通过加热和冷却等相应的方法，让金属的内部结构和组织发生变化，从而达到材料性能的改善，在这个处理过程中，材料性能会发生变化，而且形状也会出现变化。金属材料热处理变形会直接对工件的寿命、强度以及精度等产生影响，所以在进行处理的过程中，需尽量减少工件的变形几率。本文主要对金属材料热处理变形控制的影响因素进行了分析，并提出了降低变形量的有效措施。

关键词：金属材料；热处理变形；影响因素；控制

前言

金属材料性能的改良可通过热处理技术来进行处理，但在实际运用热处理技术的过程中，也会出现金属材料变形等情况。温度变形与机械加工之间即是共存关系，又是需要去避免的。所以，在对金属材料进行热处理的过程中，需要运用相应有效的方式来控制其变形，让变形的概率保持在最小的范围中。

1.金属材料热处理中出现变形的原因

随着工业的不断发展和进步，金属材料在整体应用范围上不断扩大。因我国制造业在发展中持续进步，对种类不同的金属构件做合理加工已成为行业发展的趋势之一。我国在建筑、汽车、轮船等领域，也在不断的提高自身产品的质量和生产能力，相应的，对金属部件进行热处理的过程中，提高了整体要求和标准，在管理方面也逐步完善。金属部件在进行热处理的过程中，容易出现的变形主要有以下两种。

1.1内应力塑性变形

金属在进行热处理过程中，会因加热和冷却出现的不均匀情况，造成工件构件发生变形，在这个过程中，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

金属材料在进行热处理过程中，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.金属材料热处理变形的影响因素

金属材料热处理技术，在金属材料的加工中是十分重要的工序之一，热处理技术在不改变金属材料的化学成分基础上，对材料内部中的显微组织进行改变，从而让材料达到使用所需的性能，提高了金属材料的质量，改善了其性能。然而，金属材料在进行热处理的过程中，很容易出现变形的情况，影响了材料的整体加工质量，而出现这种变形的主要影响因素主要有以下几个方面。

2.1受温度的影响

温度是金属材料热处理变形的关键影响因素，因温度导致变形的主要原因如下：当热处理工艺的温度降低到一定程度时，被处理的金属材料的高温强度损失会随着温度的下降而逐步减少，热应力及组织应力也会随之降低，由此容易造成金属材料变形。

2.2受淬火介质的影响

热处理工艺中选用的淬火介质对金属材料的变形有着较大的影响，相关研究结果表明，淬火介质的质量对金属材料淬火的稳定性具有一定影响，同时介质的搅拌方式、搅拌速度也会对金属材料的变形有所影响。

2.3受预处理的影响

对金属材料进行热处理之前，一般都需要进行预处理，这道工序的主要作用在于彻底消除应力。通常情况下，预处理采用的都是正火处理方式，受场地的限制，正火过程的冷却多数都为堆冷，由此容易导致加热炉内的金属材料冷却不均匀，进而造成组织不均，当这样的金属材料进行热处理时，变形则会不一致。此外，正火不当还会使金属材料产生魏氏组织，从而进一步增大了热处理变形的可能性。

3.减少金属材料热处理变形的措施

3.1 科学的应用淬火工艺

淬火工艺是金属材料热处理工作中最核心的步骤，而且具有极为重要的作用，假如使用的淬火介质不合理的话，就会造成金属材料内部应力的变化失调，最终造成材料的结构与形状受到影响。因此必须在进行金属材料热处理的过程中，尽可能的减少淬火阶段可能出现的失误，这就要求相关工作人员必须积极的进行淬火工艺的改革和创新。在进行金属材料淬火冷却的过程中，必须科学合理的调节冷却的速度，才能确保金属材料在淬火的过程中，降低材料变形量的增加。水和油是较为常用的淬火介质。为了确保冷却的效果以及淬火速度，一般情况下水温应该控制在55 ～ 65℃。如果使用油作为淬火介质的话，油温一般在 60 ～ 80℃，必须提高淬火的速度，才能确保最终的冷却效果。科学合理的进行金属材料淬火介质和速度的选择应用，不仅可以有效的降低金属热处理对材料内部应力造成的影响，同时也有效控制了金属材料的变形量。

3.2科学的选择冷却方式

现阶段金属材料热处理的冷却方法包含了双液淬火、单液淬火等多种方式，双液淬火通过将金属材料放入到冷却速度较快的介质当中，将其在短时间内迅速降低到 300℃左右，然后在转入冷却速度较低的介质中进行冷却。单液淬火在单一介质中进行降温冷却处理，其能提升淬火工作效率，但难以实现对淬火速度科学控制。根据不同的热处理要求，实现对淬火冷却方法的科学选择，能够提升冷却工作的质量与水平。

3.3科学的选择装夹方式和夹具

在加热、冷却过程中装夹方式的不同，加工件形状受到的影响也就不同。必须根据零件的实际情况进行装夹方式和夹具的选择，才能降低因為热应力的不均匀所造成的工件变形。而且在实际应用的过程中可以根据应用的要求和特点对装夹的方式进行改变。

4.小结

综上所述，将金属材料和热处理工艺的关系把握好，才更利于增强金属加工零部件的整体水平，提升工件质量，从而推动工艺生产加工效率。随着社会的进步，生产水平的提高，金属材料市场的应用价值也在不断增强，热处理技术与金属材料两者间的关系也越发受到关注，而市场技术的竞争关键也在于两者是否进行有效的结合，因此减少金属材料热处理变形是非常重要且必要的。

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作者简介：

张焰（1972-，男（汉）籍贯：重庆市合川区，初级职称，学历：专科，研究方向：金属材料方向.