金屬材料熱處理變形的影響因素和控制策略

楊楊

摘?要：金屬材料往往會受到一些外部要素作用，導(dǎo)致其在熱處理時發(fā)生金屬材料變形的情況。這會導(dǎo)致金屬材料在加工制造過程中面臨著很大的阻礙。本文在金屬材料熱處理原則基礎(chǔ)上，對一些作用金屬材料熱處理過程中并導(dǎo)致其變形的相關(guān)要素進(jìn)行了分析，并提出了一些能有效控制金屬材料在熱處理過程中變形情況的措施，希望對一些企業(yè)提供一個借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：金屬材料;熱處理;變形;要素;控制

熱處理技術(shù)在金屬材料加工制造中能夠有效的提升金屬材料的性能，并且保證金屬材料能夠?yàn)樯鐣?jīng)濟(jì)發(fā)展的實(shí)際需求提供充足的支持。但是為了提升金屬材料的性能而對其進(jìn)行熱處理時，經(jīng)常會導(dǎo)致金屬材料自身發(fā)生變形的情況，而金屬材料變形會導(dǎo)致其自身的相關(guān)使用功能受到種種不利作用。所以對金屬材料熱處理變形的相關(guān)作用與控制措施進(jìn)行研究，具有很關(guān)鍵的實(shí)際意義。

1 金屬材料熱處理變形的作用要素

1.1 時效、冷處理

馬氏體是金屬材料冷處理之后殘留的奧氏體所轉(zhuǎn)化而成的一種物質(zhì)，金屬材料體積之所以會增大就是因?yàn)檫@種物質(zhì)的存在;金屬材料會因?yàn)榈蜏鼗鼗鸷蜁r效引發(fā)金屬變形并導(dǎo)致一系列后果的產(chǎn)生，首先是馬氏體分解碳化物后金屬材料會發(fā)生體積減小的情況;另外是金屬材料由于應(yīng)力松弛導(dǎo)致自身發(fā)生畸變。

1.2 原始組織應(yīng)力狀態(tài)

相關(guān)原始組織在金屬材料在淬火前相關(guān)的原始組織發(fā)生一定的變化，例如碳化物數(shù)量的變化，以及其自身形態(tài)的變化、纖維方向的產(chǎn)生等。我們往往會采取調(diào)質(zhì)處理的方法對金屬材料變形量實(shí)現(xiàn)有效的降低，并且金屬材料的熱處理變形的規(guī)律會相對穩(wěn)定，從而實(shí)現(xiàn)控制金屬材料變形的目的。但是化學(xué)熱處理能夠作用的層度有限，要想充分發(fā)揮化學(xué)熱處理滲透層的功能，我們就必須要認(rèn)識到在處理后，僅可進(jìn)行磨削加工處理，但是對于一般金屬來說，通過化學(xué)熱處理進(jìn)行變形矯正的難度較大。

2 金屬材料熱處理變形控制應(yīng)遵循的原則

2.1 科學(xué)性原則

我們只有遵守了科學(xué)性原則，才能實(shí)現(xiàn)控制金屬材料熱處理變形的目的，所以我們要從科學(xué)層面了解作用金屬材料熱處理變形的相關(guān)要素，并全面分析金屬材料熱處理的工藝要求與金屬材料屬性之間所存在的固定與變化關(guān)系，只有這樣才能保證金屬材料熱處理變形控制工作符合規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，也只有在確保科學(xué)性原則的基礎(chǔ)上，才能按照目前的實(shí)際技術(shù)條件實(shí)現(xiàn)對金屬材料熱處理變形進(jìn)行科學(xué)控制的研究目的。

2.2 易操作原則

對金屬材料進(jìn)行熱處理時往往會選址在城市臨郊區(qū)域，但是這些區(qū)域條件較差，沒有辦法支持科學(xué)的精細(xì)處理操作，因此我們就必須增強(qiáng)金屬材料熱處理變形控制工作方案的合理性，降低錯誤發(fā)生頻率，也就是降低容錯率，要最大程度地減少外部環(huán)境對金屬材料熱處理變形控制工作的作用。所以我們要簡化金屬材料熱處理變形控制的方式，合理設(shè)計(jì)并降低方案的實(shí)現(xiàn)難度，在短期內(nèi)盡量保證批量操作來實(shí)現(xiàn)金屬材料熱處理工作的正常開展，并對相關(guān)處理工藝的質(zhì)量進(jìn)行完善與改進(jìn)，并提高生產(chǎn)水平。

2.3 實(shí)用性原則

在實(shí)際的應(yīng)用中，對于不同種類形式金屬材料的具體需求，我們投入了大量的技術(shù)成本。因此，我們在對金屬材料的熱加工變形處理時必須要堅(jiān)持實(shí)用性的工作原則，我們要盡量降低企業(yè)在金屬材料加工方面投入的人力資源與物力資源，把充足的精力轉(zhuǎn)移到技術(shù)研究開發(fā)等其他方面，要熱處理工藝的科學(xué)性與有效性，將金屬材料品質(zhì)的提升作為根本的發(fā)展目的，有效推動金屬材料熱處理工藝的提高與應(yīng)用。

3 金屬材料熱處理變形的控制策略

3.1 開展好熱處理前的預(yù)處理

正火、退火等金屬熱處理工藝會對最終的金屬變形量產(chǎn)生一定作用。由于正火的溫度較高，金屬材料的內(nèi)部容易增加變形程度，所以我們在進(jìn)行熱處理工作之前要對正火的溫度進(jìn)行有效的控制。在另一方面，我們要想提高正火處理的效果，可以準(zhǔn)備好退火，根據(jù)不同金屬材料的不同結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，科學(xué)選取退火的實(shí)際工藝，盡可能地降低溫度梯度對金屬材料的作用，提高金屬材料熱處理變形控制的有效性。

3.2 開展好淬火處理工藝

技術(shù)人員要減少在對金屬材料進(jìn)行熱處理工作中的錯誤操作，以現(xiàn)有的淬火工藝作為基礎(chǔ)，做好淬火處理工作?？茖W(xué)控制淬火冷卻期間的淬火速度，例如將550℃～650℃中的冷卻速度提高到1100℃/s，在200℃～300℃間時穩(wěn)定淬火冷卻的速度，在對碳鋼進(jìn)行淬火冷卻時我們可以選取鹽水或者堿水作為介質(zhì)，也可以選用普通水。但是由于水在550℃～650 ℃之間的冷卻速度為600℃/s，所以在200℃～300℃之間時冷卻速度依舊較快，能達(dá)到將近270℃/s，金屬材料在這期間進(jìn)行馬氏體轉(zhuǎn)變的話會因?yàn)檫^高的冷卻速度導(dǎo)致金屬材料出現(xiàn)變形開裂情況。所以我們可以在水中添加適量的鹽或者堿，把500℃～650℃之間冷卻速度增加到1100 ℃/s，但是在200℃～300℃之間時冷卻速度基本不變，因此水、鹽水或者堿水常用以碳鋼的淬火冷卻介質(zhì)。

3.3 其他相關(guān)控制措施

除了上面詳細(xì)介紹的控制金屬熱處理變形的兩個措施，我們還應(yīng)當(dāng)在實(shí)際操作中選取適用的冷卻方法，確保在不同金屬材料的特點(diǎn)上選取適合的冷卻處理方法，同時要對零件結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理配置，推動機(jī)械加工在金屬材料熱處理工作中的應(yīng)用。

4 結(jié)語

綜上所述，我們對作用金屬材料熱處理變形的要素進(jìn)行研究，探討相關(guān)的控制措施能夠幫助我們實(shí)現(xiàn)科學(xué)的控制金屬材料熱處理變形量，有效的推動熱處理在金屬材料的實(shí)踐生產(chǎn)中的普遍應(yīng)用，并確保生產(chǎn)的高效性。因此，相關(guān)研究人員要堅(jiān)持對這些控制作用要素進(jìn)行研究，并總結(jié)相關(guān)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，通過對金屬材料熱處理變形的作用要素進(jìn)行全面的分析，在遵循科學(xué)性，易操作性，合理性原則基礎(chǔ)之上，根據(jù)實(shí)際操作情況，通過各項(xiàng)合理的控制處理措施推進(jìn)有效開展金屬材料的熱處理工作。

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