金屬材料熱處理變形的影響因素與控制策略

王嬋

摘 要：金屬材料作為我國不可缺少的基礎(chǔ)部分。因金屬材料近年來在我們?nèi)粘Ｉ钪邪l(fā)揮的作用日漸突出。對(duì)此，為了進(jìn)一步提升金屬材料的性能，讓金屬材料在今后能應(yīng)用于多元化需求中，實(shí)現(xiàn)金屬材料的熱處理生產(chǎn)隨之顯得尤為重要。然而，從實(shí)際角度分析可了解到，該方法雖然能夠提高金屬材料本身的質(zhì)量，但卻會(huì)在一定程度上導(dǎo)致金屬變形?；诖?，采取怎樣的措施實(shí)現(xiàn)對(duì)其的控制成為了有關(guān)人員需要解決的重點(diǎn)問題之一。

關(guān)鍵詞：金屬材料;熱處理變形;影響因素;控制

引言：近年來，伴隨著新時(shí)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，因金屬材料在我國有著廣泛的應(yīng)用，金屬材料質(zhì)量的好壞對(duì)我國諸多方面的發(fā)展都有著直接影響。因此，為了讓金屬材料能夠應(yīng)用到更多場合中，并提升金屬材料質(zhì)量。人們隨之在金屬材料的生產(chǎn)加工中融入了熱處理技術(shù)。就熱處理技術(shù)在金屬材料加工中應(yīng)用的現(xiàn)狀可了解到，熱處理技術(shù)的應(yīng)用雖然能夠提升技術(shù)材料質(zhì)量，讓金屬材料發(fā)展符合現(xiàn)代化社會(huì)需求，但與此同時(shí)，在金屬熱處理方法中，金屬材料時(shí)常會(huì)發(fā)生熱處理變形的情況。這種情況的存在必定將給金屬材料的應(yīng)用與有關(guān)功能開發(fā)造成不良影響?；诖耍哟髮?duì)金屬材料熱處理變形的影響因素與控制策略研究尤為重要。同時(shí)，本文首先將對(duì)金屬材料熱處中應(yīng)遵循的原則進(jìn)行分析，其次在對(duì)影響因素進(jìn)行分析，最后在給出具體的控制措施，促使金屬材料今后更好的應(yīng)用，以供參考。

1.金屬材料熱處理中應(yīng)遵循的原則

在金屬材料熱處理中，要想保障處理過程中不會(huì)出現(xiàn)變形現(xiàn)象，就必須遵循以下幾點(diǎn)原則：（1）科學(xué)性原則。科學(xué)性原則是保證金屬材料熱處理中不會(huì)發(fā)生變形的重要基礎(chǔ)，在熱處理加工過程中，金屬加工人員必須具有科學(xué)精神，以科學(xué)的加工方法為指導(dǎo)，對(duì)金屬材料進(jìn)行加工。只有這樣才能在技術(shù)設(shè)備不先進(jìn)的情況下，保證金屬材料熱處理加工中不會(huì)出現(xiàn)變形的情況。（2）實(shí)用性原則。金屬材料作為我國發(fā)展中不可再生的資源?？梢?，金屬材料對(duì)我國而言十分重要。基于此，在金屬材料的利用中，首先需要考慮的是金屬材料的實(shí)用性與金屬材料的可持續(xù)發(fā)展問題。但金屬材料熱處理中時(shí)常會(huì)出金屬材料變形的情況，該情況的出現(xiàn)既不利于金屬材料的應(yīng)用，甚至?xí)斐山饘俨牧侠速M(fèi)的現(xiàn)象。因此，在金屬材料的熱處理中我們必須遵循實(shí)用性原則，只有這樣才能讓金屬材料得到更好的應(yīng)用。另外，金屬材料的有效利用同樣是對(duì)環(huán)境的一種保護(hù)?？傊?，在金屬材料熱處理加工的過程中，必須遵循科學(xué)性與實(shí)用性這兩個(gè)原則，以科學(xué)為指導(dǎo)，在全面考慮金屬材料實(shí)用性的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)高效加工。

2.金屬材料熱處理變形的影響

為提高金屬材料本身的質(zhì)量，熱處理技術(shù)隨之被應(yīng)用到了金屬材料加工中。但經(jīng)研究調(diào)查可發(fā)現(xiàn)，金屬材料加工與熱處理技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用在帶來優(yōu)勢的同時(shí)，導(dǎo)致金屬材料發(fā)生了變形現(xiàn)象。目前，導(dǎo)致金屬材料熱處理發(fā)生變形的影響因素主要可體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：一方面，是加工過程中的時(shí)效與冷處理。對(duì)于金屬材料而言，其在熱處理加工的過程中通常會(huì)有發(fā)生低溫回火的情況，再加上此時(shí)的低溫回火與時(shí)效導(dǎo)致金屬造成兩種變形情況，其分別是：馬氏體分解和碳化物析出。所以，會(huì)讓金屬材料在加工的過程中體積變小或者是變大的情況。另一方面是表層性能與原始組織。首先，金屬材料熱處理實(shí)施的目的有一部分是為了提高材料的表層性能，例如：提高金屬材料的抗氧化能力與抗磨損能力等。但由于熱處理層的深度有限，為了已滲透層能發(fā)揮出高效作用，就需要在熱處理后只對(duì)金屬材料進(jìn)行消磨加工，然而該過程將會(huì)增加熱處理變形的難度。其次，金屬材料在淬火加工前，原始組織會(huì)對(duì)金屬材料造成影響，例如：碳化物的數(shù)量與形態(tài)等發(fā)生偏差。

3.金屬材料熱處理控制策略

由上述可見，金屬材料熱處理加工中非常容易出現(xiàn)金屬材料變形的情況，基于此，為改善這一現(xiàn)象，就必須采取有效措施對(duì)其進(jìn)行控制。具體做法可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：（1）預(yù)處理方法在其中的應(yīng)用。因不同金屬材料熱處理工藝對(duì)金屬材料最終變形都會(huì)產(chǎn)生一定印象。例如：加工過程中淬火工藝溫度過高，會(huì)導(dǎo)致金屬材料里面的變形量增加。因此，在熱處理加工前，應(yīng)對(duì)溫度進(jìn)行合理的控制。另外，還需要在該過程中開展退火工藝。通過對(duì)退火工藝的合理選擇，降低溫度對(duì)金屬材料帶來的負(fù)面影響，控制熱處理過程中金屬材料的變形量。（2）在冷卻的過程中必須采用科學(xué)方法進(jìn)行。由于金屬材料熱處理加工方式不同，所以，金屬材料熱處理加工中需要采用的冷卻方案也就不同。科學(xué)的冷卻方式作為保證金屬材料熱處理加工不發(fā)生變形的重要方法。目前，通過對(duì)金屬材料熱處理的分析可了解到，金屬材料的熱處理主要包括有單介質(zhì)淬火、雙介質(zhì)淬火等。其中，對(duì)于單介質(zhì)淬火工藝而言，該工藝模式若在一種淬火介質(zhì)中對(duì)零件進(jìn)行冷卻，將帶來操作簡單便捷、工作效率提升等特點(diǎn)。相反，若該工藝在淬火速度大的過程中對(duì)其進(jìn)行控制，其勢必將增加控制難度，甚至容易出讓金屬材料出現(xiàn)變形等問題。對(duì)于雙介質(zhì)淬火而言，雙介質(zhì)淬火的工作原理主要是通過特殊介質(zhì)的快冷卻功能，讓淬火零件溫度下降到三百攝氏度，并且在經(jīng)過幾分鐘的保溫處理之后，將其放到冷卻速度較低的介質(zhì)中進(jìn)行二次處理。由于冷卻速度太快會(huì)導(dǎo)致金屬材料內(nèi)部拉應(yīng)力增加，最終產(chǎn)生變形，所以，科學(xué)選擇冷卻方案對(duì)有效控制金屬材料熱處理變形尤為重要。

（3）有效加工。通過上述分析可了解到，要想保證金屬材料變形量充足，讓淬火合格率達(dá)到有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，就必須在之間的機(jī)械加工中存留合適的余量。另外，夾裝工具差異同樣作為導(dǎo)致金屬材料熱處理變形的因素。為避免夾裝工具差異帶來的不良影響，在具體的操作中首先需要做的是對(duì)加工零件的實(shí)際情況進(jìn)行分析，其中包括有：要求、特點(diǎn)等內(nèi)容。其次在選擇有效的夾裝方式進(jìn)行加工處理。只有這樣才能在控制變形的同時(shí)，讓金屬材料得到更好的應(yīng)用。

結(jié)束語：

伴隨著新時(shí)代經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，金屬材料應(yīng)用逐漸得到了人們的高度重視。通過上述對(duì)該方面內(nèi)容的深入分析可了解到，面對(duì)金屬材料熱處理加工中存在的變形問題，有關(guān)人員必須在遵循科學(xué)性與實(shí)用性的原則上，采取有效的措施，如：科學(xué)的冷卻方法、有效加工等，對(duì)金屬材料熱處理變形進(jìn)行全面控制，并促使金屬材料性能提升。

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