金屬材料熱處理變形的影響因素和控制策略

陳園華

摘要：隨著我國經(jīng)濟社會的迅猛發(fā)展，金屬制造行業(yè)的地位也發(fā)生了實質(zhì)性的變化，人們更加重視金屬材料熱處理的加工，但在金屬材料熱處理過程中仍會出現(xiàn)變形的問題。本文重點分析金屬材料熱處理變形的影響因素和控制策略，希望能對實際工作帶來幫助。

關(guān)鍵詞：金屬材料;熱處理;變形

1 ?金屬材料熱處理變形的影響因素

1.1 ?應(yīng)力狀態(tài)因素

通常金屬材料熱處理的過程由三部分組成，分別是加熱、保溫、處理。在加熱和保溫時，金屬材料會因為熱處理導(dǎo)致密度結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，呈現(xiàn)冷熱分布極不均勻的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，一旦金屬材料結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，材料內(nèi)部就會因應(yīng)力不均勻?qū)е伦冃?，對金屬材料熱處理產(chǎn)生一定影響，甚至降低金屬材料的使用壽命。

1.2 ?淬火介質(zhì)因素

通過實踐發(fā)現(xiàn)，在金屬材料熱處理時，科學(xué)合理的選擇淬火介質(zhì)也是至關(guān)重要的，淬火介質(zhì)的好壞直接影響金屬材料是否發(fā)生變形，所以在實際操作過程中，一定要嚴(yán)格篩選淬火介質(zhì)，選擇適合材料熱處理的介質(zhì)。另外淬火介質(zhì)的攪拌方式和攪拌速度也會對金屬材料熱處理產(chǎn)生影響，一旦介質(zhì)攪拌方式錯誤，或者速度不均勻，將會嚴(yán)重影響金屬材料熱處理，大大提升材料變形的概率。

1.3 ?預(yù)處理因素

正火處理方式作為最常見的金屬材料熱處理的預(yù)處理方式，這種方式能達(dá)到消除應(yīng)力的效果。然而常常會因為場地等因素的限制，不能正確合理的采用正火的方式，導(dǎo)致在正火時，由于冷卻不及時造成金屬材料堆冷，這樣很容易造成金屬材料在加熱爐內(nèi)冷熱不均勻，達(dá)不到材料需要的冷卻效果，這樣一系列的問題將會導(dǎo)致金屬材料熱處理發(fā)生變形。通過以上分析，發(fā)現(xiàn)金屬材料如果組織不均的話，極易導(dǎo)致金屬材料熱處理時發(fā)生變形事故。

2 ?金屬材料熱處理變形控制原則

2.1 ?易操作原則

為了提升金屬材料熱處理的技術(shù)要求，首要任務(wù)就是制定預(yù)備解決方案，在方案中突出強調(diào)解決因原材料處理不當(dāng)導(dǎo)致的變形問題，只有降低外部環(huán)境對金屬材料熱處理的影響因素，將材料變形控制流程簡化處理，才能有效保證金屬材料熱處理順利有序的進(jìn)行。

2.2 ?科學(xué)性原則

相關(guān)技術(shù)人員要在金屬材料熱處理過程前，通過了解容易影響材料變形的諸多要素，總結(jié)出主要原因，實現(xiàn)對金屬材料熱處理的科學(xué)控制，在金屬材料熱處理的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行更加科學(xué)的劃分，制定科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的變形控制工作流程。

2.3 ?實用性原則

如今的工業(yè)企業(yè)都會應(yīng)用到金屬材料熱處理加工技術(shù)，作為自然社會中最常見的社會行為，它也發(fā)揮著無法替代的作用，金屬材料熱處理也經(jīng)歷了從無到有的艱難過程。金屬材料的種類呈現(xiàn)多樣化趨勢，綜合成本考慮，選擇實用性強的材料。

3 ?改善金屬材料熱處理變形的控制措施

3.1 ?增加預(yù)處理環(huán)節(jié)

在金屬材料熱處理前，增加預(yù)處理環(huán)節(jié)，可以有效的完善金屬材料內(nèi)部的結(jié)構(gòu)成分，提升材料的均勻性。同時可參考不同的金屬材料的物理性質(zhì)，采取與之相對應(yīng)的熱處理方式。例如在發(fā)生熱處理過程中，依據(jù)材料的物理屬性科學(xué)合理的選擇退火方式，這樣不僅不僅能夠讓金屬材料在熱處理時受到溫度的影響降低變形概率，還能為后續(xù)的金屬材料熱處理打下堅實基礎(chǔ)。

3.2 ?選擇合理的淬火介質(zhì)

金屬材料熱處理過程中采用的淬火熱處理作為我國較為常見的熱處理方式，在諸多方面廣泛應(yīng)用。但在熱處理過程中，通常會因為介質(zhì)選擇不當(dāng)?shù)纫蛩卦斐山饘俨牧蟽?nèi)部作用力發(fā)生一定的變化，容易造成材料發(fā)生變形，并且這種變形不可逆。為了有效控制這一問題的出現(xiàn)，需要相關(guān)部門的專業(yè)人員提高在實際操作過程中對淬火技術(shù)的重視，對金屬材料熱處理變形問題進(jìn)行深入研究，逐步降低金屬材料變形比例。在實際操作時，需要進(jìn)一步控制淬火降溫的速度，溫度降低的速度不宜過快或過慢，稍有不慎就可能導(dǎo)致金屬受熱不均勻，將會影響金屬材料的發(fā)生變形，所以操作人員應(yīng)在原有的技術(shù)要求上對淬火技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，選擇合理的淬火介質(zhì)，通過控制冷卻速度來降低材料發(fā)生變形的概率，逐漸減少因淬火操作失誤而引起的金屬熱處理變形事件的發(fā)生。

3.3 ?合理選擇冷卻方法

通過實踐分析，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的金屬材料熱處理的冷卻方式主要由分級淬火和單液淬火兩種方式構(gòu)成，實際操作時因為操作靈便，能夠全面實現(xiàn)自動化，通常選擇單液淬火的方式進(jìn)行冷卻。然而這種方式存在弊端，很有可能因為操作失誤導(dǎo)致金屬材料發(fā)生變形，無法達(dá)到預(yù)期金屬材料熱處理的理想效果。因此操作過程中，要逐步轉(zhuǎn)變思維方式，熟練應(yīng)用分級淬火冷卻方式，這樣可以對溫度高的金屬材料快速降溫，然后慢速淬火降溫，逐漸達(dá)到預(yù)期的冷卻效果。

3.4 ?選擇有效的加工方式

金屬材料熱處理過程中，不同的夾裝方法應(yīng)用于不同的材料，如果操作失誤，很有可能造成金屬材料結(jié)構(gòu)受損，直至發(fā)生變形。根據(jù)材料自身的特點和要求，選擇合適的裝夾方法，才能夠有效避免因熱應(yīng)力不均勻?qū)е陆饘俨牧习l(fā)生變形。在金屬材料熱處理時，一定要確保金屬材料具備充足的變形空間，熱處理工作完成后，可以總結(jié)變形規(guī)律，提前做好應(yīng)對方案，通過降低淬火變形幾率提升金屬材料的質(zhì)量。

3.5 ?合理配置零件結(jié)構(gòu)

按照實際生產(chǎn)要求，需要在金屬材料進(jìn)行熱處理時，科學(xué)合理的進(jìn)行材料零部件的結(jié)構(gòu)配置，對材料的厚度進(jìn)行有效的控制。在金屬熱處理過程中，既要保證材料截面平衡均勻，防止出現(xiàn)溝槽，又要避免因應(yīng)力集中和冷卻速度的不同而導(dǎo)致變形，另外要特別注重金屬結(jié)構(gòu)色對稱性，對材料交界的位置，突出強調(diào)采用圓角過度的操作方式，加強金屬材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計。

4 ?結(jié)語

隨著社會科技的不斷發(fā)展和進(jìn)步，各種金屬材料被人們廣泛應(yīng)用，人們對金屬材料的質(zhì)量提出了更高的要求。要想提高金屬材料熱處理的技術(shù)水平，就要對材料的變形產(chǎn)生原因進(jìn)行針對性的分析，通過科學(xué)手段加強管理和控制，這樣才能有效的降低金屬材料熱處理出現(xiàn)變形的概率。

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