熱處理過(guò)程中影響金屬材料變形的影響和改進(jìn)措施

摘要：隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)代社會(huì)的進(jìn)步，我國(guó)金屬材料的質(zhì)量也在不斷地提高。但也因此對(duì)于金屬材料的有關(guān)要求也越來(lái)越高，為了使我國(guó)金屬材料的質(zhì)量不斷提高，以滿(mǎn)足現(xiàn)代社會(huì)多樣化以及專(zhuān)業(yè)化發(fā)展的需求，所以一些企業(yè)在發(fā)展的過(guò)程中將熱處理和金屬材料的加工制造結(jié)合在了一起。在這樣的措施實(shí)施下，金屬材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)得到了改變，并且金屬材料自身的性能也得到了大大的提高，但是對(duì)金屬材料進(jìn)行熱處理也會(huì)帶來(lái)一些弊端。根據(jù)目前的情況，我們主要是分析和研究熱處理變形在金屬材料中的影響因素以及減少措施，以促進(jìn)我國(guó)金屬材料加工的進(jìn)步與發(fā)展。

關(guān)鍵詞：熱處理;變形;金屬材料;影響因素;措施;減少;分析研究

熱處理是指在金屬材料的加工過(guò)程中，能夠使金屬材料在根本上實(shí)現(xiàn)材料自身化學(xué)性質(zhì)變化和物理形態(tài)的提升，在金屬材料加工的過(guò)程中應(yīng)用熱處理工藝，有利于提高金屬的屬性，能極大地滿(mǎn)足現(xiàn)代社會(huì)的工業(yè)生產(chǎn)和人們生活的需要。根據(jù)目前的情況來(lái)說(shuō)，熱處理工藝的主要內(nèi)容包括金屬加熱、保溫和冷卻等幾道工序。在金屬材料的加工過(guò)程中使用熱處理工藝會(huì)使金屬材料在內(nèi)部結(jié)構(gòu)中發(fā)生變化，這大大增加了金屬材料的使用范圍，在很大程度上適應(yīng)了我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。雖然熱處理技術(shù)對(duì)于金屬材料的加工和制作都有著重要的影響，但是在其使用的過(guò)程中，對(duì)相關(guān)技術(shù)和工作環(huán)境也有嚴(yán)格的要求，所以在實(shí)際對(duì)金屬材料進(jìn)行熱處理的工作過(guò)程中，會(huì)容易出現(xiàn)金屬材料變形的情況。本文也正是針對(duì)這一情況對(duì)金屬材料熱處理進(jìn)行分析研究，提出改進(jìn)措施，有利于我國(guó)金屬材料應(yīng)用范圍的提高，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

一、影響因素分析

眾所周知，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，金屬材料在我國(guó)社會(huì)生活中發(fā)揮的作用越來(lái)越大。但是在對(duì)金屬材料進(jìn)行加工和制作的過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)一些因?yàn)榧夹g(shù)因素導(dǎo)致金屬材料變形的情況。為了減少這種情況的發(fā)生，我們需要對(duì)其影響因素分析，并提出相應(yīng)的解決措施。

在金屬材料進(jìn)行熱處理的過(guò)程中，由于金屬材料本身組織結(jié)構(gòu)性和外界其他各個(gè)方面的影響，所以在其進(jìn)行熱處理的過(guò)程中就極其容易出現(xiàn)冷熱不均和不等時(shí)性的特點(diǎn)。在對(duì)金屬材料進(jìn)行熱處理的過(guò)程中，我們主要是需要進(jìn)行操作的是加熱、保溫以及冷卻這三個(gè)方面的工作內(nèi)容。但是使金屬材料的內(nèi)部受力情況發(fā)生變化的主要是金屬材料在進(jìn)行熱處理的過(guò)程中，溫度的變化太過(guò)于明顯，從而金屬材料出現(xiàn)變形情況的幾率也大大的增加了。所以，我們?cè)趯?duì)金屬材料進(jìn)行熱處理加工的過(guò)程中，要特別注意金屬材料內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生，由于它變形的形式不同，并且產(chǎn)生的原因也是多種多樣的。

我們?cè)趯?duì)金屬材料進(jìn)行熱處理加工的工作過(guò)程中，主要包括了正火、淬火、回火和退火等多個(gè)方面的相關(guān)工藝內(nèi)容。并且根據(jù)金屬材料的種類(lèi)進(jìn)行分析研究，再對(duì)相關(guān)操作進(jìn)行調(diào)整也是我們進(jìn)行熱處理工作內(nèi)容之一。并且在進(jìn)行熱處理的過(guò)程中，還要及時(shí)的收集各個(gè)信息并且分析各個(gè)數(shù)據(jù)前后一致，再根據(jù)收集的信息和分析的數(shù)據(jù)對(duì)于實(shí)際的操作進(jìn)行合理調(diào)整。但是由于我們?cè)跓崽幚砑庸み^(guò)程中對(duì)于溫度的控制和監(jiān)測(cè)方面存在問(wèn)題，缺少對(duì)于溫度的精準(zhǔn)把握，這就造成了金屬材料的變形損壞，給金屬材料的熱處理帶來(lái)了消極影響。

二、減少措施分析

（一）金屬材料熱處理的預(yù)處理

為了減少金屬材料在熱處理過(guò)程中出現(xiàn)變形的情況，我們?cè)趯?duì)金屬材料進(jìn)行熱處理的過(guò)程中首先要進(jìn)行預(yù)處理。也就是說(shuō)在金屬材料進(jìn)行正火處理之后，不但能夠能夠保證金屬材料的均勻性和結(jié)構(gòu)的完整性，而且還有利于減少金屬材料進(jìn)行熱處理之后再出現(xiàn)變形的情況。除此之外，我們還要想解決金屬材料由于熱處理變形的問(wèn)題，我們還可以采用退火處理，這樣也能有效地控制金屬材料的變形，同時(shí)也促進(jìn)了我國(guó)金屬材料的處理水平。

（二）金屬材料的熱處理

淬火工藝是我們?cè)趯?duì)金屬材料進(jìn)行熱處理過(guò)程中的重要步驟，如果我們?cè)趯?duì)金屬材料進(jìn)行熱處理的過(guò)程中沒(méi)有很好地使用淬火介質(zhì)，那么金屬材料的內(nèi)部應(yīng)力也會(huì)在對(duì)金屬材料進(jìn)行熱處理的過(guò)程中發(fā)生變化，這樣也會(huì)使得金屬材料的結(jié)構(gòu)和形狀發(fā)生變化。所以，我們?cè)趯?duì)金屬材料進(jìn)行熱處理的過(guò)程中一定要減少淬火階段可能會(huì)出現(xiàn)的錯(cuò)誤，因此就需要相關(guān)的工作人員改革和創(chuàng)新淬火工藝，并且調(diào)整熱處理過(guò)程中的冷卻速度，有利于金屬材料變形量的不斷增加。

（三）選擇合適的裝夾方式和夾具

由于在對(duì)金屬材料進(jìn)行熱處理的過(guò)程中，加熱和冷卻的過(guò)程中使用不同的方式對(duì)于工件的形狀有著重要的影響。所以我們?cè)趯?duì)金屬材料進(jìn)行熱處理的過(guò)程中，也一定要選擇合適的裝夾方式和夾具，這樣在一定程度上可以減少由于工件熱應(yīng)力不均勻引起的金屬材料變形的情況。

（四）加工

為了保證金屬材料在熱處理期間的變形量是足夠的，我們?cè)趯?duì)金屬材料進(jìn)行熱處理的時(shí)候首先就需要在熱處理之前對(duì)金屬材料進(jìn)行加工。為了使金屬材料進(jìn)行變形的效率進(jìn)一步提高，我們?cè)趯?duì)金屬材料進(jìn)行熱處理之后，工件還必須要根據(jù)實(shí)際的金屬材料變形規(guī)律進(jìn)行加工。

（五）如何減小金屬熱處理過(guò)程中的變形

第一，控制金屬熱處理過(guò)程中的溫度變化如果在熱處理的過(guò)程中溫降，那 么金屬器件的高溫強(qiáng)度損失就比較少，這 會(huì)增加金屬的塑性抗力，同時(shí)會(huì)增加金屬對(duì)各種外部操作，如淬火、退火等步驟時(shí)的 抗性，相應(yīng)地可以減少變形。第二，溫度降 低，可以減小工件在加熱和冷卻之間的溫度區(qū)間，金屬各個(gè)部位由于溫度不一致引 起的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力會(huì)變小，體現(xiàn)在外部表現(xiàn)出來(lái)的是變形減少。第 三， 降低溫 度，可以使得熱處理的時(shí)間變短，相對(duì)地可以減少金屬器件的高溫蠕變，最終減少金屬的變形。由此可見(jiàn)，在具體的熱處理過(guò)程中，要嚴(yán)格地控制外界溫度的變化。

第二，選取油性介質(zhì)。介質(zhì)的性質(zhì)對(duì)金 屬的變形有很大的影響，在進(jìn)行熱處理過(guò)程時(shí)，對(duì)硬度的保持是一個(gè)重要的前提，因此保持金屬硬度的前提條件下，盡量在處理過(guò)程中采用油性的介質(zhì)。在外部條件都一致的條件下，油性介質(zhì)的冷卻速度相對(duì)于其他介質(zhì)而言要慢很多，水的冷卻速度較快一些，溫度的變化對(duì)冷卻很大影響， 在進(jìn)行同樣的熱處理過(guò)程中，一般說(shuō)來(lái)，淬火之后，油性介質(zhì)中的金屬元件變形程度比水中的變形程度要小。

第三，采用合理的冷卻方法。保證硬度的前提下，可以采取預(yù)冷、分級(jí)冷卻淬火的方式，分級(jí)冷卻可以減少在淬火過(guò)程中金屬的組織應(yīng)力和熱應(yīng)力，可以有效地減 少金屬的變形，另外，等溫淬火也是一種減少變形的方法。

第四，采用預(yù)熱處理。熱處理過(guò)程中如果火的溫度過(guò)高，就會(huì)使得金屬的內(nèi)孔變 形增大，因此，在熱處理的過(guò)程中，要控制正火的溫度或者采用等溫退火的方式行 處理。

第五，改變裝夾方式并且采用合理的夾具。金屬熱處理是為了使得工件能滿(mǎn)足使用的條件，在操作過(guò)程中，裝夾方式和夾具是否合理，也會(huì)影響金屬的變形，為了使得工件的加熱冷卻過(guò)程中溫度比較均勻， 減少熱應(yīng)力和組織應(yīng)力，從而減少變形，需要在操作過(guò)程中采用合適的夾具和裝夾方式。

三、結(jié)束語(yǔ)

以上分析并研究了對(duì)于熱處理變形在金屬材料中的影響因素，并對(duì)此提出了相應(yīng)的減小措施，希望通過(guò)本文的分析研究能為金屬材料熱處理提供一些建議和借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]李建國(guó)，陳艷輝.基于金屬材料熱處理變形及開(kāi)裂處理技術(shù)[J].世界有色金屬，2019（23）：153+155.

[2]黃軍.熱處理過(guò)程中影響金屬材料變形的影響和改進(jìn)措施[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018（16）：9.

[3]孫大林，崔巧娜，劉晨蕊.淺談如何減小金屬熱處理過(guò)程中的變形[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2014（01）：204.

作者簡(jiǎn)介：劉樹(shù)清，1973年--，漢，黑龍江省拜泉縣，首鋼伊犁鋼鐵有限公司軋鋼部部長(zhǎng)，本科，單位：首鋼伊犁鋼鐵有限公司，研究方向：金屬材料和熱軋，單位所在省市：新疆伊犁哈薩克自治州，郵編：835802