金属材料热处理变形的影响因素和控制策略探究

默 雄

（河冶科技股份有限公司，河北 石家庄 052165）

在金属加工制造行业中，热处理技术已经得到了十分普遍的应用，这项技术能够实现对金属材料物理和化学性质的改变，使之变得更加完善，促进金属材料综合性能的有效提升，让金属材料可以满足多样化应用嗯需求。然而，在现实的工作中，金属材料的热处理非常容易受到技术和工作环境的影响，对这些因素也有着较高要求，必须要根据实际状况不断进行操作工艺的完善，有效减少金属材料在进行热处理时可能发生的形变，促进我国金属加工制造领域的可持续发展。

1 金属材料热处理变形的相关内容概述

在我国科技实力快速增强的过程中，有关金属材料的研究工作逐渐成为了现如今科研人员的重点研究任务之一，金属材料热处理的研究工作则是目前金属材料研究工作中十分重要的一部分内容，一般情况下金属材料热处理工作会在实际金属材料特殊过程控制环节得到应用，对这种工艺的使用是为了进一步促进经过处理的金属材料力学性能的提高，从而实现对金属材料各方面性能得优化，确保其可以在未来的使用中发挥更好的效果。

1.1 金属材料热处理的发展历程

热处理效应的发展时间非常长，自从青铜器时代开始就已经有人掌握了相关知识。在19世纪末期世界上已经有了专业的金相学家发现钢铁拥有多种各不相同的金相组织，而且在经过验证后发现温度升高和降低都会造成金相组织的变化，会让钢铁的性能发生变化。此外，为了防止金属材料受自然环境影响出现氧化以及脱碳的现象，专家们研究出了用于金属材料保护的热处理保护方法，能够为金属材料优质属性的保留提供保障，以防被热处理过程影响造成性能的不良变化。

1.2 金属材料热处理工艺的特点

金属材料热处理工艺在机械制造工作中占据重要地位，能够对机械制造工作质量产生重要影响。通过对金属工件进行热处理并不会严重影响金属的外形或特性等，经过对金属工件进行热处理会对各个金属工件内部一些细小的部位进行调整，也可能会导致金属表面化学成分发生变化，进而造成金属内在特性发生变化，进一步提高金属的各项性能。无论是哪一种金属工件都必须要有物理和化学等方面得性能，为了实现这一目标，工作人员不仅要严格进行金属材料的选择工作，而且必须要选择合适的成型工艺，同时也要选择最去合适得热处理工艺，能够直接影响金属工件的性能。

2 金属材料热处理变形的影响因素

2.1 应力状态因素

金属材料的热处理工作会受密度结构等各种因素的影响造成金属材料热处理时发生形变，同样也可能会造成冷热分不均的严重问题。在使用热处理工艺进行对金属材料的热处理时，不仅要对材料进行加温处理，同时要实现对材料的保温，最后也要完成相关的处理工作。温度作为能够直接影响金属材料内部结构形态的重要因素，技术人员在发现温度不正常情况时要及时进行调整，否则会造成材料的形变，通常情况下，现如今材料由于内部应力的不均匀可能会发生形变，不利于金属材料热处理工艺的发展。

2.2 淬火介质因素

经过对现实中实际发生案例的调查可以了解到，在对金属材料进行热处理时淬火介质的选择是十分关键的一个环节，淬火介质关系到材料是否会发生形变或发生怎样的形变。作为影响金属材料性能的重要因素，工作人员在处理这些金属时必须要根据实际情况选择淬火介质，确保淬火介质的质量合格。此外，淬火介质的存在也能够直接对淬火过程的稳定造成影响。在进行介质搅拌工作时，搅拌时使用的方法和搅拌速率都是能够影响材料质量的重要因素，如果选用的介质搅拌方式不合适，可能会造成材料发生变形。

2.3 预处理因素

在金属材料热处理工作中经常会使用正火处理的方式对金属材料进行预处理，正火能够帮助金属材料消除应力，但是经常会被场地等因素影响，造成了金属材料在接受正火时无法受到良好的冷却效果。大多是材料堆冷，可能会导致金属材料在加热炉中无法取得充足的冷却效果，造成冷热不均情况的产生，因此也会进一步造成材料组织不均匀情况的发生，受到影响的材料进行热处理工作时可能会出现形变问题，不正确的正火方法会导致产品形变的几率快速提高。根据研究可以了解到，如果对组织不均匀得材料进行热处理有非常大的概率会发生材料形变。

2.4 温度的测量与控制

温度在热处理工作中是非常重要的一项参数，能够直接影响热处理工艺应用的规范性。如果不能准确测量出热处理过程中的温度，那么会导致热处理工艺的规范性无法得到保障。温度的测量和控制是可以影响到金属材料热处理工作质量的重要因素，同时也关系到金属材料是否会发生变形。现如今，我国在有关金属材料热处理工艺的温度控制和测量方面的研究仍然存在较大进步空间，很难准确测量出温度的具体数值，所以导致热处理工作中可能会对金属材料的结构造成破坏。

3 金属材料热处理减少变形应遵守的原则

3.1 遵守科学性的原则

为了防止金属材料在进行热处理的过程中受到环境的影响而发生变形，工作人员要使用科学的管理方式对金属材料进行热处理。在进行热处理工作时，负责金属材料加工的技术人员要以科学的加工工艺为基础，并且将科学理念贯彻其中，即便没有完善的设备支持也要为金属材料在进行热处理的过程中不会发生变形，即便发生了变形也要实现对变形范围的有效控制。

3.2 遵循实用性的原则

金属材料属于不可再生资源，在使用这种资源进行各项工作时必须要重视如何减少资源的浪费，同时也要为金属材料在未来实现可持续发展提供保障。为了解决有关金属材料浪费的问题，必须要尽量降低材料热处理过程中发生变形的概率，让所有的金属材料都可以充分发挥出自身的作用。而且，如果能够实现对资源的有效应用对于环境的保护也可以产生积极影响，同时也是为我们的发展打下了扎实基础，是可持续发展理念中的重要内容之一。所以，在进行金属材料热处理工作时必须要使用科学的方式，确保各种加工方式都是为了提高产品的实用性，确保所有的材料都能够发挥有效作用。想要实现对材料的节约，必须要确保金属材料热处理工作质量可以得到保障，这是提高金属材料实用性的关键方式。

3.3 易操作原则

一般情况下，对金属材料进行热处理时大多会选择在临近城市的地方进行操作，但是在现如今的城市中合适的场地并不多，而且场地条件也有很多并不能够达到标准的要求，导致部分针对金属材料热处理变形的控制措施无法得到应用，为了解决这种问题，在使用相关技术解决金属材料热处理变形问题时必须要提高热处理变形控制方案的容错率，有效降低环境对金属材料热处理变形控制产生的影响。

4 金属材料热处理变形的控制措施

总而言之，在我国不断发展的过程中，越来越多的厂家开始热处理金属进行生产工作，也有越来越多的热处理金属在日常生活中得到了使用。当前社会的专业研究人员所专注的研究内容是怎样解决原有热处理工艺中经常出现的各种问题，降低热处理过程中发生材料变形问题的概率。

4.1 金属材料热处理的预处理方法

无论是哪一种金属材料在进行热处理工作时使用的是哪一种工艺都会影响金属材料的最终变形量。如果所选用的淬火工艺温度较高会促进金属材料内部变形量的增加，因此，在正式开始对金属的热处理以前必须要进行正火处理，确保金属材料的温度能够得到有效控制。除此之外，技术人员还要使用退火工艺，选择合适的退火工艺，以防止温度降低对金属材料产生较大不良影响，实现对金属材料变形量的有效控制，在完成正火处理工作后能够使用等温淬火的方法提高材料内部结构的均匀性，从而进一步减少材料可能发生的变形量。

4.2 淬火处理工艺

在对金属材料进行热处理的工作时，其中十分关键一个环节是淬火处理，在进行淬火处理工作时要重视对淬火介质的引入，如果引入的介质不合适会导致金属材料内部应力的增加，从而导致内部应力发生变形。为了解决淬火处理工作中可能出现的问题，技术人员一定要提高对淬火处理工艺的重视程度，以现有得各种工艺为基础，对金属材料进行淬火处理。一般情况下，在对金属材料进行淬火冷却时必须要对淬火的速度进行严格控制，如果速度太快可能会导致冷却不均匀，金属材料也可能会在淬火的过程中发生变形。在现如今的热处理工作中常用的淬火介质是水，水温的不同会带动冷却的速度发生变化。在进行淬火时金属材料会发生马氏体转变，如果冷却太快会导致材料发生变形。如果在水里添加一定量的碱、盐会促进冷却速度得进一步提高。

4.3 科学冷却

在对不同种类金属材料进行热处理工作的过程中选择使用的冷却方法都是不一样的，技术人员要选择使用科学得冷却方法，为实现对金属材料热处理变形的有效控制提供保障。现如今，常用的金属材料热处理方法主要有单介质以及分级等多种淬火工艺。如果使用单介质淬火工艺进行热处理工作，金属材料只需要在一种淬火介质中对金属进行冷却，不仅操作简单，而且能够轻易让金属实现机械化，所以工作效率很高，但是这种工艺难以实现对淬火速度的有效控制，金属材料可能会发生变形。如果使用双介质淬火工艺，那么金属会在特殊介质的作用下实现快速冷却，快速降低淬火零件的温度，在降到三百度左右时对其进行保温，然后把零件放到冷却速度较低的其他介质之中，实施对材料得二次冷却？通过大量实际工作可以了解到，如果冷却速度太快可能会导致金属材料内部应力增加，从而造成淬透性的提高，变形量也会变得更大。所以为了提高对金属材料热处理的控制程度，必须要使用科学的冷却方案。

4.4 有效加工

在对金属材料进行热处理时，必须要对材料进行机械加工，确保存留余量的合理性能够得到保证，从而保证金属变形量可以得到有效控制，也有利于淬火合格率的进一步提高。受使用不同种类夹装工具的影响，工具的变化会导致材料形状也随之发生变化，所以在对金属材料进行热处理工作时必须要深入了解对零件的各项要求，同时也要进一步了解零件的具体特征等。选择夹装方法时也必须要保证方法的合理性，从而有效降低由于热应力不均匀导致的材料变形几率。如果在进行金属材料的加工时要使用热处理的方法，那么一定要确保金属材料能够发生变形。要深入研究金属材料的变形规律，确保淬火变形的合格率可以得到保证，进一步促进金属材料质量的有效提高，通过先进得技术实现对材料变形值的有效计算，保证材料变形不会超出正常范围。

5 结语

总而言之，在我国不断加强对有关金属材料热处理的研究时，人们也越来越了解那些可能对金属材料热处理变形问题产生影响的各项因素，为了防止金属材料发生变形，导致金属材料在后续的生产制造工作中无法得到使用，工作人员能够对金属材料进行冷却或淬火，通过这样的方法实现对金属材料的完善，确保金属材料的性能不会受到不良影响，金属材料内部结构的变形也要控制在规范范围之内，从而有效保证金属材料在生产制造工作中仍然可以得到应用，促进我国金属热处理工作的进一步发展。