热处理过程中影响金属材料变形的影响和改进措施

吴博

摘 要：热处理是金属材料加工中不可或缺的重要部分，通过改变金属材料的基本结构与形态来促进其综合性能的完善，对于提高金属材料的使用价值具有中重要作用。但是，在金属材料的热处理过程中，难免会造成金属材料的变形，影响金属材料的性能、安全与价值发挥。通过分析热处理过程中影响金属材料变形的各种因素，探索出降低热处理过程中金属材料变形的发生概率的热处理工艺，加强对热处理工艺的控制与把控，提高金属材料的质量，满足生产生活对金属材料更高性能的需求。

关键词：热处理过程中;金属材料变形;影响因素;改进方式

引言：通过热处理的过程，能够实现金属材料综合性能的提升与改善，能够促进金属材料更大限度地满足经济与社会发展对金属材料的需求。热处理过程就是一个加热、保温以及冷却的过程，在加热环境中，随着金属材料内部结构的改变，其综合性能也会得到更大限度的提升，具有更高的利用价值。在实际的处理过程中，为了达到提高性能的目的，对其热处理工艺具有非常严格的要求，因此，在热处理过程中，要加强对金属材料变形因素的分析，并结合导致金属材料变形的因素提出相应的改进方案，探索出更有效的热处理工艺，进一步保障金属材料的性能与价值。

一、热处理过程中造成金属材料变形的原因分析

（一）温度因素

造成金属材料在热处理过程中产生变形问题的因素有很多，最关键的因素在于温度控制方面的原因。在热处理过程中，当温度下降到一定范围时，金属材料的高温强度会因为温度的下降而逐渐降低，其热应力、组织应力也会有所变化，进而造成金属材料的变形。

（二）淬火介质因素

在热处理过程中，影响金属材料变形的因素还有淬火介质的选择。淬火介质在金属材料变形问题上的影响非常大，根据相关研究结果展示，淬火介质的选择在金属材料性能在淬火过程中的稳定方面产生着至关重要的影响力，保证淬火介质的质量是保证金属材料在淬火过程中综合性能与组织稳定性的重要因素，如果淬火介质的质量得不到保障，那么金属材料的性能和组织结构将会发生变化，从而导致金属变形。另外，淬火介质的搅拌方式、速度也是影响金属材料综合性能和组织结构的重要因素，对金属材料变形也会产生一定的影响。

（三）预处理方式不当

在热处理过程中，前期预处理非常关键，它的目的在于有效清除金属的内应力。在热处理过程中，如果出现加热、冷却不均匀时就会造成金属内应力的产生，从而造成金属变形。内应力造成金属变形的主要特点在于方向性明确，但对金属结构、体积等方面的影响并不大，同时，内应力产生的次数越多造成的金属材料变形情况就越严重。因此，在实际的金属材料热处理过程中，必须要对金属材料进行正确的预处理。通常而言，预处理方式通常采用的是正火处理方式，但这种方式通常使用的冷却方式为堆冷，这就很容易造成金属材料冷却的不均匀情况出现，从而导致其内部结构的不均衡性，再进行热处理时，就很容易出现金属材料变形。另外，正火处理方式还有可能增加金属材料的魏氏组织形成的可能性，在一定程度上加大了金属材料变形问题发生的概率。

（四）比容变形

对不同的金属材料进行热处理，其结构、组织的不同会影响其体积与尺寸等多种结构的变化，也就是比容变化。比容变形的方向性并不确定，在对比容变形的实际运用中，主要是通过采用特定的热处理工艺来明确比容变形方向性，以此获得较为单纯的比容变化。例如在钢材料的热处理过程中，因为钢材料的内部组织、结构相对均匀，所以它的比容变形相对趋于一致。值得一提的是，在金属材料的热处理过程中，比容变形对材料的体积、尺寸等多种结构的影响是不受热处理次数的变化而变化的。

二、金属材料在热处理过程中变形问题的改进方式

（一）加强对淬火工艺的科学合理性运用

淬火工艺的选择是否科学合理、是否可行，是决定金属材料在热处理过程中是否发生变形问题的关键因素。因此，在热处理过程中，为了降低金属材料的变形问题，必须要重视对淬火工艺的科学运用。首先，要加强对温度的准确控制，当温度把控不准确时，就会导致金属材料的内应力发生变化，从而造成金属材料变形。要避免这一问题，一方面是控制温度，另一方面在于合理选择淬火介质，根据实际加工金属材料的性能特征来选择介质，确保金属内容不会出现失调问题。其次，在进行淬火冷却时，必须要保证冷却速度的合理性，这样才能确保金属材料在淬火过程中变形问题出现的可能性。水、油是两种常用的淬火介质，但对温度的要求却不相同，如果选择水作为淬火介质，那么温度需要控制在55-65℃之间，如果选择油作为淬火介质，那么温度需要控制在60-80℃之间。

（二）重视热处理前的预处理

预处理是降低金属变形概率的重要方式，在热处理过程中，必须要加强对预处理的重视。预处理工序的开展应该在金属材料进行正火处理之后。正火处理时温度较高，很容易导致金属材料内部结构变形膨大，因此，在正火处理中，一方面要加强对温度的控制，另一方面要做好预处理。预处理既可以确保金属材料在热处理过程中其性能、结构的完整性，又能够有效降低金属材料在热处理过程中的变形可能性。除了可以通过预处理的方式降低金属材料的变形可能性，还可以通过退火处理来进一步控制金属材料的性能和结构，降低金属材料的变形概率。

（三）合理选择金属冷却方式

在热处理过程中，主要的方式有单介质淬火、双介质淬火、分级淬火、等温淬火几种方式。其中，应用最为广泛的是单介质淬火与双介质淬火两种方式。前者的使用方式是把淬火金属材料放置于某种特定得到淬火介质之中进行冷却处理，这种方式具有操作难度低、对人力资源依赖性较低的优势，但同时也存在着更加容易造成金属材料变形、出现裂缝等问题。后者的使用方式是把加热过后的金属材料放置于冷却速度更快的介质里进行快速冷却，使金属材料的温度能够在更短的时间内降低到300摄氏度，并进行保温约3分钟，然后再将金属材料放置于冷却速相对较慢的介质中再次进行冷却，最后置于空气中进行冷却直至温度冷却到室温程度。金属材料的冷却方式、冷却介质的选择是根据冷却速度来决定的，如果冷却速度太快，很容易造成金屬材料表面冷却的不均匀，会影响到金属材料的淬透效果，导致金属材料的拉应力提升，进而造成金属材料的变形。因此，在实际的热处理过程中，要根据实际的金属材料来选择冷却方式。

结束语：金属材料在热处理过程中的变形因素多种多样，对金属材料的性能和质量产生着重要的影响。加强对金属材料变形因素与改进方式的分析，是提高加工过程中对金属材料性能控制的有效措施，也是提高金属材料使用效果的重要方式。因此，要在不断地实践中，掌握更多更合理的热处理工艺，有效降低金属材料的变形问题，提高金属质量与性能。

参考文献：

[1]严红丹.热处理过程中影响金属材料变形的因素和改进措施[J].建筑工程技术与设计，2018，（28）：3591.

[2]黄军.热处理过程中影响金属材料变形的影响和改进措施[J].山东工业技术，2018，（16）：9.

[3]周丽娜.金属材料热处理变形原因及防止变形的技术[J].商品与质量，2018，（36）：217.