金属材料热处理变形的影响因素和策略研究

金属材料热处理变形的影响因素和策略研究

范祥森

青岛丰东热处理有限公司

摘要：将热处理技术运用于金属加工制造领域，能够有效改变金属材料的性能，优化内部组织，提高金属加工制造的性能，满足不同的使用要求。但是金属材料热处理过程中，会因一些影响因素出现变形，这就需要深入分析导致金属材料热处理变形的影响因素，采用恰当的控制策略，防止热处理变形，从而有效保障金属加工制造业健康稳定的可持续发展。

关键词：影响因素；金属材料；热处理变形

近年来，伴随着社会的不断进步与发展，我国每个领域对金属材料的需求量越来越多，特别是机械设备制造企业。经过热处理加工金属材料，既能够更好地提高金属材料的平稳性，同时又能够强化材料的使用性能，然而在具体热处理过程中通常会因为各方面因素产生的影响，如：金属内部成分或应力造成的影响，致使金属材料严重变形，因此需要优化创新热处理技术，减少金属材料热处理变形的次数，从而为金属加工制造行业健康稳定的可持续发展提供有效保障^[1]。

一、金属材料热处理变形控制的原则

（一）科学性

金属材料进行热处理过程中，为了更好地防止变形，应高度重视管理方法，保证金属材料热处理的合理性。热处理工作过程中，需要严格按照科学性原则，保证理念、方法具有较强的科学性特征，采用合理的技术设施，科学选择热处理金属材料，从而更好的控制金属材料热处理变形，符合标准范围，使金属材料热处理实现理想的效果。

（二）实用性

金属材料不是一种用之不竭的资源，这就需要按照实用性的基本原则使用金属材料，尽量防止金属材料出现浪费的情况。金属材料热处理过程中，需要有效控制金属材料的变形，实现资源的最大化分配，减少资源，爱护环境，推动社会的长远发展。另外，按照实用性原则，合理使用金属材料，加强对金属材料质量的控制，全面提升金属材料的使用率。

（三）易操作

金属材料进行热处理过程中还需要科学选择操作场地条件，使变形控制精细化和科学化处理的严格要求得到满足。与此同时，还需要提升变形控制方案的容错率，更好的控制环境因素带来的不良影响。另一方面，还需要合理简化变形控制策略，确保操作难度合理，从而保证金属材料热处理工作正常开展。

二、金属材料热处理变形的影响因素

（一）冷处理造成的影响

工业生产过程中高温加热金属材料过程中，因金属材料属性的特殊性，再加上温度下降出现的低温回火情况，在一定程度上改变了金属材料的形状、性能及尺寸等，在冷处理过程中，金属材料因冷热不均衡出现变形。鉴于此，应逐步优化与完善金属材料的冷处理技术与热处理技术，确保在处理过程中金属材料的内部结构不发生变化，与此同时促使金属材料中马氏体与奥氏体之间互相转变，对金属内部的碳化物结构进行深入分析，降低金属材料变形的发生率，均匀热处理金属材料，强化金属材料的化学与物理性能，提升金属材料的质量。

（二）温度的测量与控制

温度作为热处理工艺标准中不可缺少的主要工艺参数，如果不能精准测量温度，会直接影响热处理工艺标准的实施。温度的测量和控制在产品质量中发挥着至关重要的作用，其同样还是金属材料变形的主要影响因素。当前，我国控制和检测金属材料热处理工艺的能力较差，不能准确检测金属材料热处理过程中的温度，在热处理过程中直接损坏了金属材料结构^[2]。另一方面，金属材料自身每个部分的比容具有较大的差异性，所以在热处理过程中如果不能更好的控制稳定，就会使金属材料出现变形，提升金属材料热处理变形的发生概率。

（三）淬火的影响

淬火是金属材料热处理过程中非常典型的工艺操作，淬火介质的合理选择能够实现理想的热处理效果，同时还可以直接影响金属材料的变形。唯有把金属材料防止淬火介质中实施冷却处理，才能够强化金属材料的特殊性能。但是在具体热处理过程中，淬火介质质量的好坏在金属材料热处理质量中起着至关重要的作用。在选择淬火介质方面，既需要注重其对金属材料带来的效果，同时又需要对淬火的平稳性进行深入分析。另外，因为淬火介质的性能具有较强的不稳定性，在淬火期间，需要不停搅拌，同时按照要求的搅拌速度与方法，避免操作不恰当使金属材料出现变形现象，对金属材料的质量产生直接影响。

三、金属材料热处理变形的控制策略

（一）高精度低温回火炉

当前，我国有关行业使用的极薄钢板对硬度、板形及强度提出非常高的要求，施工过程中需要通过回火处理强化钢板性能，但是在我国目前使用的回火炉中，其温度精准度仅能控制为15℃左右，不符合要求的5℃左右，因此这就需要研究更加精准的低温回火炉设施。在研发这个设备过程中，需要使用高速热风循环加热的方法，借助强制对流处理实现理想的加热效果，然而根据特殊的路型结构符合热回收处理要求。采取这种方法研究精准度较高的低温回火炉具有以下几个优点：一是使用强制热风对流达到加热目的，使低温过程的换热效率大大下降，强化热能供应的均衡性；二是加热温度范围应控制为100℃~600℃左右，其中100℃~300℃能够实现均匀加热，升温速度非常快；三是炉温控制精准度应保证2℃上下，炉温均匀性应保证3℃上下；四是这样生产出来的钢材质量好、成本低，同时不会损害太多材料。

（二）合理挑选冷却方法

对于金属材料热处理过程中，可以使用多样化的冷却方法，其中等温、分级、双液淬火等是使用频率最多的冷却方法。各种各样的冷却方法具有自身的优点与缺点，其中，分级淬火冷却方式的优点主要是明显降低应力，使材料结构的完整性得到有效保障；其具有的特点主要为：使用过程中需要通过碱液、盐液，耗费大量成本；等温冷却方法使用的优势为：金属材料热处理过程中可以符合严格要求；具有的缺点主要是使用时耗费大量时间，同时成本比较高；双液淬火冷却方法具有的优势为：其能够在非常复杂的金属材料热处理中得到广泛应用；具有的缺点体现为：需要和预冷操作结合使用。鉴于这种情况，有关冷却方法的使用需要视情况而定，科学合理的选择，从而降低金属材料热处理变形的发生概率。

（三）挑选恰当的淬火介质

淬火介质的挑选在金属材料热处理过程中起着至关重要的作用，若选择的淬火介质不合理，会使金属材料内部应力严重失衡，导致金属材料出现变形，乃至开裂的状况，对金属材料的质量产生直接影响。其中油和水是经常见到的一种淬火介质。金属材料使用过程中将水当作淬火介质时，其温度需要控制为大约60℃，如此一来，既可以提升淬火速度，同时又可以实现理想的冷却效果，降低金属材料变形的发生率。倘若温度下降至30℃左右，就会降低冷却效果，同时减慢淬火速度，从而使金属材料出现变形。所以在具体操作过程中，可以利用碱液或者是盐液提升冷却速度，实现理想的金属材料热处理效果。油淬火介质主要用于合金类材料的热处理加工，如果温度控制为±60℃时，金属材料的热处理效果极不理想，冷却速度不能使冷却要求得到满足^[3]。因此，对于不同的金属材料，需要挑选恰当的淬火介质，加强对淬火介质的加热温度进行控制，如此一来既能够提升冷却速度，同时又可以全面提高金属材料的质量，从而降低金属材料变形的发生率。

结论

总而言之，金属材料热处理加工过程中有很多因素可以对其造成影响，每一种因素的改变可以对其变形程度造成不同程度影响。所以，需要根据具体情况挑选处理变形的控制策略，经过优化热处理技术，选择合适的方法，可以保证金属材料热处理过程中降低材料变形的概率，从而提升金属材料热处理的质量。

参考文献

[1]军贺.金属材料热处理变形的影响因素及控制策略[J].智能城市应用,2020,3(4).

[2]潘美玲.金属材料热处理变形的影响因素和控制策略分析[J].科技风,2020(10):1.

[3]李世显,潘卫彬.金属材料热处理变形的影响因素和控制策略[J].科技创新导报,2019,16(3):2.

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