金属材料热处理变形控制措施探析

金属合金分为有色金属和黑色金属，呈亮黑色织构，具有一定的导热性和延展性。随着我国经济社会的快速发展和装备制造业的升级换代，金属合金材料的加工和应用越来越多。金属合金具有良好的塑性、适宜的价格和较高的耐久性，是机械制造业和装备制造业广泛应用的主要材料。在材料加工过程之中，我们比较常用的是热处理，金属热处理可以得到我们需要的组织和结构，但也存在一些缺点，比如温度处理不当，可能会破坏金属本身的性质，导致被加工零件和机械强度降低，影响设备的运行和质量，使企业受到可计量损失的影响。因此，在金属合金热处理过程之中，必须掌握加工与温度变形的有机关系，准确控制加工过程之中的范围和尺寸，按高标准生产，才能避免许多问题。这也是提高后续设备质量的有效控制方法，是我国工业进步和发展的趋势。分析了金属合金热处理过程之中存在的问题及其影响因素，探讨了一些切实可行的解决办法，以保证金属材料在热处理过程之中的效率和质量。

1 金属材料热处理过程中变形的种类

金属合金在热处理过程之中不可避免地会发生变形。在大多数加工过程之中，有两种类型的变形。一种是比体积变形，它与金属材料之中的碳元素和一些微量金属元素有关。通过研究人员的研究发现，金属合金材料的比体积变形具有普遍性，这与铁素体、游离碳和比体积变化的差异密切相关。金属合金材料的比体积变形是各向同性的，即在均质金属之中，在热处理过程之中，金属材料在不同方向之上具有相同的变形。合金经过比体积变形之后，尺寸发生明显变化，另一种金属材料在热处理过程之中的变形为内应力塑性变形，这是由于金属块温度不均匀引起的。具体来说，在热处理过程之中，金属块不同位置的温度不均匀，导致不同零件的冷却速度不同。因此，随着温度的降低，不同位置的金属发生了不同的热膨胀和冷缩。由此引起的不良变形是热应力塑性变形。

2 金属材料热处理变形的影响因素

2.1 冷处理过程的影响

在金属加工之中进行热处理时，经常发生低温回火和时效。这两种情况都会引起金属材料的变形，对金属加工产生不利影响。时效和低温回火的发生会导致碳的析出和马氏体的分解[1]。在随后的加工过程之中，如淬火过程之中，金属之中的奥氏体转变为马氏体，导致金属变形和体积变形，对材料质量和制造设备的可靠性产生负面影响。

2.2 应力的影响

在热处理过程之中，加热不均匀会导致金属材料变形。一般来说，热处理是在热处理一段时间之后进行的。然而，在加热保温过程之中，材料上下及不同位置会产生温差，从而导致不同的位置状态。当低温较硬时，高温部分变软，不同的应力会使材料产生不良变形。

2.3 原始组织影响

金属热处理过程中受到合金元素纤维方向和碳化物形状等的影响，金属材料会在淬火时产生一定的影响。这些就是原始组织的影响，在现代的热处理过程中一般都加入了化学方法，在化学方法处理后，金属材料的原始组织会变得更加的有规律。因此，就会使热变形的程度变小并且使金属表面的耐磨性等性质得到提高。

2.4 淬火的影响

淬火是金属材料加工之中的一项基本操作。淬火可以改变材料的性能，如材料的硬度和耐腐蚀性。在淬火过程之中，必须选择合适的淬火介质来控制金属材料的变形程度，这对提高加工质量至关重要。

2.5 预处理的影响

预处理的效果能在一定程度之上消除应力，这是金属材料热加工过程之中常用的处理方法。如果不进行预冷，材料正火时会出现冷堆，上下温差会大幅度变形，影响热处理效果，造成加工产品质量问题。

3 金属材料热处理技术使用过程中需要遵守的原则

随着近年来金属材料使用趋于频繁，为了提高应用金属材料以后的成效，热处理技术被逐渐应用于金属材料。金属材料热处理技术虽然对金属材料的使用效果有一定的提升，但金属材料在热处理过程中会出现变形的状况，因此会对热处理过程应用于金属材料造成一定的阻碍。为了有效地避免金属材料热处理变形现象的发生，金属材料热处理技术使用过程中需要遵守一定的原则。

3.1 规范操作原则

金属材料热处理技术使用过程中，热处理变形现象的发生会大大降低热处理技术的优越性。而在金属材料热处理时变形现象发生的部分原因可以归结为工作人员操作失误。因此应用热处理技术处理金属材料时，工作人员应提前进行培训以具备有关金属材料方面的专业知识。首先工作人员针对不同的金属材料选用不同的热处理技术，选定适宜的热处理技术后便可以规划详细、规范的热处理流程，使热处理后的金属材料性能更优。其次，设立相应的监督机制，确保工作人员热处理操作的规范性。

文章来源：《热处理技术与装备》 网址: http://www.rcljsyzb.cn/qikandaodu/2021/0207/345.html