摘要：在金属材料加工制造的过程中应用热处理技术，主要的目的是为了促进材料自身性能的提高，确保金属材料可以满足社会经济发展的实际需求。而热处理过程在提高金屬材料性能的同时，也不可避免的产生热处理变形，使工件的尺寸发生偏离，给后续机械加工造成困难，严重者甚至会使工件报废。作为热处理工艺员，必须采取切实可行的方法将金属材料热处理的变形控制在允许的范围之内。
关键词：金属材料；热处理变形；因素；减小措施
1金属材料热处理减少变形应遵循的原则
1.1遵循科学性的原则
金属材料热处理变形量减少目标的实现，要充分体现科学性的原则，只有从科学的角度进行影响金属材料热处理变形的因素、热处理工作的工艺要求以及热处理工艺与金属材料性质之间的关系进行细致而全面的考量，才能够最大限度的保证金属材料热处理变形量减少工作能够满足现阶段金属材料热处理工艺的技术要求，只有在科学精神、科学手段、科学理念的指导下，我们才能够以现有的技术条件为基础，实现金属材料热处理变形量减少措施与方法的科学高效应用。
1.2遵循易操作的原则
由于金属材料热处理工艺的操作场地大多位于城市近郊，其操作环境较为简陋，难以实现金属材料热处理变形量减少工作的细致处理与科学操作，为了适应这一现实状况，金属材料热处理变形量减少方案与相关技术在应用的过程中，就要尽可能的增加金属材料热处理变形量减少方案的容错率，减少外部环境对金属材料热处理变形量减少工作的影响。所以金属材料热处理变形量减少措施与方法的应用必须进行简化处理，降低操作的难度，使得在较短时间内，进行批量操作，保证金属材料热处理项目进行的速率，提升热处理工艺的质量与水平，其实满足金属材料加工制造的客观要求。
1.3遵循实用性的原则
金属材料的热处理作为人类改造自然环境的重要社会行为，对自然环境做出了巨大的改变，经历从无到有，从小到大的过程。在应用过程中，所需要的各种金属材料以及技术费用支出在各种资金投入的之中，占有着较高的比例。因而金属材料热处理变形量减少措施必须要遵循实用性的原则，最大限度的降低金属材料加工企业在这一方面的成本投入从而能够将更多的资金利用与其他方面，实现热处理工艺的科学高效应用，提升金属材料的品质，保证金属材料热处理工艺的顺利进行。
2金属材料热处理中出现变形的原因
2.1内应力塑性变形
金属在进行热处理过程中，会因加热和冷却出现的不均匀情况，造成工件构件发生变形，在这个过程中，产生了一定的内应力。在塑性条件下，出现了塑性变形。由于部件的内层和外层的加热速度与冷却速度是不同的，所以不同位置的温度数值并不一致，出现了不同程度的热胀冷缩，这就是热应力塑性变形。
2.2比容变形
金属材料在进行热处理过程中，不同相的比容存在一定的差异，在出现相变时，出现的体积变化以及尺寸变化都是比容变形。比容变形通常仅和奥氏体中的碳元素和合金元素的含量相关，和处于游离状态的碳元素、铁素体含量以及比容变化的差值相关。
3金属材料热处理变形的影响因素
金属材料热处理技术，在金属材料的加工中是十分重要的工序之一，热处理技术在不改变金属材料的化学成分基础上，对材料内部中的显微组织进行改变，从而让材料达到使用所需的性能，提高了金属材料的质量，改善了其性能。然而，金属材料在进行热处理的过程中，很容易出现变形的情况，影响了材料的整体加工质量，而出现这种变形的主要影响因素主要有以下几个方面。
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3.1受温度的影响
温度是金属材料热处理变形的关键影响因素，因温度导致变形的主要原因如下：当热处理工艺的温度降低到一定程度时，被处理的金属材料的高温强度损失会随着温度的下降而逐步减少，热应力及组织应力也会随之降低，由此容易造成金属材料变形。
3.2受淬火介质的影响
热处理工艺中选用的淬火介质对金属材料的变形有着较大的影响，相关研究结果表明，淬火介质的质量对金属材料淬火的稳定性具有一定影响，同时介质的搅拌方式、搅拌速度也会对金属材料的变形有所影响。
3.3受预处理的影响
对金属材料进行热处理之前，一般都需要进行预处理，这道工序的主要作用在于彻底消除应力。通常情况下，预处理采用的都是正火处理方式，受场地的限制，正火过程的冷却多数都为堆冷，由此容易导致加热炉内的金属材料冷却不均匀，进而造成组织不均，当这样的金属材料进行热处理时，变形则会不一致。此外，正火不当还会使金属材料产生魏氏组织，从而进一步增大了热处理变形的可能性。
4减少金属材料热处理变形的措施
4.1金属材料热处理的预处理要科学合理
实践发现，经过正火处理的金属材料，不仅可以促进材料自身结构的完整性与均匀性提高，同时也会降低材料内部应力对金属材料造成的影响，对降低热处理过程中变形量有着极为重要的作用。为了提高金属材料减小热处理变形的效果，也可以选择进行退火工艺，最终实现对金属材料热处理过程中变形量的有效控制，促进金属材料热处理水平的不断提高。
4.2金属材料热处理淬火工艺的科学应用
淬火工艺是金属材料热处理工作中最核心的步骤，而且具有极为重要的作用，假如使用的淬火介质不合理的话，就会造成金属材料内部应力的变化失调，最终造成材料的结构与形状受到影响。因此必须在进行金属材料热处理的过程中，尽可能的减少淬火阶段可能出现的失误，这就要求相关工作人员必须积极的进行淬火工艺的改革和创新。在进行金属材料淬火冷却的过程中，必须科学合理的调节冷却的速度，才能确保金属材料在淬火的过程中，降低材料变形量的增加。水和油是较为常用的淬火介质。为了确保冷却的效果以及淬火速度，一般情况下水温应该控制在55～65℃。如果使用油作为淬火介质的话，油温一般在60～80℃，必须提高淬火的速度，才能确保最终的冷却效果。科学合理的进行金属材料淬火介质和速度的选择应用，不仅可以有效的降低金属热处理对材料内部应力造成的影响，同时也有效控制了金属材料的变形量。
4.3金属材料热处理中冷却方法的科学选择
目前，针对金属材料热处理的方式主要有双液淬火、单液淬火等方式，而所谓的双液淬火主要是将金属材料放人冷却速度相对较高的介质当中，使其温度可以在短时间内迅速的下降至300℃左右，然后再将其放入冷却速度低的介质中进一步冷却。而单液淬火则指的是利用一的介质进行材料的冷却处理，虽然这种方式可以促进淬火工作效率的提升，但是却无法控制淬火的速度。金属热处理经淬火后的冷却环节对金属变形也有极大的影响。如果金属在热处理过程中冷却速度过快的话，就会造成金属表面冷却的不均匀，而这就增加了金属的拉应力，最终导致工件变形量的增加。必须在确保金属强度不受影响的情况下，采用预冷以及分级降温的方式进行金属材料热处理的冷却，才能从根本上降低金属冷却不均匀导致的金属内部应力组织的变化。
4.4科学合理的选择装夹方式和夹具
在加热、冷却过程中装夹方式的不同，加工件形状受到的影响也就不同。必须根据零件的实际情况进行装夹方式和夹具的选择，才能降低因为热应力的不均匀所造成的工件变形。而且在实际应用的过程中可以根据应用的要求和特点对装夹的方式进行改变。
5结束语
总而言之，金属材料热处理变形的影响因素及控制策略研究探讨，有助于金属材料制造与加工企业达成对金属材料热处理变形量的科学有效控制，进一步确保热处理工艺在生产实践中的高效应用。
参考文献
[1]孟祥琦.铝合金材料的应力腐蚀及腐蚀疲劳特性实验研究[D].上海：上海交通大学，2017.
[2]于静.基于强脉冲电流金属材料裂纹止裂及愈合技术研究[D].大连：大连理工大学，2017.
论文作者:余欢欢
论文发表刊物:《基层建设》2018年第24期
论文发表时间:2018/10/1
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