吴爱青 王刚 范宪勇
山推工程机械股份有限公司 山东济宁 272000
摘要：在当今社会，金属材料在工业中的应用越来越广泛，而对金属材料热处理也慢慢成为了工业生产过程中较为普遍的加工方式。但在此处理过程中，由于受各种因素的影响，金属材料会发生变形的现象，进而对工业生产和加工造成了不利的影响。本文旨在通过分析影响金属材料热处理发生变形的因素和减小变形应遵循的原则，并在此基础上提出部分减小金属材料变形的措施，从而保证金属材料的有效应用，提高工业生产力和产品质量，进一步促进我国工业的快速发展。
关键词：金属材料；热处理；变形；措施
一、金属材料热处理发生变形的影响因素
全面分析金属材料热处理过程中发生变形的原因，能够帮助我们掌握金属材料热处理的流程和相关的技术特点，以及在此过程中的一些注意事项，进而在此基础上，采取一些有效控制金属材料热处理变形的方式，为控制材料变形工作的开展奠定了基础。
（一）金属材料自身的结构特点及外部因素
在对金属材料进行热处理时，由于自身的内部结构、密度，以及其他外部因素的影响，都会导致金属材料出现冷热分布不均匀的现象，进而造成金属材料在加热时发生变形。通常来说，对金属材料进行热处理要分为三个步骤：加热、保温和冷却。而从加热到冷却，这期间温度也会随之产生明显差异，造成金属材料内部结构如：碳化物数量、纤维方向和合金形态的应力分布不均和松弛，而这些因素都会大大增加金属材料在热处理过程中发生变形的概率。所以，金属材料在热处理时发生变形与金属内部结构特征和温度等外部因素都密切相关[1]。
（二）金属材料进行热处理的次数和流程
以上提到，金属材料热处理时发生变形是由于材料内部应力分布不均匀造成的，而金属材料的内部应力也随着金属加热的次数而发生改变。换言之，对金属材料进行热处理的次数越多，材料内部应力就越容易发生变化，自然发生变形的几率就越高。此外，金属材料热处理时的工艺程序也间接决定着是否会变形，因此我们在处理之前必须要提前掌握好金属的热应力。在热处理的过程中，也必须重视并合理控制严格的工艺流程，包括：正火、淬火、回火和退火等工艺程序。这些因素都能有效保证和提高处理金属材料的质量。
二、减小金属材料热处理变形应遵循的原则
（一）科学性原则
为了达成有效控制金属材料在热处理时发生变形的目的，就必须坚持遵循科学性原则。因为唯有以科学性原则为指导，从客观专业的角度对金属材料热处理发生变形的影响因素和工艺要求进行全面系统的分析，才能尽可能保证工业生产的质量，才能尽量控制和避免金属材料在热处理时发生变形，再结合当今社会的先进技术，从而有效克服金属材料加热变形的问题，以保证产品质量，促进工业发展[2]。
（二）实用性原则
减小金属材料热处理变形还要遵循适用性原则。因为，人类在改造自然环境的过程中，金属材料热处理起到了至关重要的作用，经历了从无到有、由小变大的重要过程。但是，在此过程中也投入了大量的资金，包括金属材料的成本费和加工的技术费等等。所以，想要减小金属材料热处理发生变形，就务必要遵循实用性原则，最大限度的降低金属材料的成本费，将节省下来的资金投入到技术方面，从而更好地利用科技提高金属材料的性能，防止在热处理过程中发生变形。
（三）易操作原则
一般情况下，对金属材料热处理都会选在城市、靠近郊区的地方进行，由于这些地方受到场地条件的限制，进而无法达到较高的工艺要求，也无法对金属材料进行精细的处理。因此，为有效克服这种状况，提高精确度，就要在处理时遵循易操作的原则。可以对处理过程进行简化，降低操作难度，但也要保证质量，要尽可能提高金属材料热处理变形减小方案的容错率，争取在最短的时间，通过最简单的途径，达到最高的工艺质量，为金属材料热处理提供切实保障。
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三、减小金属材料热处理变形的措施
由于受一系列因素的影响，想要让金属材料在热处理时不发生变形还是相对困难的。但是可以在遵循科学性、实用性和易操作性的基础上合理分析，并通过以下措施有效的控制和减小金属材料的变形：
（一）在热处理之前对金属材料进行预处理
加热前对金属材料进行科学的预处理是减小金属材料发生变形的重要步骤。如：合理控制温度，先对金属材料进行正火处理，这样可以促进金属材料自身结构的完整性，减小加热时内部应力对其造成的影响，从而有效控制金属材料热处理时发生变形[3]。另一方面，还可以通过退火工艺的途径，结合金属材料内部结构特征，使材料慢慢适应温度差异对它造成的影响，进而改善金属材料热处理的水平，这些措施都可以有效减小金属材料发生变形。
（二）合理运用好淬火工艺
淬火工艺是金属材料热处理时最核心的一步，发挥着极为关键的作用。一旦运用了不合理的淬火介质，将直接造成金属材料内部应力的失调，最终导致金属材料发生变形。因此在淬火这一环节中，一定要避免出现失误，必须精确控制温度、速度等因素的标准，选择最为适宜的淬火介质，如水、油等来进行操作。另外，也要求专业的工作人员进行合理化创新，研发出更高质量的处理手法，来有效控制金属材料在热处理时的变形量。
（三）选择科学的冷却方法
冷却也是金属材料热处理过程中的重要步骤，而对于冷却的方法一般分为：单液淬火和双液淬火两类。单液淬火相对自动和机械，却难以控制冷却的速度。双液淬火是指先将加热的金属材料放入介质中，短时间内冷却至300摄氏度，然后，再将其置于冷却速度较慢的介质中冷却至常温。无论选择哪种方法，都要求在处理过程中严格把握冷却的时间、温度和速度，合理控制变量，否则就会造成金属材料冷却不均匀，这样不但不能减小金属变形，反而还会增加变形的几率[4]。
（四）选用适合的夹装方式和夹装工具
夹装方式和夹装工具的使用也会对金属材料热处理产生影响，主要是为了保证金属材料在加热和冷却的过程中应力均匀，可以通过增加支撑的途径来实现，进而有效防止和控制金属材料的变形。所以选用适合的夹装方式和夹装工具也是减小金属材料热处理变形的有效措施。
总结：综上所述，金属材料在热处理过程中发生变形的影响因素有很多，虽然难以完全克服，但也不是无可避免。在热处理工艺过程中，合理分析影响变形的因素在遵循科学性、实用性、易操作性的基础上，再结合上述提到的减小变形的有效措施，还是可以控制金属材料的应力结构的，避免热处理时发生变形，从而提高工业生产质量，促进工业发展。
参考文献：
[1]高静,申志敏.金属材料热处理变形的影响因素与控制策略[J].
[2]刘业超，张本权，许冰，等．论金属材料热处理变形的影响因素及减小措施［J］．中国机械，2015(4):118－119．
[3]赵永鹏.金属热处理变形原因及改善的技术措施分析[J].中国机械,2015(4):124-125.
[4]庞渤.浅谈影响金属热处理变形的因素及改善措施[J].科技创新与应用,2014(22):112-112
作者简介：
吴爱青（1986-），女，汉族，籍贯：山东滨州，当前职务：工程师，当前职称：工程师，学历：硕士研究生，研究方向 金属材料热处理、热处理新材料、新工艺开发
王刚（1986-），男，汉族，籍贯：安徽合肥，当前职务：主管工程师，当前职称：主管工程师，学历： 硕士研究生，研究方向：金属材料热处理、热处理新材料、新工艺开发
范宪勇（1986-），男，汉族，籍贯：山东聊城，当前职务：工程师，当前职称 工程师，学历：硕士研究生，研究方向 金属材料热处理、热处理新材料、新工艺开发
论文作者:吴爱青,王刚,范宪勇
论文发表刊物:《防护工程》2018年第14期
论文发表时间:2018/10/17
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