摘要：在金属加工制造领域，热处理技术应用相当普遍，改善了金属材料的物理及化学性质，使之内部结构发生了改变和优化，其性能大幅提升，满足了多样化的应用需求。但是在具体的操作实践中，金属材料热处理对整个工作环境及技术应用有着极高要求，需结合实际情况对其操作工艺进行创新优化，减少金属材料热处理变形量，进而推动金属加工制造行业发展。
关键词：金属材料；热处理；变形；影响因素；控制策略
Abstract: in the field of metal processing and manufacturing, heat treatment technology is widely used to improve the physical and chemical properties of metal materials, so that the internal structure has been changed and optimized, its performance has been greatly improved, to meet the needs of diverse applications. However, in practical operation, heat treatment of metal materials has extremely high requirements for the entire working environment and technical application. It is necessary to innovate and optimize its operation process according to the actual situation, reduce the heat treatment deformation of metal materials, and promote the development of metal processing and manufacturing industry.
一、金属材料热处理减少变形应遵守的原则
1、遵守科学性的原则
要想要金属材料在热处理加工环境中减少变形的因素，就需要采用科学的管理方法来应当金属材料的热处理。在工作中，我们金属加工工艺师要抱着科学的精神，用科学的手段，科学的理念的指导下，才能在现在技术设备不够完善的情况下，保证好技术材料的热加工不会有变形的情况发生，或者有发生，也要控制在合理的范围以内。
2、遵循实用性的原则
金属材料对于地球资源来讲，是一种不可再生资源，在这样的资源利用中，我们要考虑得是资源的浪费问题，以及资源的可持续发展。如何保证金属材料的资源浪费中的问题，我们要就要在对金属热加工工程中减少材料变形问题，对资源进行有效的利用。同时都资源的有效利用，就是对环境的一种保护，在保护好了环境，我们才能在发展，这也就是可持续发展的核心内容。因此，在对金属材料热加工中，就要采用科学的方法，保证加工处理是以实用性为基础的加工，保证材料的有效性使用。
二、金属材料热处理中出现变形的原因
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。
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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。
三、热处理使金属材料变形的因素分析
1、由于外力作用导致变形
金属材料在进行热处理的时候，金属材料自身的重量过重，会产生塌陷的情况。有时为了可以预期的想法，用撞击的方式去改变材料的形状，有时会出现凹陷的状况。
2、淬火导致变形
金属材料进行热加工，内应力逐渐放出，产生变形，这是第一种情况；第二种情况是因为受热冷却不均，使结构组织变化，导致变形。
3、参数测量有误导致变形
不仅是热处理加工，许多技术的实施需要其他参数的帮助，但这些参数测量有误一定会影响加工的结果的，热处理的实施当中温度是一个十分重要的因素，温度测量不准，热处理加工就是失效的，温度的错误，会使金属材料在加工之后，形状变化十分大，有时甚至会毁坏整个材料。
四、金属材料热处理变形控制策略
1、合理淬火
在整个金属材料热处理工艺流程中，淬火作为最核心的工作之一，对变形产生了重要影响作用。在具体践行过程中，相关工作人员应注重工艺技术创新，从多个维度上降低淬火失误率。事实上，不合理的淬火介质，很大程度上增加了金融材料内应力失衡，最终导致变形出现。现阶段而言，常见的金属材料淬火介质包括水和油，对其温度控制至关重要。一般情况下，水温应控制在五十五摄氏度到六十五摄氏度之间，而油温则提升到六十到八十摄氏度之间，同时注意提高淬火速度，以产生良好的冷却效果，减少金属材料变形量。科学的淬火工艺处理，将对金属材料热处理变形控制产生举足轻重的影响。
2、科学冷却
目前来讲，金属材料的热处理主要包括单介质淬火、双介质淬火、分级淬火以及等温淬火等。其中，单介质淬火工艺模式下，在一种淬火介质中完成淬火零件的冷却，具有操作简便的特性，很容易实现机械化、自动化，因而工作效率更高，但是对淬火速度的控制难度较大，容易导致金属材料出现变形、开裂等问题。而双介质淬火则是通过特殊介质的快速冷却功能，将淬火零件温度迅速降至三百摄氏度，在经过两到三分钟的保温处理之后，将之放入冷却速度较低的介质当中，进行二次冷却处理。不同的冷却速度要求决定了冷却介质的不同。长期实践经验表明，过快的冷却速度，会增加金属材料内部拉应力，继而影响其淬透性，导致变形量增大。因此，为了有效控制金属材料热处理变形，应科学选择冷却方案。
3、有效加工
金属材料热处理过程中，需在之前的机械加工中存留合理余量，保证金属材料变形量充足，提高淬火合格率。与此同时，夹装工具的差异，亦会对金属材料形状产生不同程度的影响。在具体操作来看，要认真分析加工零件的实际情况，包括要求、特点等，选择有效的夹装方式，避免热应力不均衡导致金属材料变形。与此同时，值得注意的是，如遇金属材料加工中需进行热处理，那么还需进行上述操作，即保证足够的金属材料形变余地。在系列工作完成之后，可依据金属材料的变形规律，通过淬火变形合格率，来改善金属材料质量，确保金属材料变形值符合加工工件技术要求。事实上，有效的加工方式选择，对控制金属材料热处理变形具有重要价值意义，应当得到高度重视。
结束语
热处理的广泛运用，使得热处理技术得到大规模发展，因此技术越来越成熟，再者，随着工业的发展，所以对技术的要求越来越高，人们越来越迫切去改善热处理工艺带来的弊端，找出成因，最后按原因“对症下药”，对其应用无后顾之忧。
参考文献
[1]尚建军.变速箱齿轮热处理的变形与控制研究[D].长春：吉林大学，2011.
论文作者:于强
论文发表刊物:《防护工程》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/16
标签：金属材料论文; 介质论文; 比容论文; 加工论文; 科学论文; 技术论文; 塑性论文; 《防护工程》2018年第36期论文;