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[摘 要]金属热处理的过程中，一旦出现变形问题，就会影响工艺技术的施工效果，因此，我们一定要有针对性的进行分析，提出防范金属热处理的具体措施，才能够提升金属热处理的效果。本文主要提出了金属热处理的变形原因，并提出了改善的技术措施。
[关键词]金属热处理；变形；原因；改善
中图分类号：J526.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）21-0345-01
前言
只有提升了金属热处理的工艺技术水平，做好金属热处理的防范和改善措施，才能够保证金属热处理的效果，这是今后我们要关注的热点，也是提升处理效果的重点。
1、热处理变形的类型及特征
金属材料热处理是获得各种金属材料优良性能的重要手段，主要的作用原理为通过加热、冷却等适当的方式实现金属合金内容组织、结构的变化，实现材料性能的改善。在金属材料热处理的过程中，不仅材料的性能会发生变化，材料的形状变化也不可避免。金属材料热处理变形会对工件的精度、强度、寿命等产生直接的影响。因此，在金属材料热处理的过程中要尽可能地降低其变形量。
1.1 类型
热处理变形有尺寸变化和形状变化两大类。尺寸变化是因淬火时发生膨胀或收缩使尺寸改变。形状变化即本身发生的形状改变，因应力而发生变形，如弯曲、扭转等变形。在生产实践中，尺寸变化与形状变化常常重叠出现。
1.1.1 尺寸变化
是因热处理过程中组织发生变化而引起的膨胀、收缩的结果。淬火时组织转变为马氏体则膨胀，若残余奥氏体量多则变为收缩。冷处理时因残余奥氏体转变成马氏体又引起膨胀。
马氏体引起的体积膨胀随钢中碳含量增加而变大；其尺寸变化量亦随着增大。淬火钢回火时马氏体发生分解，而引起收缩；收缩量随马氏体中C%的增多而增大，但若以淬火前的状态为基准，淬火回火后尺寸变化的总合，其结果仍是膨胀。
1.1.2 形状变化
因淬火钢内部的应力及加于外部的力量而引起的。内部应力是因温度分布不均或因组织转变而引起的。而外部的力主要是因自重而导致“下垂”。加热温度越高、保温时间越长，这种因本身重量而引起的“下垂”变形更易发生。工件加热时，因机械加工或常温加工所产生的残余应力，将发生形状变化。
即使是均匀加热，因钢的屈服点随温度上升而降低之故，此时只要有少许应力存在即发生变形。因残余应力于外部周围较强。当温度上升自外部进行时，变形于外部周围特别显著。工件在加热时由于加热不均和加热过程中组织变化将产生热应力和组织应力，这是造成变形的主要原因。
若工件在加热时、工件各部位同时、同样发生奥氏体转变将不产生组织应力，因此，工件热处理慢慢加热是必要的。
淬火冷却不均、工件外表面与心部冷速不同，有一定的温差，都将产生热应力。淬火时发生马氏体转变，体积膨胀，产生组织应力，这种热应力在组织应力的重叠作用，将使变形更加复杂。而仍有部分残余应力存在。因此，对淬火钢件必须立即进行回火，以免导致放置变形。
1.2 特征
从变形特征看，热应力所引起的变形，往往使钢件趋向“腰鼓”形状，即直径变大、长度缩小，变形趋于球形化。组织应力所引起的变形总的趋势是体积膨胀，立方体形件，各面倾向于凹入变形，长的圆柱件，直径缩小、长度伸长；圆盘形件直径增大、厚度减小。对于小型的碳钢模具，热处理变形有如下规律：（1）型腔的变形与其形状有关，一般表现为型腔长尺寸方向是胀大的短尺寸方向是缩小；（2）模具内孔在φ10mm以下，一般淬火后内孔要胀大，如果内孔在φ10mm以上，则淬火后内孔缩小；（3）模具壁厚较薄时（一般不超过10mm），淬火后型孔尺寸都要胀大。若壁厚在10～20mm之间，淬火后型腔尺寸就缩小；（4）型腔尺寸小于壁厚时，淬火后型腔缩小；若型腔尺寸大于壁厚时，如果模具的外形是圆的，淬火后型腔要膨大；若型腔和模具外形都是长方型，则淬火后型腔要缩小。
2、金属热处理变形改善的技术措施
在进行热处理加工的过程中，难免会受到各种因素的影响，在实际的金属热处理变形问题出现的过程中，我们通过有效的分析得出了其变形的本质原因，所以在进行金属热处理的过程中，要想有效的对金属变形问题进行改善，就必须通过正确的技术措施，对问题进行处理，以下我就介绍金属在热处理过程中重要的技术改善措施。
2.1 合理安排零件结构
金属热处理后在冷却过程中，總是薄的部分冷得快，厚的部分冷得慢。在满足实际生产需要的情况下，应尽量减少工件厚薄悬殊，零件截面力求均匀，以减少过渡区因应力集中产生畴变和开裂倾向；工件应尽量保持结构与材料成分和组织的对称性，以减少由于冷却不均引起的畸变：工件应尽量避免尖锐棱角、沟槽等，在工件的厚薄交界处、台阶处要有圆角过渡：尽量减少工件上的孔、槽筋结构不對称：厚度不均匀零件采用预留加工量的方法。
2.2 金属热处理温度的控制
在进行金属热处理的过程中，我们需要对金属所受的温度进行有效的控制，在实际的操作过程中，由于金属受到温度的影响会发生形变，所以如果温度控制的方式存在误差就有可能造成处理温度不均匀，影响金属处理的效果。金属热处理与处理过程中的温度密切相关，金属部件在加工过程中会影响内部结构，致使其发生形变，所以通过在AC3线后的有效控制将减弱金属热处理变形效果的发生。
2.3 运用合理的冷却方法
金属淬火后冷却过程对变形的影响也是很重要的一个变形原因。金属热处理冷却速度越快，冷却越不均匀，产生的应力越大，模具的变形也越大。可以在在保证模具硬度要求的前提下，尽量采用预冷；采用分级冷却淬火能显著减少金属淬火时产生的热应力和组织应力，是减少一些形状较复杂工件变形的有效方法；对一些特别复杂或精度要求较高的工件，利用等温淬火能显著减少变形。
2.4 控制炉内温度的均匀性
在进行金属热处理加工的过程中，由于金属部件的锻造工艺各不相同，锻造所形成的结构也各不相同，所以在进行炉内加热的过程中由于金属部件本身的结构影响，在进行受热的过程中首先会出现受热不均匀的现象。并且在进行加工的过程中，炉内热量的爆发存在着不均匀的特性，在对金属锻造的过程中，由于炉内各部位温度发生了不同的变化，在部件加工时会在不同部位出现不同的受热温度，所以应该在加工过程中首先使用预处理加热技术，之后使用渗碳方式，提高炉内温度均匀性。
2.5 进行必要的预先金属热处理
最终金属热处理前的金相组织对最终金属热处理变形关系甚大，因此对形状复杂、要求高、易产生变形的工件需要进行必要的预先金属热处理，以消除网状碳化物和粗大晶粒。正火硬度过高、混晶、大量索氏体或魏氏组织都会使内孔变形增大，所以要用控温正火或等温退火来处理锻件。金属的正火、退火以及在进行淬火之前的调质，都会对金属最终的变形量产生一定的影响，直接影响到的是金属组织结构上的变化。实践证明，在正火时采用等温淬火可有效地使金属组织结构趋于均匀，从而使其变形量减小。
3、结束语
综上所述，提升金属热处理的效果，一定要避免其出现变形问题，并真正提升金属热处理的效果，避免金属热处理出现变形问题，做好相关的防范措施，才能够保证其效果。
参考文献
[1] 周国新.研究淬火过程减少汽车零件的热处理变形[J].汽车技术，2016，03（24）：55-57.
[2] 韩勇，陈戈，李海涛，任睿.浅谈精密模具的热处理变形及预防技术[J].科技创业家，2016，11（26）：30-34.
[关键词]金属热处理；变形；原因；改善
中图分类号：J526.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）21-0345-01
前言
只有提升了金属热处理的工艺技术水平，做好金属热处理的防范和改善措施，才能够保证金属热处理的效果，这是今后我们要关注的热点，也是提升处理效果的重点。
1、热处理变形的类型及特征
金属材料热处理是获得各种金属材料优良性能的重要手段，主要的作用原理为通过加热、冷却等适当的方式实现金属合金内容组织、结构的变化，实现材料性能的改善。在金属材料热处理的过程中，不仅材料的性能会发生变化，材料的形状变化也不可避免。金属材料热处理变形会对工件的精度、强度、寿命等产生直接的影响。因此，在金属材料热处理的过程中要尽可能地降低其变形量。
1.1 类型
热处理变形有尺寸变化和形状变化两大类。尺寸变化是因淬火时发生膨胀或收缩使尺寸改变。形状变化即本身发生的形状改变，因应力而发生变形，如弯曲、扭转等变形。在生产实践中，尺寸变化与形状变化常常重叠出现。
1.1.1 尺寸变化
是因热处理过程中组织发生变化而引起的膨胀、收缩的结果。淬火时组织转变为马氏体则膨胀，若残余奥氏体量多则变为收缩。冷处理时因残余奥氏体转变成马氏体又引起膨胀。
马氏体引起的体积膨胀随钢中碳含量增加而变大；其尺寸变化量亦随着增大。淬火钢回火时马氏体发生分解，而引起收缩；收缩量随马氏体中C%的增多而增大，但若以淬火前的状态为基准，淬火回火后尺寸变化的总合，其结果仍是膨胀。
1.1.2 形状变化
因淬火钢内部的应力及加于外部的力量而引起的。内部应力是因温度分布不均或因组织转变而引起的。而外部的力主要是因自重而导致“下垂”。加热温度越高、保温时间越长，这种因本身重量而引起的“下垂”变形更易发生。工件加热时，因机械加工或常温加工所产生的残余应力，将发生形状变化。
即使是均匀加热，因钢的屈服点随温度上升而降低之故，此时只要有少许应力存在即发生变形。因残余应力于外部周围较强。当温度上升自外部进行时，变形于外部周围特别显著。工件在加热时由于加热不均和加热过程中组织变化将产生热应力和组织应力，这是造成变形的主要原因。
若工件在加热时、工件各部位同时、同样发生奥氏体转变将不产生组织应力，因此，工件热处理慢慢加热是必要的。
淬火冷却不均、工件外表面与心部冷速不同，有一定的温差，都将产生热应力。淬火时发生马氏体转变，体积膨胀，产生组织应力，这种热应力在组织应力的重叠作用，将使变形更加复杂。而仍有部分残余应力存在。因此，对淬火钢件必须立即进行回火，以免导致放置变形。
1.2 特征
从变形特征看，热应力所引起的变形，往往使钢件趋向“腰鼓”形状，即直径变大、长度缩小，变形趋于球形化。组织应力所引起的变形总的趋势是体积膨胀，立方体形件，各面倾向于凹入变形，长的圆柱件，直径缩小、长度伸长；圆盘形件直径增大、厚度减小。对于小型的碳钢模具，热处理变形有如下规律：（1）型腔的变形与其形状有关，一般表现为型腔长尺寸方向是胀大的短尺寸方向是缩小；（2）模具内孔在φ10mm以下，一般淬火后内孔要胀大，如果内孔在φ10mm以上，则淬火后内孔缩小；（3）模具壁厚较薄时（一般不超过10mm），淬火后型孔尺寸都要胀大。若壁厚在10～20mm之间，淬火后型腔尺寸就缩小；（4）型腔尺寸小于壁厚时，淬火后型腔缩小；若型腔尺寸大于壁厚时，如果模具的外形是圆的，淬火后型腔要膨大；若型腔和模具外形都是长方型，则淬火后型腔要缩小。
2、金属热处理变形改善的技术措施
在进行热处理加工的过程中，难免会受到各种因素的影响，在实际的金属热处理变形问题出现的过程中，我们通过有效的分析得出了其变形的本质原因，所以在进行金属热处理的过程中，要想有效的对金属变形问题进行改善，就必须通过正确的技术措施，对问题进行处理，以下我就介绍金属在热处理过程中重要的技术改善措施。
2.1 合理安排零件结构
金属热处理后在冷却过程中，總是薄的部分冷得快，厚的部分冷得慢。在满足实际生产需要的情况下，应尽量减少工件厚薄悬殊，零件截面力求均匀，以减少过渡区因应力集中产生畴变和开裂倾向；工件应尽量保持结构与材料成分和组织的对称性，以减少由于冷却不均引起的畸变：工件应尽量避免尖锐棱角、沟槽等，在工件的厚薄交界处、台阶处要有圆角过渡：尽量减少工件上的孔、槽筋结构不對称：厚度不均匀零件采用预留加工量的方法。
2.2 金属热处理温度的控制
在进行金属热处理的过程中，我们需要对金属所受的温度进行有效的控制，在实际的操作过程中，由于金属受到温度的影响会发生形变，所以如果温度控制的方式存在误差就有可能造成处理温度不均匀，影响金属处理的效果。金属热处理与处理过程中的温度密切相关，金属部件在加工过程中会影响内部结构，致使其发生形变，所以通过在AC3线后的有效控制将减弱金属热处理变形效果的发生。
2.3 运用合理的冷却方法
金属淬火后冷却过程对变形的影响也是很重要的一个变形原因。金属热处理冷却速度越快，冷却越不均匀，产生的应力越大，模具的变形也越大。可以在在保证模具硬度要求的前提下，尽量采用预冷；采用分级冷却淬火能显著减少金属淬火时产生的热应力和组织应力，是减少一些形状较复杂工件变形的有效方法；对一些特别复杂或精度要求较高的工件，利用等温淬火能显著减少变形。
2.4 控制炉内温度的均匀性
在进行金属热处理加工的过程中，由于金属部件的锻造工艺各不相同，锻造所形成的结构也各不相同，所以在进行炉内加热的过程中由于金属部件本身的结构影响，在进行受热的过程中首先会出现受热不均匀的现象。并且在进行加工的过程中，炉内热量的爆发存在着不均匀的特性，在对金属锻造的过程中，由于炉内各部位温度发生了不同的变化，在部件加工时会在不同部位出现不同的受热温度，所以应该在加工过程中首先使用预处理加热技术，之后使用渗碳方式，提高炉内温度均匀性。
2.5 进行必要的预先金属热处理
最终金属热处理前的金相组织对最终金属热处理变形关系甚大，因此对形状复杂、要求高、易产生变形的工件需要进行必要的预先金属热处理，以消除网状碳化物和粗大晶粒。正火硬度过高、混晶、大量索氏体或魏氏组织都会使内孔变形增大，所以要用控温正火或等温退火来处理锻件。金属的正火、退火以及在进行淬火之前的调质，都会对金属最终的变形量产生一定的影响，直接影响到的是金属组织结构上的变化。实践证明，在正火时采用等温淬火可有效地使金属组织结构趋于均匀，从而使其变形量减小。
3、结束语
综上所述，提升金属热处理的效果，一定要避免其出现变形问题，并真正提升金属热处理的效果，避免金属热处理出现变形问题，做好相关的防范措施，才能够保证其效果。
参考文献
[1] 周国新.研究淬火过程减少汽车零件的热处理变形[J].汽车技术，2016，03（24）：55-57.
[2] 韩勇，陈戈，李海涛，任睿.浅谈精密模具的热处理变形及预防技术[J].科技创业家，2016，11（26）：30-34.