金屬材料熱處理變形的影響因素與控制探討

張南南

山東誠信工程建設(shè)監(jiān)理有限公司 山東濟南 250100

金屬材料在熱處理加工中需要控制好溫度大小，因為溫度會影響材料變形程度，企業(yè)必須嚴格地把關(guān)好材料溫度，確保熱處理中材料溫度在一定的范圍之內(nèi)，并且在材料加工環(huán)節(jié)中控制好速度，并且不斷地完善熱處理工藝中的不足之處，推動企業(yè)的前進和發(fā)展。

1 金屬材料熱處理工藝的優(yōu)點

為有效提升金屬材料的各項性能，需要給予熱處理加工，從而在多重方式的淬煉下，最大化降低金屬材料中出現(xiàn)的網(wǎng)狀碳化物等相關(guān)雜質(zhì)，同時也能夠?qū)饘兕w粒進行細化，進而將金屬材料的內(nèi)應(yīng)力消除徹底，最大化提升金屬材料的強度以及韌性，保證金屬材料能夠更好的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。同時金屬材料熱處理能夠幫助金屬材料塑型，原子結(jié)構(gòu)在受到熱應(yīng)力以及重力勢能的作用下，其原子結(jié)構(gòu)就會被破壞，從而減弱了金屬材料的塑型難度。在工程生產(chǎn)上，就可以根據(jù)實際生產(chǎn)情況，對金屬材料實施再塑型，從而將其應(yīng)用于精密細致的機械零件加工中。并且熱處理能夠最大化減少應(yīng)金屬材料負荷運轉(zhuǎn)出現(xiàn)的其他問題，基于此，金屬材料的整體使用壽命也會有所延長，工業(yè)生產(chǎn)成本減少，保證各企業(yè)獲得更多的經(jīng)濟收益[1]。

2 金屬材料熱處理變形的影響因素

2.1 溫度變化是關(guān)鍵因素

金屬材料都有自己的受熱溫度的臨界點，經(jīng)過熱處理的金屬材料，高溫強度下的損失，會伴隨著熱處理的溫度下降而逐漸緩慢減少，特別是當(dāng)熱處理的溫度下降到一定溫度臨界點時，金屬材料自身的熱應(yīng)力以及組織結(jié)構(gòu)應(yīng)力也會逐步降低，從而導(dǎo)致金屬材料的變形。由此看來，溫度，是金屬材料熱處理中變形的一個關(guān)鍵因素。

2.2 淬火介質(zhì)的影響導(dǎo)致變形

在金屬材料熱處理工藝過程中，大多數(shù)時候會選用淬火介質(zhì)，然而，淬火介質(zhì)的攪拌方法和攪拌速度等等一些因素，對于金屬材料自身的形狀也會產(chǎn)生直接的影響。很多大量的實踐經(jīng)驗也表明，淬火介質(zhì)對于金屬材料的穩(wěn)定性有著至關(guān)重要的影響。

2.3 預(yù)處理的間接影響

在車間實際操作過程中，在進行金屬材料熱處理工藝之前都會先對其進行一次預(yù)處理，其目的旨在于去除金屬材料原本的內(nèi)應(yīng)力。而一般條件下，預(yù)處理所采用的工藝技術(shù)都是正火處理的方式，由于空間的局限性，故正火過程中冷卻環(huán)節(jié)中，絕大多數(shù)都是采用堆積的方法進行冷卻，金屬材料堆積冷卻過程中，就會使得金屬材料冷卻的不夠均勻，從而導(dǎo)致變形[2]。

3 金屬材料熱處理變形情況的相關(guān)控制措施

3.1 科學(xué)淬火

對于金屬材料熱處理技術(shù)的使用而言，淬火是其中相對重要的環(huán)節(jié)，能夠直接作用于金屬材料本身的質(zhì)量。那么在此進程中，技術(shù)人員就需要及時的引進先進的熱處理技術(shù)，并且借助創(chuàng)新性的理念優(yōu)化淬火環(huán)節(jié)，逐步減少在金屬材料熱處理過程中因為淬火環(huán)節(jié)出現(xiàn)的失誤而導(dǎo)致的變形情況。就淬火介質(zhì)本身來說，如果在不科學(xué)淬火介質(zhì)影響下，會導(dǎo)致金屬材料內(nèi)部的應(yīng)力出現(xiàn)極大的不平衡現(xiàn)象，從而導(dǎo)致金屬材料變形。常見的淬火介質(zhì)有水和油，那么在實際淬火的過程中，技術(shù)人員就需要科學(xué)的控制溫度，高度整合水的溫度以及油的溫度，只有在水溫達到55℃ -65℃之間，油溫達到60℃ -80℃之間，才能夠保障金屬材料均勻受熱，從而給冷卻工作提供重要的前提保障，強化金屬材料的質(zhì)量，所以說，技術(shù)人員科學(xué)的淬火技術(shù)能夠直接影響金屬材料的熱處理效果，為企業(yè)的健康生產(chǎn)和金屬材料的變形控制奠定了堅實的基礎(chǔ)。

3.2 合理的冷卻

在金屬材料熱處理的過程中，冷卻是保障金屬材料不變形的重要手段。那么首先技術(shù)人員就需要了解金屬材料的淬火技術(shù)，其中涵蓋了單介質(zhì)淬火、雙介質(zhì)淬火、分級淬火和等溫淬火，每種淬火技術(shù)都涵蓋了一種冷卻技術(shù)，對于單介質(zhì)淬火技術(shù)的冷卻處理技術(shù)使用方便，能夠借助一定的機械設(shè)備完成，在當(dāng)下可以達成自動化、智能化的發(fā)展，投入使用效率較高，可是在這一冷卻技術(shù)使用時，技術(shù)人員需要特別控制淬火速度，如果控制不得當(dāng)很容易使金屬材料出現(xiàn)變形或者開裂的情況。對于雙介質(zhì)淬火而言，技術(shù)人員需要依照淬火介質(zhì)的特征實行快速冷卻。

3.3 高效處理

對金屬材料的熱處理，除了對金屬材料的淬火和冷卻，還需要在加工方面加以重視，確保金屬材料的質(zhì)量，逐步增強熱處理效果。那么在此進程中，如果在加工中的金屬材料，技術(shù)人員對其實行熱處理的過程中也需要依照以上控制措施進行，保障金屬材料的質(zhì)量。在之后處理中，逐步優(yōu)化淬火技術(shù)、冷卻技術(shù)以及加工技術(shù)，讓企業(yè)內(nèi)部金屬材料熱處理技術(shù)得以高效運用，為企業(yè)的健康發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)[3]。

3.4 優(yōu)化機械零件結(jié)構(gòu)

在金屬零件實行熱處理的過程中，技術(shù)人員需要逐步優(yōu)化機械零件結(jié)構(gòu)，立足于當(dāng)下企業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)狀，以及生產(chǎn)技術(shù)，高效地把控金屬材料的熱處理程度，從而避免因為企業(yè)生產(chǎn)零件應(yīng)力集中而導(dǎo)致的變形，確保金屬材料的均勻受力。如果在金屬材料冷卻的過程中，因為技術(shù)人員對冷卻的時間掌握不當(dāng)而導(dǎo)致的變形，技術(shù)人員就需要逐步提升零件的對稱性，特別是在設(shè)計之前，需要充分的思考零件中的溝槽位置，對于零件的邊界線，技術(shù)人員也要加以重視，盡量采用圓角的弧度，強化金屬零件的設(shè)計效果，為熱處理技術(shù)的使用奠定堅實的基礎(chǔ)。

4 結(jié)語

金屬材料熱處理就是改變固態(tài)金屬的形態(tài)，按照其特定的工藝制造需求進行加熱、保溫或者冷卻，同時還需要在機械以及化學(xué)作用下，改變金屬材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及性能，從而保證所生產(chǎn)的金屬產(chǎn)品能夠符合制造要求。