贾伟昕
中车永济电机有限公司 044500
摘要：金属材料热处理是金属加工生产中的一个工艺环节，在对金属材料进行热处理时，金属材料经过热处理后残留的应力有时会影响到金属材料的原始形状，这也就是金属材料热处理变形问题，如何控制金属材料的应力，在减少应力对金属材料的负面影响基础上，提高金属材料性能，是生产企业需要重点研究的问题。本文就是对金属材料热处理变形的影响因素做出的分析，并且针对这些影响因素提出一些相应的控制策略。
关键词：金属材料；热处理；变形；影响因素；控制策略
在金属材料加工制造中应用热处理技术，主要是为了提高金属材料性能，进而确保金属材料可满足社会经济发展切实需求。然而，依托金属热处理该项手段提高金属材料使用性能过程中，金属材料往往会引发一定的热处理变形情况，而该种变形必然会对金属材料使用及相关功能的拓展带来负面影响。由此可见，对跨国经营中文化的影响开展研究，有着十分重要的现实意义。
1金属材料热处理过程中变形的种类
金属合金在热加工过程中发生形变是不可避免的，在多数的加工工艺过程中，会产生两种类型的形变。一种是比容形变，这种形变和金属材料中碳元素和一些微量的金属元素有关，通过研究人员的探究发现，金属合金材料的比容形变是普遍存在的，和铁素体、游离碳和比容变化的差有不可分割的关联。金属合金材料的比容形变具有各向同性，也就是说在一块均质的金属内部，在进行热加工的过程中，金属材料向不同方向上发生着相同的形变。发生比容形变后的合金会发生尺寸大小的明显变化；另一种金属材料热处理过程中的变形是内应力塑性形变，这种形变产生的原因是金属块的温度不均匀导致的，具体来说就是在热加工过程中金属块的不同位置温度不均匀，导致不同部位的冷却速度也不同，因此随着温度的下降，金属的不同位置发生着不尽相同的热胀冷缩相应，这种原因产生的不良形变就是热应力塑性形变。
2金属材料热处理变形的影响因素
2.1淬火介质因素
经相关实践研究表明，热处理工艺的实施中，淬火介质的选用关乎到热处理工艺效果，并对材料变形现象的产生存在紧密联系。在实际热处理中，针对淬火介质质量的选择，对金属材料淬火效果产生影响，其淬火的稳定性受到严重制约。此外，介质的搅拌速度、方式在一定程度上也会影响到材料，如若介质搅拌法方式不合理，会导致材料变形几率的提升。
2.2应力的影响
金属材料都具有特定的密度，在热加工的过程中，由于受热不均会导致金属材料的变形。一般情况下，金属的热加工要先进行加热，然后处于一段时间的保温期，之后在进行热加工。然而在加热和保温时，材料的内外以及不同的位置会产生温度的差别，这就导致了不同位置状态的不同，当低温处还是硬的状态时，高温处已经变软，这种应力的不同就会使材料产生不良的变形
2.3时效、冷处理
马氏体是金属材料冷处理之后残留的奥氏体所转化而成的一种物质，金属材料体积之所以会增大就是因为这种物质的存在；金属材料会因为低温回火和失效引发金属变形并导致一系列后果的产生，首先是马氏体分解碳化物后金属材料会发生体积减小的情况；另外是金属材料由于应力松弛导致自身发生畸变。
3金属材料热处理技术使用过程中需要遵守的原则
3.1规范操作原则
金属材料热处理技术使用过程中，热处理变形现象的发生会大大降低热处理技术的优越性。而在金属材料热处理时变形现象的发生的部分原因可以归结为工作人员操作失误。因此应用热处理技术处理金属材料时，工作人员应提前进行培训以具备有关金属材料方面的专业知识。
首先工作人员针对不同的金属材料选用不同的热处理技术，选定适宜的热处理技术后便可以规划详细、规范的热处理流程，使热处理后的金属材料性能更优。其次，设立相应的监督机制，确保工作人员热处理操作的规范性。
3.2实用性原则
金属材料属于不可再生资源，因此在此类资源利用过程中，要减少不必要的资源浪费，重视资源可持续发展。在金属材料热处理过程中，要注意变形的减少，有效利用资源，保护环境，为社会的持续健康发展打下良好的基础。在金属材料热处理过程中，要坚持实用性的原则，节约化、有效性使用材料，加强金属材料热处理中质量控制。
4金属材料热处理变形的控制策略
4.1合理淬火
在金属材料热处理工艺中，淬火是核心内容，会对变形产生直接影响。在实际热处理流程中，要高度重视工艺技术创新，降低淬火失误率。一旦淬火介质不合理，极易导致金属材料内应力失衡严重，最终造成变形问题。就淬火介质来看，主要包括水和油，因此必须要重视温度控制，以降低热处理变形几率。一般情况下，将水温控制在55℃-65℃之间，油温控制在60℃-80℃之间，保证淬火速度合理，改善冷却效果，确保金属材料热处理变形量得到明显减少。
4.2合理加工
金属材料热处理技术应用过程中，离不开机械设备的使用。运用机械设备进行加工时，要将金属材料热变形量考虑在内，从而对金属材料进行合理加工并有效增加淬火后的合格品数。在加工金属材料过程中，需要对金属材料的加工需要和金属本身特点进行充分的了解，从而选用机械夹装的方式。工作人员要正确认识到各种金属材料的形变规律，运用相应的热处理措施，保障金属材料热处理的正确实施。通过对金属材料热处理变形值的估量，从而降低金属材料的热处理变形。
4.3科学冷却
在金属材料热处理过程中，需要结合金属材料具体性质采取有针对性的冷却方法，保证冷却的科学性，才能够对变形实施有效控制。金属材料热处理以单介质淬火、双介质淬火、分级淬火以及等温淬火等比较常见。单介质淬火就是在一种介质中冷却淬火零件，操作简便，易实现机械化与自动化，工作效率高，但难于控制淬火速度，极易导致金属材料变形开裂等。双介质淬火是以特殊介质为支持实现快速冷却，淬火零件温度可迅速下降至300℃，在2-3min保温处理后，放置于低冷却速度的介质中，实施二次冷却处理。冷却速度不同的情况下，冷却介质也存在一定差异。金属材料热处理工艺中，冷却速度过快，会导致内部拉应力增大，淬透性受到影响，进而加大变形量，因此要科学选择冷却方案，以确保热处理变形得到有效控制。
4.4注重零件结构的合理配置
材料的零件结构在实际热处理过程中也会受到相关因素的影响而发生变形现象。基于此，需要强化对零件结构的合理配置，基于实际生产需求，对材料的薄厚程度进行有效控制。在实际热处理过程中，要想防止零件结构因应力集中而产生形变，需要确保材料的截面保持平整且均匀。要想避免因冷却速度的不同而产生的变形现象，需要注重提高零件结构的对称性。此外，针对零件结构的设计，要想降低变形几率，尽可能在实际设计过程中避免零件出现棱角、沟槽等。而针对零件的交界处，需要基于实际生产需求进行圆角过渡的设置。
结语：
在金属材料热处理过程中，在把握热处理变形影响因素的基础上，要坚持科学性与实用性原则，通过淬火、冷却以及加工来对热处理变形进行有效控制，确保工件的抗变形能力得到明显增强，提升金属材料热处理效果。工件温度的均匀性与一致性，能够降低热应力的不良影响，变形问题也得到改善，热处理时间的降低，对于工件变形的改善也非常重要。
参考文献：
[1]王玉辰.金属材料热处理变形的影响因素和控制策略[J].山东工业技术，2019(02).
[2]史超.金属材料热处理变形的影响因素及控制策略[J].南方农机，2018,49(19).
[3]王利荣.浅谈金属材料热处理变形的影响因素及控制策略[J].世界有色金属，2018(02).