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金属材料热处理论文 ? ? ? ? ? 题目：热处理变形的影响因素 ? ? 专业：材料成型与控制 ? ? ? ? ? ? 热处理变形的影响因素 ? 摘要：工业发展日新月异，对机械精度和性能的要求也越来越高。在工业零件生产中，热处理是必不可少的一部分，它对材料性能的影响非常大，金属热处理在改善材料各种性能的同时，热处理变形是不可避免的，并且会直接影响到工件的精度、强度、噪声和寿命，因此对于精度要求较高的零件要尽可能减小其变形量，着重分析温度是控制变形的关键因素的同时罗列几点次要因素。 ? ?关键词：热处理变形 金属热处理 变形因素 温度 ?? 引言 什么是金属材料的热处理？ ? 热处理有什么弊端？（变形等） ???金属材料的热处理是将固态金属或合金，采用适当的方式进行加热、保温和冷却，有时 并兼之以化学作用和机械作用， 使金属合金内部的组织和结构发生改变， 从而获得改善材料 性能的工艺。 热处理工艺是使各种金属材料获得优良性能的重要手段。 很多实际应用中合理 选用材料和各种成形工艺并不能满足金属工件所需要的力学性能、 物理性能和化学性能， 这 时热处理工艺是必不可少的。 ? 但是热处理工艺除了具有积极的作用之外， 在处理过程中也不可避免地会产生或多或少 的变形， 而这又是机械加工中必须避免的， 两者之间是共存而又需要避免的关系， 只能采用 相应的方法尽量把变形量控制在尽量小的范围内。 而要减小热处理的变形， 我们就需要了解 影响热处理变形的因素。 ? ???? 二、温度是变形的关键因素 工业生产中实际应用的热处理工艺形式非常多，如退火，正火，回火，淬火等，但是它们的基本过程都是热作用过程，都是由加热、保温和冷却三个阶段组成的。整个工艺过程都可以用加热速度、加热温度、保温时间、冷却速度以及热处理周期等几个参数来描述。在热处理工艺中，要用到各种加热炉，金属热处理便在这些加热炉中进行（如基本热处理中的退火、淬火、回火、化学热处理的渗碳、渗氨、渗铝、渗铬或去氢、去氧等等）。因此，加热炉内的温度测量就成为热处理的重要工艺参数测量。每一种热处理工艺规范中，温度是很重要的内容。如果温度测量不准确，热处理工艺规范就得不到正确的执行，以至造成产品质量下降甚至报废。温度的测量与控制是热处理工艺的关键，也是影响变形的关键因素。（1）工艺温度降低后工件的高温强度损失相对减少，塑性抗力增强。这样工件的抗应力变形、抗淬火变形、抗高温蠕变的综合能力增强，变形就会减少；（2）工艺温度降低后工件加热、冷却的温度区间减少，由此而引起的各部位温度不一致性也会降低，由此而导致的热应力和组织应力也相对减少，这样变形就会减少；（3）如果工艺温度降低、且热处理工艺时间缩短，则工件的高温蠕变时间减少，变形也会减少。减小热处理变形需要合理的热处理工艺。各种热处理方式相结合，搭配，尽量既满足性能需要同时又减少变形等缺陷。 ?? 三、变形的其它影响因素及减小措施 ? （一） ?? 合理的加热次序和冷却次序 ? ???? 根据，不同零件的结构特点，制定适合该零件的热处理顺序，可相应的减小热处理 带来的变形， 尽量使各部分热处理产生的变形可以相互抵消。 最终达到变形最小的目的。 不 过，此方法成本较高，较复杂，浪费时间。一般情况下，除非非常精密的零件，才会采用此 种方式。 ? （二）预备热处理 ? ???? 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。 ? ???? （三）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。 热油淬火比冷油淬 火变形小，一般控制在 100±20℃。油的冷却能力对变形也是至关重要的。淬火的搅拌方式 和速度均影响变形。 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。 ? ???? （四）零件结构要合理 ? ???? 金属热处理后在冷却过程中，总是薄的部分冷得快，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 中产生畸变和开裂倾向； 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；