热解决变形产生的因素及控制措施摘要：热解决变形是热解决过程中的重要缺陷之一,对于某些精密零件和工具、模具,常常会由于热解决变形超差而报废为此,本文对热解决变形产生的因素进行了论述，并总结了减少和控制热解决变形的几种措施核心词:热解决变形、产生因素、控制措施引言： 金属热解决是将金属工件在合适的温度下通过加热、保温和冷却等过程,使金属工件内部组织构造发生变化,从而改善材料力学、物理、化学性能的工艺热解决是改善金属工件性能的一种重要手段[1]在工件制造中选用合适的材料后，为了达到工艺规定而常常采用热解决工艺,但是热解决除了具有积极作用外,在解决过程中也不可避免地会产生形变在实际生产中，热解决产生的变形,对后续工序的影响是至关重要的,有些贵重材料和某些机器中的重要零部件,因变形过大而导致报废钢件在热解决过程中由于钢中组织转变时比容变化所导致的体积膨胀，以及热解决所引起的塑性变形，使钢件体积及形状发生不同限度变化［2～５]变形是热解决较难解决的问题，要完全不变形是不也许的,一般是把变形量控制在一定范畴内正文：１ 热解决变形的因素 在生产实际中，热解决变形的体现形式多种多样,有体积和尺寸的增大和收缩变形,也有弯曲、歪扭、翘曲等变形,就其产生的本源来说, 可分为内应力导致的应力塑性变形和比容变化引起的体积变形两大类[6~11]。
(1) 内应力塑性变形热解决过程中加热冷却的不均匀和相变的不等时性, 都会产生内应力, 在一定塑性条件的配合下, 就会产生内应力塑性变形在加热和冷却过程中， 零件的内外层加热和冷却速度不同导致各处温度不一致，致使热胀冷缩的限度不同, 这样产生的应力变形叫热应力塑性变形在加热和冷却过程中， 零件的内部组织转变而发生的时间不同， 这样产生的应力变形叫组织应力变形塑性变形２） 比容变形在热解决过程中, 多种相构造的组织比容不同,在相变时发生的体积和尺寸变化为比容变形比容变形一般只与奥氏体中碳和金元素的含量、游离相碳化物、铁素体的多少、淬火前后组织比容变化差和残存奥氏体的多少和钢的淬透性等因素有关2 减少和控制热解决变形的措施2．1合理安排零件构造金属热解决后在冷却过程中,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状况下,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;工件应尽量保持构造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：工件应尽量避免锋利棱角、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、槽筋构造不对称:厚度不均匀零件采用预留加工量的措施[１2、13］。
2.２热解决温度的控制在热解决工艺中，对工件热加工温度的设定是重中之重，而仅仅设定精确还是远远不够的在热解决过程中,炉内的温度测量是热解决工艺的重要参数测量［２４］要是测量不精确,热解决质量就无法得到保证，并且温度与热解决后的工件性能密切有关在温度超过ＡＣ3线后，工件的硬度并不随温度的上升有明显提高，但由于温度升高导致内应力加大,加大了变形量[１4、15］由此可见：(1)减少工艺温度后,工件的高温强度损失较小，塑性抗力增强，这样工件的抗应力形变、抗淬火形变、抗高温蠕变的综合能力增强，从而减小了形变2)工艺温度减少后,工件加热、冷却的温度区间减少，由此引起的各个部位的温度不一致性也会减少,从而导致的热应力和组织应力也相对减少，这样变形也会减少3）如果工艺温度减少且热解决工艺时间缩短,则工件高温蠕变时间减少，变形也会减少[16、17］2.3 运用合理的冷却措施金属淬火后冷却过程对变形的影响也是很重要的一种变形因素热油淬火比冷油淬火变形小,一般控制在１0 ０ 士2 0 ℃ 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解决冷却速度越快 ,冷却趁不均匀,产生的应力越大,模具的变形也越大。
可以在保证模具硬度规定的前提下,尽量采用预冷:采用分级冷却淬火能明显减少金属淬火时产生的热应力和组织应力，是减少某些形状较复杂工件变形的有效措施；对某些特别复杂或精度规定较高的工件,运用等温淬火能明显减少变形[1８］２．4控制炉内温度的均匀性炉内温度均匀性是导致热解决形变的因素之一，如果在工件的不同部位产生温差，那么有温差就有热应力,就会导致变形随着炉内温度的升高,试样的温度均匀性下降,由此带来变形量增大 因此提高炉温均匀性,特别是保证工件加热阶段的温度均匀性,将有助于减小变形;放置在不同部位的零件应以相似的速度升温,并同步达到渗碳温度也是控制变形的核心,这样就可以有效地减小变形散差;在加热前先进行预热,也可减少因升温过快而导致的温度分布不均匀,并且可以避免因加热过快而导致的开裂[19]2.5 进行必要的预先热解决最后热解决前的金相组织对最后热解决变形关系甚大，因此对形状复杂、规定高、易产生变形的工件需要进行必要的预先热解决,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，因此要用控温正火或等温退火来解决锻件金属的正火、退火以及在进行淬火之前的调质，都会对金属最后的变形量产生一定的影响,直接影响到的是金属组织构造上的变化.实践证明，在正火时采用等温淬火可有效地使金属组织构造趋于均匀,从而使其变形量减小[20]。
2.6 制定合理的热解决工艺 A、控制加热速度为了减小加热时的温差和热应力，应采用比较缓慢的加热速度,并采用一次或二至三次预热，特别是在５0０~ 6０0e 范畴内,要缓慢加热,由于这时材料由弹性变形转为塑性变形，是影响变形最大的温度区域B、选择加热温度在保证机械性能的前提下,尽量将淬火温度控制在下限并合适缩短保温时间，从而减小温差引起的热应力，且所得奥氏体晶粒细小，其塑性变形抗力较大,这均有助于减小变形C、采用合理的淬火方式[２１~2６]淬火方式和冷却介质的选择对减小和控制热解决变形具有很大作用,由于在这个过程中,不仅浮现热应力,并且还浮现组织应力，因此必须十分谨慎，其目的是使工件在马氏体能转变之前尽量使前部分温度均匀,在马氏体转变过程中力求缓冷，减小工件各部分转变的不同步性，从而实现减小组织应力导致的变形，采用的措施有：（ａ）预冷淬火将奥氏体化后的工件,先预冷一段时间,使各部分温差减小,在技术条件容许时,令其易变形部分如最薄的截面或棱角处产生部分非马氏体组织,然后再所有淬火b）双重冷却淬火当单一介质不能同步满足工件淬火变形及组织规定期,采用先后在两种介质中进行冷却的措施，如油、空气鼓风喷雾等等。
ｃ）分级淬火将奥氏体化后的工件,一方面淬入温度较低的分级盐浴中停留一段时间，使工件表面与心部温差减小；再取出空冷，使工件在缓慢冷速下进行马氏体相变ｄ）等温淬火将奥氏体化后的工件淬入温度< Bｓ的等温盐浴中, 较长时间保温使其获得贝氏体组织，然后再空冷e )喷射淬火对于仅规定某一局部硬化的零件,可以在特别的喷液装置中淬火，待整体加热后放在喷液装置上使其某一局部在流动的液体中急冷，而其他部分在空气中冷却f )充足回火对于易变形的复杂工件，大截面高合金钢淬火后必须及时回火，选择合适的回火温度，并保证回火要充足在回火过程中，运用回火加热消除变形应力2.7对的掌握热解决操作措施为了减小和控制热解决变形还必须对的掌握热解决操作措施[27～3１]淬火时要做到：１、长轴类 (丝锥、轴等 ) 垂直淬入,上下移动;2、薄壁环状工件,应轴向垂直淬入２、对厚薄不均工件, 应将厚的部分先淬入3、对带孔和凹面工件,应将盲孔和凹面朝上淬入，以利气泡排出薄片件要侧向淬入,工件薄刃或尖角处，淬入前要预冷总之，要使工件以最小阻力淬入,并使工件各处冷速均匀此外，做好淬火前保护，如把某些非工作孔用石棉绳、耐火泥堵塞，在截面急变处用铁丝和石棉绑扎,尖角处用铁皮套子等等，使其冷速减慢，减小淬火应力。
3 结束语任何因素变化都或多或少地影响其变形度，只有在某一特定条件下,才体现出影响变形的重要因素和次要因素在选择避免热解决变形的具体措施时,应根据具体状况制定具体措施,许多减小和控制热解决变形的有效措施均来源于实践,要反复几次后才干摸索出某些规律,还要配合从理论上对变形基本规律的分析研究才干对的制定出来参照文献【１】王英杰． 金属材料及热解决[ M ] . 北京: 中国铁道出版社, .【2】周飞.金属材料与热解决[J].电子工业出版社，，8:44_46【3】刘小军.金属材料与热解决工艺的分析与研究[J].科技传播,,(20）.【4】刘静．热解决工艺及发呈现状研究[Ｊ],华章,，(２2)【5】产经资讯[J］.金属加工（热解决),，（13)【６】朱利卿． 钢的热解决变形［M]. 湖北人民出版社,199９：３２－ 34.【７】姚禄年.钢的热解决裂纹和变形 [Ｍ ] 1 北京： 机械工业出版社, 1９９9 .【8】刘晔东. 热解决变形浅析［Ｊ]. 机械工人 热加工，(１０).【９】孙宇. 减小金属热解决变形的措施之探讨［j]. 科技创新导报. (10)【10】魏强，刘晓清. 热解决淬火变形的控制[J]． 汽车工艺与材料， (７).【1１】周原． 减少金属热解决形变的实验研究［J]. 柴油机设计与制造， ,（３)．【12】李桂林,聂恒敬． 简朴机械零件热解决变形行为研究及应用[J].汽车技术,,(01）【13】张斌华.浅谈温度对热解决工艺的影响[Ｊ].民营科技,,(１0)【１4】王忠诚,气门热解决变形控制[J].现代零部件，,(0５）【1５】谭燕军，汽车齿轮钢热解决变形控制分析[Ｊ] ．科技资讯，，（２1）【16】李国良.调节冷热工艺流程减少零件变形[J].制造技术与机床,，（０4）【17】魏志海．改善模具热解决变形[J］.装备制造,,(０５）【1８】李斐, 石玉生．解决热解决变形零件的几种措施［Ｊ］.辽宁经济管理干部学院,,(03）【1９】章艳丹． 如何减少金属热解决变形［Ｊ]． 硅谷,,(２3)【20】郭树贤.减少热解决变形的措施［J］.宁夏机械,,（02)【21】牛万斌. 齿轮的淬火和变形解决[J]．热加工工艺，，（０1)【２2】支道光.机械零件材料与热解决工艺选择［ Ｍ] ． 北京： 机械工业出版社, .【23】陈锐,罗新民. 钢件的淬火热解决变形与控制[J],热解决技术与装备,，(01）【2４】李爱花.齿轮渗碳淬火变形及其改善措施[Ｊ］,科技创新导报，，(0４）【25】许红军，孙桂华．齿轮渗碳淬火内孔变形的控制[J].汽车齿轮，,(02)【26】宋时兰.减小淬火变形的有效工艺[J］．煤炭技术,，(1１)【27】尚建军.变形箱齿轮热解决的变形及控制研究［Ｄ］.吉林大学，【28】赵昌盛.精密复杂模具热解决变形及避免[J］.机械工人，，(11)【29】何鹏,刘新继，安峻歧.控制热解决变形最简洁的措施[J].汽车齿轮,，(0１)【３0】雷声.齿轮热解决变形的控制［J].机械工程师,,(0５）【31】谭燕军．汽车齿轮钢热解决变形控制分析[J］．科技资讯，，(01）。