金属材料热处理变形及开裂问题探讨

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金属材料热处理变形的影响因素及控制策略

金属材料热处理变形的影响因素及控制策略

金属材料热处理变形的影响因素及控制策略一、影响因素1. 金属材料成分与结构金属材料的成分与结构是影响热处理变形的关键因素。

合金元素、晶粒大小及组织结构都会影响金属材料的热处理过程。

例如,合金元素的含量会影响材料的膨胀系数,进而影响热处理过程中的变形量。

2. 加热与冷却速度加热与冷却速度对金属材料热处理变形也有重要影响。

快速加热或冷却可能导致材料内外温差增大,产生热应力,进而引起变形。

同时,高温时材料屈服强度的降低也可能导致塑性变形。

3. 应变时效与残余应力应变时效和残余应力也是引起热处理变形的重要因素。

应变时效是指在热处理过程中,由于温度变化引起的内部应力集中,进而导致变形。

残余应力则是指在冷却过程中产生的内部应力,同样可能导致材料变形。

二、控制策略1. 优化金属材料成分与结构通过调整合金元素的含量及优化金属材料的晶粒大小和组织结构,可以降低热处理过程中的变形量。

例如,通过细化晶粒、提高材料的强度和韧性,可以降低热处理过程中的塑性变形。

2. 合理控制加热与冷却速度为减少热处理过程中的变形,应合理控制加热与冷却速度。

可以通过预热、均温处理、缓慢冷却等方式,减小材料内外温差,降低热应力与残余应力,从而减少变形。

3. 合理安排热处理工艺流程合理安排热处理工艺流程可以有效降低变形量。

例如,采用多步加热和多步冷却的方式,可以降低应变时效和残余应力对变形的影响。

此外,适当安排中间退火和回火处理也可以减小变形。

4. 强化金属材料表面处理金属材料表面处理可以有效提高材料的抗腐蚀性能和耐磨性能,从而降低热处理过程中变形的可能性。

常用的表面处理方法包括涂层、渗碳、渗氮等。

通过这些方法可以提高材料的硬度和稳定性,从而减少热处理过程中的变形。

金属材料热处理变形的影响因素和控制策略

金属材料热处理变形的影响因素和控制策略

金属材料热处理变形的影响因素和控制策略
金属材料热处理变形是指在金属材料进行热处理过程中,由于温度、压力和力学应力的作用,导致材料发生形变。

热处理变形是金属加工中不可忽视的问题,对材料的性能和工艺性能有着重要影响。

本文将从影响因素和控制策略两个方面进行讨论。

影响金属材料热处理变形的因素有以下几个方面:
1. 温度:温度是影响金属材料热处理变形的重要因素。

在高温下,金属材料的塑性增强,易于发生变形。

但是温度过高会导致材料的晶粒长大,使材料的性能下降。

在热处理过程中需要控制好温度的选择,避免过高或过低的温度对材料的不良影响。

2. 压力:压力是热处理过程中的控制参数之一,对材料的变形起到重要作用。

适宜的压力可以加快变形过程,改善材料的性能。

但是过大的压力可能会导致材料的破裂和损坏,因此需要根据材料的性质和工艺要求确定合适的压力。

3. 力学应力:在热处理过程中,材料在受到外力作用下容易发生塑性变形。

力学应力的大小和方向对材料的变形有决定性影响。

不同形状和尺寸的材料在受力时会产生不同的应力分布,因此需要合理设计热处理装置和选择适当的应力状态,以控制材料的变形。

4. 热处理时间:热处理时间是影响金属材料热处理变形的另一个重要因素。

时间过长可能会导致材料的晶粒长大和析出相的生成,使材料的性能下降。

在热处理过程中需要精确控制热处理时间,避免时间过长对材料的不良影响。

金属材料热处理变形的影响因素和控制策略是一个复杂的问题。

需要综合考虑材料的性质、工艺要求和设备情况等因素,通过合理的策略和控制手段,实现对金属材料热处理变形的控制和优化。

浅析金属材料热处理过程变形及开裂问题

浅析金属材料热处理过程变形及开裂问题

172管理及其他M anagement and other浅析金属材料热处理过程变形及开裂问题张均红(武汉市汉阳区武汉船舶职业技术学院,湖北 武汉 430050)摘 要:社会经济的迅速发展为机械设备制造行业的发展注入了充足的动力,随着各个行业对金属材料需求量的不断增加,相关企业必须加大金属材料的生产,才能从根本上满足我国工业化发展的需求。

热处理技术作为当前金属材料深加工过程中最常用的改变金属材料结构特点与使用性能的技术,该技术的应用虽然有助于金属材料稳定性能的增强。

但是由于金属材料在热处理的过程中经常出现变形或者开裂的问题,导致金属元件的性能、强度以及硬度等都受到了不同程度的影响。

因此,操作人员必须准确的把握金属材料热处理工艺的温度,才能在提升金属材料整体质量的前提下,降低金属材料的变形量。

文章主要是就金属材料热处理过程中的变形与开裂问题进行了分析与探讨。

关键词:金属材料;热处理;变形;开裂中图分类号:TG156 文献标识码:A 文章编号:11-5004(2020)17-0172-2收稿日期:2020-09作者简介:张均红,男,生于1973年,汉族,湖北红安人,本科,工程师,研究方向:金属材料与热处理。

金属材料热处理实际上采用特定工艺对金属材料进行加热,保温或者冷却,改变固态金属的形态,然后在机械或化学的作用下,优化和改善金属材料内部结构与性能,从而达到提高金属产品制造质量的目的[1]。

1 金属材料热处理工艺的优点为了达到提升金属材料性能的目的,工作人员必须通过对金属材料进行热处理加工的方式,在多种方式的淬炼下,降低金属材料中可能出现的网状碳化物等杂质,然后通过对金属材料颗粒的细化,消除金属材料的内应力,促进金属材料强度与韧性的全面提升,才能发挥出金属材料在工业生产中应用的效果。

通过对金属材料进行热处理,帮助金属材料塑形,然后在热应力与重力势能的双重作业下,破坏原子结构,从而达到降低金属材料塑型难度的目的。

浅析金属材料热处理过程变形及开裂问题

浅析金属材料热处理过程变形及开裂问题

浅析金属材料热处理过程变形及开裂问题金属材料热处理是一种重要的工艺方法,能够改善材料的性能和使用性能。

热处理过程中常常会出现变形和开裂等问题,影响材料的质量和效果。

本文将就金属材料热处理过程中的变形和开裂问题进行浅析。

热处理过程中的变形问题是非常常见的。

变形主要分为弹性变形和塑性变形两种情况。

弹性变形是指在材料加热和冷却过程中,由于热应力的作用,材料发生的可逆性变形。

而塑性变形是指材料在加热过程中,由于高温下晶格的运动和变形,发生不可逆性的塑性变形。

这些变形可能会导致材料尺寸和形状的改变,甚至破坏材料的整体结构。

造成变形问题的主要原因有以下几个方面:1.温度梯度引起的热应力。

加热和冷却过程中,由于材料的热膨胀系数不同,温度梯度会在材料内部产生热应力,导致材料发生变形。

2.相变引起的体积变化。

在淬火过程中,材料内部可能发生相变,由于相变引起的体积变化,导致材料发生变形。

3.晶格结构变化引起的塑性变形。

在高温下,晶格结构可能发生变化,导致材料发生塑性变形,从而造成变形问题。

针对变形问题,可以采取以下措施进行控制和解决:1.合理设计热处理过程。

包括控制加热和冷却速率、控制温度梯度等,以减小热应力和塑性变形。

2.使用适当的热处理工艺。

针对不同的金属材料和要求,选择合适的热处理方法,以避免或降低变形问题的发生。

3.机械加工补偿。

对于存在变形问题的材料,可以通过机械加工等方式进行补偿和修正。

金属材料热处理过程中还容易发生开裂问题。

开裂主要包括热裂纹和冷裂纹两种情况。

热裂纹是指在材料加热和冷却过程中,由于温度梯度和应力的作用,材料发生的裂纹。

而冷裂纹是指在材料冷却过程中,由于内部残余应力的作用,材料发生的裂纹。

这些裂纹会严重影响材料的使用性能和寿命。

金属材料热处理变形的影响因素及对策

金属材料热处理变形的影响因素及对策

金属材料热处理变形的影响因素及对策摘要:在实际情况中,通过热处理使得金属材料性能得到改变,也正是利用这一点,金属材料性能的改变也可以通过热处理技术来进行。

温度变形、机械加工二者之间既是共存关系,同时在很多情况下也需要避免的。

由此看来,掌控好其中的尺度和范围,在金属材料热处理过程中也非常关键。

时下,在工业制造领域的生产能力和产品质量不断提高的同时,对金属部件进行热处理的过程中,金属部件的制造和生产技术方面也有了更高的要求和标准,在生产技术管理方面也有了进一步向前发展的趋势。

我国工业不断飞速发展和进步,制造业也取得了持续的推进和发展。

金属材料的应用范围也涉及深入到了各个领域,根据不同种类的金属材料构件,通过某种合理的方式进行加工处理,促使其形态发生改变,已经成为了整体发展变化中的一个较为火热的势头。

关键词:金属材料;热处理变形;影响因素;控制一、金属材料热处理变形的影响因素1.1受应力状态的影响一般情况下,在金属材料热处理的过程中,受金属材料自身的密度影响,会使金属材料本身由于受热不均而出现变形。

金属材料热处理需要经过加热、保温和处理三个环节,通常情况下,在加热和保温的过程中,金属材料表面的温度会导致其呈现不同的状态,温度越高金属越软。

1.2受淬火介质的影响据调查指出,在对金属材料实行热处理的过程中,淬火介质对于金属变形的影响是较大的,所以说,操作人员就需要依照不同的金属材料和施工场地合理科学的选择淬火介质。

优质的淬火介质质量不光能够控制金属材料的变形,其在搅拌的过程中还能够提升金属材料的稳定性,强化金属材料热处理效果。

1.3受预处理的影响在金属材料的热处理过程中,施工人员最常用的方式就是预处理方法,此种方法能够快速的消除应力,但是会受到场地的约束,在正火时,导致金属材料出现堆冷情况,这样就会导致金属材料的表面受热不均而出现变形的情况,假如施工技术人员使用的方法不当,也会在一定程度上增加金属材料的变形效果,影响热处理效果。

浅析金属材料热处理过程变形及开裂问题

浅析金属材料热处理过程变形及开裂问题

浅析金属材料热处理过程变形及开裂问题热处理是金属材料加工过程中重要的一环,通过加热和冷却的过程,可以改善金属材料的物理和机械性能。

然而,在热处理过程中,金属材料经常会出现变形和开裂的问题,这对后续加工和使用都会产生负面影响。

本文将从变形和开裂两方面对金属材料热处理过程中的问题进行分析。

一、变形问题金属材料热处理过程中最常见的问题就是变形。

因为热处理过程中,金属材料发生了高温变形,如果不加以控制就容易导致材料失去原本的形状和尺寸,并成为废品。

热处理过程中的变形主要有两种类型:弹性变形和塑性变形1、弹性变形弹性变形是在热处理过程中最普遍的变形形式。

在热处理过程中,金属材料会受到热膨胀和冷缩的影响,这种变形是可逆的。

也就是在完成热处理后,金属材料可以回弹到原来的形状和尺寸。

塑性变形是非常复杂的变形过程。

当金属材料在热处理过程中受到热作用时,材料的原子开始流动,从而导致材料的微观结构发生变化。

如果这种变化超过材料的变形极限,就会导致塑性变形。

这种变形是不可逆的,并且金属材料的形状和尺寸将永久改变。

二、开裂问题除了变形问题,金属材料在热处理过程中还可能会出现开裂的问题。

开裂是金属材料加热和冷却过程中的一个严重问题,如果不能及时地修复,就会损坏整个工件。

那么金属材料在热处理过程中容易出现开裂的情况,因为存在以下几种原因:1、应力过大在热处理过程中,金属材料的表面和内部会产生应力。

如果这种应力超过了材料的强度极限,就会导致开裂。

所以需要在热处理过程中进行应力放松,避免材料过度应力。

2、温度过高金属材料在热处理过程中需要加热到一定的温度才能达到理想的效果,但是过高的温度会导致材料的热膨胀过大,从而超过了其极限。

此时也会发生开裂的情况。

3、冷却速率过快热处理过程中的冷却过程同样需要进行控制,过快的冷却速率可能导致金属材料内部产生应力过大,从而导致开裂发生。

总之,要避免金属材料在热处理过程中发生变形或者开裂的问题,需要在控制好加热、保温、冷却的温度和速率等因素的基础上,也要对金属材料的材质、形状、尺寸等方面进行综合分析和把握,以确保热处理过程的成功进行。

金属材料热处理变形的影响因素及应对措施

金属材料热处理变形的影响因素及应对措施

金属材料热处理变形的影响因素及应对措施摘要:在金属制品制作过程中经常使用的技术就是热处理技术,工作人员可以利用这种技术来提升技术材料的整体性能。

但是这种技术在应用过程中也存在一定问题,比如在金属制品热处理时会受到多种因素影响导致金属材料变形,如果工作人员不采取有效的措施预防金属材料的变形,就会导致技术材料的精度、质量无法满足生产要求。

基于此,本文将对影响金属制品热处理变形的因素进行详细分析,并且提出针对性的应对措施。

关键词:金属材料;影响因素;热处理前言:我国社会的快速发展使得人们对金属制品的要求不断提升,而金属制品热处理技术的熟练运用可以一定程度上提升金属制品的整体性能,使金属材料有更长的使用寿命。

所以金属材料加工人员需要在日常工作中对影响金属制品变形的因素进行综合分析,并且制定详细的应对措施,只有这样才能保证金属材料的整体加工质量。

因此,对金属制品热处理变形的影响因素及应对措施进行深入探究具有十分重要的现实意义。

1.金属材料热处理的基本概述金属材料热处理通常是指利用金属材料在一定温度下的变形和转变反应,使其物理性能和化学性能得到优化和调整的过程。

基本包括以下几个概念:第一,加热:工作人员需要将金属制品加热到一定程度之后,然后让其缓慢冷却,从而改变金属晶体结构和化学组成,以调整其硬度、强度、延展性和导电性等物理性能。

常用于改善加工硬化后产生的材料内部应力和晶界的组织。

第二,淬火:将金属材料加热至临界温度,然后迅速冷却,以改变其晶粒结构和组织,使材料显著地增强硬度,并提高其抗拉强度和疲劳极限等力学性能。

第三,固溶处理:这需要工作人员将金属制品的温度保持在一定温度下,使材料中的固溶体或混合物溶解为单一相,然后迅速冷却以避免沉淀形成,从而获得均匀的微观组织结构和化学成分,以增强金属的抗腐蚀性、可加工性和机械性能等。

第四,沉淀强化处理:将金属材料进行固溶处理后,再退火至特定温度下让固溶体于固溶体中析出沉淀相,从而形成分散的硬质相,使材料得到强化。

金属材料热处理变形的影响因素和控制策略

金属材料热处理变形的影响因素和控制策略

金属材料热处理变形的影响因素和控制策略
金属材料热处理是一种重要的加工工艺,通过控制金属材料的温度和时间,在特定条件下改变其组织结构和性能。

而在金属材料热处理过程中,热处理变形是一个不可忽视的问题,它会直接影响金属材料的质量和性能。

本文将就金属材料热处理变形的影响因素和控制策略进行探讨。

一、影响因素
1. 温度
金属材料在热处理过程中,温度是影响热处理变形的关键因素之一。

过高或过低的温度都会导致金属材料产生不同程度的变形。

在热处理过程中,应根据金属材料的种类和性能要求合理选择热处理温度,避免热处理变形的产生。

二、控制策略
1. 合理选择热处理工艺参数
在金属材料热处理过程中,应根据金属材料的具体情况合理选择热处理温度、冷却速率、热处理时间和加工方式等参数,以减少热处理变形的产生。

2. 加强工艺监控
在金属材料热处理过程中,应加强工艺监控,及时发现和处理热处理变形的问题,避免对金属材料的质量和性能产生影响。

4. 加强人员培训
金属材料热处理工艺是一项技术活动,需要具备一定的技术能力和经验。

在金属材料热处理过程中,应加强人员培训,提升工作人员的技术能力和经验,以减少热处理变形的产生。

5. 完善质量管理体系
在金属材料热处理过程中,应建立完善的质量管理体系,加强对热处理过程的监管和管理,确保金属材料的质量和性能满足要求。

金属材料热处理变形受多种因素影响,在实际生产中需加强工艺控制,合理选择热处理工艺参数,加强工艺监控,优化工艺,加强人员培训,完善质量管理体系,以减少热处理变形的产生,确保金属材料的质量和性能达到要求。

浅析金属材料热处理变形问题及开裂问题的解决措施

浅析金属材料热处理变形问题及开裂问题的解决措施

– 115 –《装备维修技术》2020年第2期(总第176期)doi:10.16648/ki.1005-2917.2020.02.100浅析金属材料热处理变形问题及开裂问题的解决措施陈越伟(南京大驰科技有限公司,江苏 南京 210000)摘要: 工业生产蓬勃发展,带动各行业领域对金属材料需求量的逐步提升,机械设备制造中对其的应用也日益广泛。

热处理工艺技术可实现对金属材料的深加工,在提高材料综合性能方面意义重大,但受多方因素的影响,热处理环节中还存在变形、开裂的可能性,需要予以重视。

文章分析金属材料热处理变形、开裂的影响因素,遵循科学、实用、可操作的基本原则,提出解决变形以及开裂问题的关键措施,仅供参考。

关键词: 金属材料;热处理;变形;开裂热处理工艺可以以多重方式淬炼金属材料,减少网状碳化物等杂质含量,消除内应力缺陷,促进金属材料自身强度以及韧性水平的提升,因而被广泛应用于深加工环节中。

但目前技术条件支持下,热处理环节中金属材料仍然存在变形甚至开裂的可能性,必然对其使用以及相关功能的拓展产生不良影响。

如何解决变形、开裂问题,提高热处理工艺的安全性与稳定性,这一问题备受业内重视。

1. 金属材料热处理变形、开裂影响因素第一是冷处理工艺与时效。

金属材料前期冷处理过程当中有残留奥氏体→马氏体的转化反应,会在一定程度上增加金属材料体积。

同时,受到低温回火工艺及其时效的影响,一方面可能因应力松弛机制导致金属材料产生畸变,另一方面可能因马氏体转化分解以及大量碳化物分解析出导致金属材料体积下降。

第二是原始组织与应力状态。

原始组织对金属材料体积及其完整性的影响集中表现在热处理淬火环节前,主要通过碳化物数量、锻造所致纤维方向、以及合金元素偏析这几种机制实现。

通常可以依赖于调质处理的方式降低金属材料变形量绝对值,使淬火工艺所致材料变形更加规律,以达到合理控制变形的效果。

在此基础之上,化学热处理对改善材料表层性能有重要意义,但受到处理层深度局限的因素影响,为尽可能发挥渗透层作用,在化学热处理基础之上仅可进行磨削加工,进而导致变形矫正的难度增加,控制效果有所折扣[1]。

热处理方法对金属材料的变形性能的影响

热处理方法对金属材料的变形性能的影响

热处理方法对金属材料的变形性能的影响热处理是一种通过控制金属材料的加热和冷却过程,改变其晶体结构和组织状态,从而达到改善材料性能的目的的工艺。

在工业生产中,热处理广泛应用于金属材料的加工过程中,它对金属材料的变形性能产生重要影响。

本文将从几个方面探讨热处理方法对金属材料的变形性能的影响。

第一,热处理对金属材料的晶体结构和组织状态的改变对其变形性能产生影响。

金属材料的晶体结构和组织状态直接影响其力学性能,进而影响其变形性能。

通过适当的热处理方法,如退火、正火、淬火等,可以使金属材料的晶体结构和组织状态发生改变,从而改善其变形性能。

第二,热处理可以提高金属材料的硬度和强度,从而改善其变形性能。

通过热处理方法,可以使金属材料中的晶界和位错得到重新排列,从而提高材料的位错密度和晶界能量。

这使得金属材料的塑性减小,硬度和强度增加,从而提高了其变形性能。

第三,热处理可以改变金属材料的内应力状态,从而影响其变形性能。

金属材料在加工过程中会产生内应力,影响其变形行为。

通过热处理方法,可以减轻或消除金属材料中的内应力,提高其变形性能。

例如,通过淬火等方法,可以使金属材料快速冷却,产生较大的残余应力,进而增加材料的抗变形能力。

第四,热处理可以改善金属材料的韧性和延展性,从而影响其变形性能。

金属材料的韧性和延展性是指材料在受力作用下发生塑性变形和断裂的能力。

通过适当的热处理方法,可以改变金属材料中的晶界和位错结构,增加材料的韧性和延展性,从而提高其变形性能。

综上所述,热处理方法对金属材料的变形性能产生重要影响。

通过调整金属材料的晶体结构和组织状态,提高其硬度和强度,改变其内应力状态,改善其韧性和延展性,可以有效地改善金属材料的变形性能。

因此,在金属材料的加工过程中,合理选择适当的热处理方法尤为重要,以达到最佳的变形性能。

浅析金属材料热处理过程变形及开裂问题

浅析金属材料热处理过程变形及开裂问题

浅析金属材料热处理过程变形及开裂问题金属材料热处理是一种常见的工艺,通过热处理可以改善金属的组织结构和力学性能,提高其硬度、强度、耐磨性等。

在热处理过程中,金属材料可能会发生变形和开裂等问题,影响热处理效果和制品质量。

本文将就金属材料热处理过程中的变形及开裂问题进行浅析。

1.1 变形的原因金属在加热和冷却过程中,会发生体积膨胀和收缩,由于材料的弹性变形和塑性变形,会导致材料发生变形。

在加热过程中,金属材料的晶粒会发生重新组织,晶粒的尺寸和形状发生变化,从而引起材料产生变形。

在冷却过程中,由于温度梯度和残余应力的存在,也会使得金属材料产生变形。

1.2 变形的表现金属材料热处理过程中的变形主要表现为尺寸变化和形状变化。

尺寸变化包括线膨胀、面膨胀和体积膨胀,形状变化包括挠曲、弯曲、翘曲等。

这些变形会影响工件的精度和质量,甚至导致工件无法使用。

1.3 变形的影响金属材料热处理过程中的变形会影响工件的尺寸精度和形状精度,降低工件的加工精度和装配精度,甚至影响工件的功能和使用寿命。

研究金属材料热处理过程中的变形问题,并寻求有效的控制措施,对于提高金属材料热处理质量具有重要意义。

2.1 开裂的原因金属材料在热处理过程中容易发生开裂,其主要原因包括内应力和组织缺陷。

在热处理过程中,由于金属材料的非均匀加热和冷却,会导致材料产生内应力,当内应力超过材料的承受能力时,就会引起裂纹的产生。

金属材料在制备过程中可能存在组织缺陷,如夹杂物、气孔等,这些缺陷也会成为裂纹的萌生点,易引发开裂。

2.2 开裂的表现金属材料热处理过程中裂纹的表现有很多种,主要包括表面开裂、内部裂纹、轧制裂纹等。

这些裂纹会降低金属材料的强度和韧性,影响其使用性能,甚至导致工件的失效。

3.1 完善工艺流程在金属材料热处理过程中,应根据材料的属性和工件的结构特点,合理设计和优化热处理工艺流程。

包括加热温度、保温时间、冷却速度等参数的选择,以及预热、均热、保温、淬火等工艺控制的改进,以减小工件的内应力和组织缺陷,降低变形和开裂的风险。

金属材料热处理变形的影响因素和控制策略分析

金属材料热处理变形的影响因素和控制策略分析

金属材料热处理变形的影响因素和控制策略分析金属材料的热处理变形是指在加热或冷却过程中,由于温度变化和内部应力的影响,使材料发生不可逆变形的过程。

这种变形往往会对材料的性能、结构和寿命产生不良影响,因此需要采取一系列控制策略,来减少变形的发生和影响。

影响因素:1. 加热温度和加热速率:加热温度的升高和加热速率的加快,会导致材料内部的应力增大,在材料某些部位可能造成局部变形。

2. 冷却速率:冷却速率的过快或过慢,都会导致材料的变形。

快速冷却会导致材料内部组织不匀,增加应力,从而导致变形;过慢的冷却则会导致脆性增加,也容易引起变形。

3. 材料的成分和组织结构:不同成分和组织结构的材料,其热处理变形也不同。

如孪晶不锈钢在高温下易发生孪晶,进而增加应力,从而导致变形。

4. 热处理工艺参数:不同的热处理工艺参数会对材料的变形造成不同的影响,如退火温度、保温时间、冷却方式等。

控制策略:1. 控制加热和冷却速率:在热处理过程中,加热和冷却的速率必须要控制在合理的范围内,以减少材料的变形。

可以采用缓慢升温、恒温保温、缓慢冷却等策略,来减少材料内部应力的积累。

2. 优化热处理工艺参数:合理的热处理工艺参数,不仅可以影响材料的性能,还可以在一定程度上控制材料的变形。

可以根据不同的材料性质和要求,选择合适的热处理工艺参数。

3. 采用成形模具:对于某些薄板和管材等材料,成形模具的使用可以大大减少其变形。

在热处理前通过成形模具对材料进行成形,可以使其内部应力分布均匀,从而减少变形。

4. 采用预应力技术:将材料置于预应力状态下,可以减少其在热处理过程中的变形,并且可以增加其强度和韧性。

最常见的预应力技术包括热拉伸、压缩等方法。

总之,控制金属材料热处理变形的关键在于控制材料内部的应力积累,从而减少变形的发生和影响。

需要在热处理过程中合理地控制温度、时间、速率等参数,并根据具体情况采取相应的措施来减少变形的影响。

金属材料热处理变形及开裂问题探讨

金属材料热处理变形及开裂问题探讨

金属材料热处理变形及开裂问题探讨1热处理变形开裂的缘由工件的变形包括尺寸变化和外形变化两种,无论哪种变形,主要都是由于热处理时工件内部产生的应力所造成的。

依据内应力形成的缘由不同,可以分为热应力和组织应力。

工件变形是这两种应力综合影响的结果,当应力大于屈服极限就会永久变形,大于材料的强度工件就会开裂。

1.1热处理引起的变形和开裂的缘由钢件在加热和冷却过程中,将产生热胀冷缩的体积变化,零件加热到淬火温度时,屈服强度明显降低,塑性则提高,当应力超过屈服强度时,就会产生塑性变形。

假设造成应力集中并超过了材料的强度极限,就会使零件淬裂。

导热性很差的高碳合金钢,如合金模具钢Gr12MoV,高速钢W18GrV 之类的工具钢,淬火温度很高,如不承受屡次预热和缓慢加热,不但会造成零件变形而且会导致零件开裂而报废,所以在对高速钢淬火时,首先在860±10℃的盐浴炉中进展等温预热,对于较细或较粗的零件应在预热前,在550℃炉进展 2 小时以上的回火,这样就会减小热处理变形,冷却时,由于温差大,热应力是造成零件变形的主要缘由。

1.2组织应力引起的变形组织应力有两个特点:〔1〕工件外表受拉应力,心部压应力。

〔2〕靠近外表层,切向拉应力大于轴向拉应力。

组织应力引起工件变形的特点与热应力相反,使平面变凹,直角变锐角,长的方向变长,短的方向变短。

淬火零件的变形时热应力和组织应力综合作用的结果,除内应力外,零件的变形还要看材料成分、工件的外形和介质、冷却速度的影响,实际状况要简单很多,因此在解决实际问题时,要全面分析是热应力还是组织应力起主导作用,以便推断变形的趋势或裂纹产生可能性,并实行各种措施予以掌握或防止。

2影响变形及开裂的因素在生产实际中,影响热处理变形的因素很多,其主要包括:钢的化学成分、冷却过程、钢的几何外形尺寸、淬火介质的选择等。

2.1钢的化学成分在低碳钢中,由于淬火时体积变化较小,特别是淬透性差,故其淬火变形常以热应力为主;中碳钢中因其淬火时质量体积变化较大,淬透性也较低,但MS 点还比较高,故当零件尺寸较小,淬火变形将以相变应力变形为主;固然,随着零件尺寸增大,硬度层深入减小,将会渐渐过渡到以热应力变形为主;在高碳钢中,由于MS点较低,残留奥氏体较多,故淬火变形主要是热应力变形。

金属材料受力后会弯曲或断裂

金属材料受力后会弯曲或断裂

金属材料受力后会弯曲或断裂金属材料是一类常见的工程材料,广泛应用于建筑、航空、汽车制造等领域。

在使用过程中,金属材料会承受各种外部力的作用,如拉力、压力、弯曲力等。

然而,这些力的作用会导致金属材料发生变形,甚至出现弯曲或断裂的情况。

本文将针对金属材料在受力后发生弯曲或断裂的原因以及相应的预防措施进行探讨。

首先,金属材料在受力后发生弯曲的原因有多种。

主要原因之一是金属材料的内部结构造成的。

金属材料的内部由晶粒组成,晶粒与晶粒之间通过晶界连接着。

当外力作用到金属材料上时,晶粒之间的晶界可能发生滑移或移位,导致材料整体发生塑性变形。

这种滑移和移位会导致材料内部产生应力集中区域,从而造成金属材料整体弯曲。

此外,金属材料的晶粒尺寸和材料的纯度也会影响金属材料的强度和塑性,进而影响材料在受力后的弯曲情况。

其次,金属材料在受力后出现断裂的原因也有多方面。

一方面,金属材料的强度不足可能导致断裂。

当外力作用到金属材料上超过材料的强度极限时,金属材料就会发生破裂。

此外,金属材料的内部存在缺陷也可能导致断裂。

缺陷包括气孔、夹杂物、裂纹等,这些缺陷会导致材料内部应力集中,从而引起断裂。

此外,金属材料的应力集中也可能导致断裂。

当外力作用到金属材料上时,如果材料表面存在缺口或切口等形状不良的部分,外力就会在这些部分产生应力集中,进而引发断裂。

对于金属材料在受力后弯曲或断裂的情况,我们应该采取相应的预防措施。

首先,正确选择金属材料是非常重要的。

对于不同场合的应用,需要选择适合强度和塑性的金属材料,以免在受力下出现过度弯曲或断裂。

其次,合理设计金属结构也是关键。

在设计过程中,应该避免金属结构出现应力集中的部位,适当增加支撑或加强结构刚度等方式来预防弯曲或断裂。

此外,采用适当的材料处理方法也能有效预防金属材料受力后弯曲或断裂。

比如,通过热处理可以改善金属材料的强度和塑性,进而提高金属材料的抗弯曲和抗断裂能力。

此外,加强金属材料的监测和检测也是重要的一环。

金属材料热处理变形原因及防止变形的技术措施

金属材料热处理变形原因及防止变形的技术措施

金属材料热处理变形原因及防止变形的技术措施摘要:热处理能改善工件的综合机械机能,但热处理过程引起工件的变形是不可避免的。

任何因素的变化都或多或少地影响工件的变形倾向和形变大小。

在热处理过程中,能够把握工件热处理过程中导致工件变形的主要因素和关键点。

通过分析和实践,改进热处理工艺技术,一定能够在热处理工件的形变问题上得到突破,制定出合理的技术措施,保证热处理产品的质量和合格率。

关键词:金属材料;热处理;变形原因;防止变形技术引言实际工业生产中,仅凭选择材料和成形工艺并不能满足工件所需要的性能,通过对金属材料进行热处理而获得优良的综合性能是必不可少的。

但金属材料的热处理除改善材料的综合性能的积极作用外,在热处理过程中也不可避免地会产生或多或少的变形,而这又是工件生产过程中极力消除和避免的。

因此,需要找出工件热处理过程中发生形变的原因,采取技术措施把变形量控制在符合要求范围内。

1金属材料性能分析在当前的社会生产生活中,金属材料的应用范围十分的广泛。

由于金属材料具有韧性强、塑性好以及高强度的特点,因此其在诸多行业中均有所应用。

当前常用的金属材料主要包括两种:即多孔金属材料以及纳米金属材料。

纳米金属材料:一般情况下,只有物质的尺寸达到了纳米的级别,那么该物质的物理性质和化学性质均会发生改变。

在分析与研究金属材料性能的过程中,主要分析金属材料的如下两种性能:其一,硬度。

一般情况下,金属材料的硬度主要指的是金属材料的抗击能力。

其二,耐久性。

耐久性能和腐蚀性是金属材料需要着重考虑的一对因素。

在应用金属材料的过程中不可避免的会受到各种物质的腐蚀,由此就会导致金属材料出现缝隙等问题。

2金属热处理变形的原因分析在工业生产过程中,各种金属零件早已成为机械制造的必要部分。

在零件的设计、选材中,对综合性能方面也提出了更高要求。

特别是生产过程中,对产品热处理加工后的品质提出了新要求。

但在热处理过程中出现形变等质量问题,一直是热处理过程中难以克服的。

各种热处理工艺造成变形的原因总结

各种热处理工艺造成变形的原因总结

各种热处理工艺造成变形的原因总结引言:热处理工艺是一种常见的金属加工方法,它通过对金属材料进行加热和冷却来改变其结构和性能。

然而,热处理过程中往往会导致材料发生变形,这对于一些精密零件的加工和制造带来一定的困扰。

本文将从各种热处理工艺的角度,总结造成变形的原因,并探讨相应的解决方法。

一、淬火过程中的变形原因淬火是一种通过快速冷却来使金属材料达到高强度和硬度的热处理工艺。

然而,淬火过程中常常会出现变形现象。

造成淬火变形的主要原因有以下几点:1. 冷却速度不均匀:淬火过程中,材料表面和内部的冷却速度不一致,导致应力不均匀分布,从而引起变形。

2. 材料内部组织不均匀:金属材料内部的组织不均匀,如晶粒尺寸、相含量等差异,会导致淬火时的收缩和变形不一致。

3. 冷却介质选择不当:不同的冷却介质对材料的冷却速度有不同的影响,选择不当可能导致应力集中和变形。

解决方法:针对淬火过程中的变形问题,可以采取以下措施:1. 控制冷却速度:通过优化冷却介质的选择和控制冷却速度,使材料表面和内部的冷却速度尽可能一致,减少应力的不均匀分布。

2. 优化材料组织:通过调整材料的化学成分和热处理工艺,使材料内部的组织更加均匀,减少淬火时的收缩和变形差异。

3. 采用适当的淬火工艺:根据材料的特性和要求,选择适当的淬火工艺,控制冷却速度和温度,减少变形的发生。

二、退火过程中的变形原因退火是一种通过加热和缓慢冷却来改善材料的性能和结构的热处理工艺。

然而,退火过程中同样存在变形的问题。

造成退火变形的主要原因有以下几点:1. 温度不均匀:退火过程中,材料的温度分布不均匀,导致应力分布不均匀,从而引起变形。

2. 冷却速度过快:退火结束后,如果冷却速度过快,会导致材料内部的残余应力无法得到充分释放,从而引起变形。

3. 材料内部缺陷:金属材料内部存在各种缺陷,如气孔、夹杂物等,这些缺陷在退火过程中会扩散和移动,导致变形的发生。

解决方法:针对退火过程中的变形问题,可以采取以下措施:1. 控制温度均匀性:通过合理设计加热设备和工艺参数,确保材料的温度分布均匀,减少应力的不均匀分布。

浅析金属材料热处理过程变形及开裂问题

浅析金属材料热处理过程变形及开裂问题

浅析金属材料热处理过程变形及开裂问题热处理是金属材料加工过程中不可或缺的一部分,通过对金属材料进行加热、保持和冷却等操作,改变金属的性能和组织结构,从而达到提高材料的硬度、强度和耐磨性等目的。

在热处理过程中,往往会发生材料的变形和开裂等问题,严重影响材料的质量和使用性能。

本文将对金属材料热处理过程中的变形和开裂问题进行浅析。

热处理过程中的变形问题主要包括塑性变形和弹性变形。

塑性变形是金属材料在高温下经历的一种可逆变形,主要是由于高温导致金属材料的结构发生改变,分子间的结合力减小,金属原子可以重新排列并滑动,从而产生塑性变形。

弹性变形是金属材料在受到外力作用后,发生的可逆变形,当外力消失时,金属材料可以恢复到原来的形状。

在热处理过程中,高温会使金属材料的弹性模量降低,导致金属材料在受到外力作用时发生塑性变形,从而引起材料的变形问题。

热处理过程中的开裂问题主要是由于热处理过程中产生的内应力超过了材料的耐受能力而引起的。

热处理过程中,金属材料受到热源的加热,发生温度变化和相变过程,会产生内部应力。

当内应力超过材料的强度时,就会出现开裂现象。

开裂问题主要包括晶间开裂和异型开裂两种类型。

晶间开裂是由于材料的晶界处存在一些缺陷,当内应力超过晶界的强度时,会导致晶间开裂。

异型开裂则是由于金属材料在冷却过程中不均匀收缩,导致不同部位的温度和形变不同,从而产生内应力,最终引起开裂。

针对金属材料热处理过程中的变形和开裂问题,可以采取以下措施进行解决。

通过合理设计热处理工艺,控制加热温度、保温时间和冷却速度等参数,避免材料发生过大的温度和形变差异,从而减少变形和开裂的风险。

可以通过改变材料的组织结构,增加材料的强度和韧性,从而提高材料的抗变形和抗开裂能力。

还可以采用应力释放技术,如预应力和回火等方法,减少材料的内应力,有效降低材料的开裂风险。

金属材料热处理问题及开裂问题的解决措施研究

金属材料热处理问题及开裂问题的解决措施研究

M etallurgical smelting冶金冶炼金属材料热处理问题及开裂问题的解决措施研究张 桐摘要:随着科技的发展,我国的能源需求不断增强,这一定程度上促进了工业水平的进步,同时针对金属材料的科学开发和应用研究也愈发深入。

金属材料是各类机械设备的原材料,是制造业的基石。

随着工业制造规模的不断扩大,提高金属材料利用效率,解决金属材料变形开裂问题已是现阶段的重点研究课题。

本文简要阐述了金属材料热处理工艺的优势,对金属材料热处理变形及开裂出现的主要原因进行分析,提出行之有效的金属热处理变形与开裂的解决措施。

关键词:金属材料;热处理变形;开裂问题;解决措施金属材料具有优秀的延展性,同时能够导电传热,结合科学技术针对金属材料的理化性能和工艺性能进行开发利用,是多样化工业结构提高资源利用效率的重点方向。

金属材料在工业生产中占据重要地位,其中钢铁更被誉为“工业的骨骼”,因此,解决金属材料在生产运用中的变形开裂问题对于提高工艺水平具有重要意义。

通常情况下,金属材料在经过热处理之后各方面的性能都会大幅度提高,通过改变金属材料表面或内部的组织结构能够达到提升材料内在质量,控制生产成本和节约材料资源的目的。

在机械设备制造业中,金属材料的热处理工艺带来的经济价值和使用价值不可估量。

由于我国重工业的发展历程较短,在技术、设备方面虽然已经取得了一定的成果,但是金属材料热处理工艺中仍存在大量生产利用难题,其中变形、开裂是困扰行业领域的主要问题。

1 金属材料热处理工艺的优势热处理工艺会将金属材料的物理性能、机械性能、化学性能和工艺性能在一定程度上放大实际效果,并不会从本质上改变金属材料的化学性质,这更有利于科学家从金属材料的化学物理性质出发开展课题研究。

组成机械设备的工艺零件由于工况不同,需要材料有一定的耐热性和热强性。

而在日常生活中,离不开电运用,需要不同的设备连接实现电能和化学能的转换与储存,这与金属材料的导电性相对应。

金属材料热处理过程变形及开裂问题分析

金属材料热处理过程变形及开裂问题分析

金属材料热处理过程变形及开裂问题分析摘要:金属材料在人们日常生产生活中具有重要作用,追溯金属材料处理工艺历史可知,一直在随着时代发展而变化。

尤其是近年来,我国社会飞速发展和建设,在社会经济影响下,促使各领域对金属材料的要求以及需求不断提高,这使得金属材料加工、处理以及应用更为广泛。

而热处理工艺技术的应用能够对金属材料进行深加工,有助于增强材料综合性能,可从目前热处理过程中看,由于多方面因素影响,导致出现变形、开裂情况,直接影响了金属材料热处理效果。

针对此,本文首先分析了热处理过程金属材料变形及开裂的影响因素,明确提出金属材料热处理技术基本原则,遵循科学、实用、可操作的基本原则,提出金属材料热处理变形及开裂问题的有效解决措施。

关键词:金属材料;热处理;变形开裂;影响因素;解决方法引言:从各个领域中金属材料的应用看,表现出较多优点,如较高的耐用性、价格适宜,同时,具备较强的可塑性强,正是因为这些优点使得金属材料被作为生产原料广泛应用于机械制造业、装备制造业。

而在金属材料加工处理环节,热处理工艺较为常见,通过热处理能够改变金属材料规格、性状,目的在于使金属材料能够符合生产所需的功能。

在热处理工艺实施过程中,如果方法不当,极有可能损伤金属材料,直接影响到加工零件、机械设备性能,影响企业利益。

所以,有必要深入分析金属材料热加工处理过程,科学合理的把控好各个热处理环节,防止出现金属材料变形、开裂问题。

一、热处理过程金属材料变形及开裂的影响因素(一)金属材料原始组织分析金属材料可知,其中包含了较多原始组织,比如合金元素纤维方向、碳化物性状等,这些原始组织都会在热处理过程中影响金属材料。

从目前金属制造行业实际情况看,将对应的化学元素加入到金属材料热处理过程中,意在提升金属材料中的原始组织规律性,进而更好控制金属材料在热处理过程中出现的形变、开裂等问题。

(二)冷处理过程从金属材料热处理过程看,冷处理工艺以及时效会直接影响金属材料本身。

金属材料热处理变形的影响因素和控制策略分析

金属材料热处理变形的影响因素和控制策略分析

金属材料热处理变形的影响因素和控制策略分析金属材料热处理变形的影响因素有很多,包括材料的成分、热处理工艺参数、热处理设备和环境等。

下面将从这些方面分析金属材料热处理变形的影响因素和控制策略。

首先是材料的成分。

材料的成分会直接影响其热处理变形的特性和行为。

不同的金属材料具有不同的热膨胀系数和变形温度范围,这将直接影响到热处理过程中的变形行为。

材料的微观结构也会影响其变形行为,如晶体的取向、晶界的性质等。

其次是热处理工艺参数。

热处理工艺参数包括热处理温度、冷却速率、保温时间等。

热处理温度的选择将直接影响材料的组织结构和性能,过高的温度可能导致材料的过度软化和变形。

冷却速率的变化也会影响材料的组织结构和性能,过快的冷却速率可能导致材料的不均匀变形和内部应力的积累。

保温时间的长短也会影响材料的变形行为,过长的保温时间可能导致材料的晶粒长大和晶界的界限模糊。

再次是热处理设备。

热处理设备的性能和状态也会影响金属材料的热处理变形。

设备的控温性能和均匀性将直接影响到材料的热处理质量和变形行为。

设备的传热性能和冷却能力将直接影响材料的冷却速率和变形程度。

最后是热处理环境。

热处理环境包括气氛、湿度和气流等。

不同的气氛可能对材料的氧化和腐蚀产生不同的影响,进而影响到材料的热处理变形。

湿度的变化也会影响材料的氧化和腐蚀行为。

气流的强弱和方向也会影响材料的冷却速率和变形行为。

控制金属材料热处理变形的策略可以包括以下几个方面:在材料选择上,应根据具体要求选择合适的金属材料,并对材料的成分进行分析和测试,以了解其热处理性能和变形行为。

在热处理工艺参数的选择上,应根据材料的特性和要求合理选择热处理温度、冷却速率和保温时间等参数,以控制变形的程度和形式。

在热处理设备方面,应选择性能良好、稳定可靠的设备,并对设备进行定期检修和维护,以确保其正常工作和温度均匀性。

在热处理环境方面,应控制气氛和湿度,避免对材料的氧化和腐蚀产生不良影响,同时要注意气流的控制,以保证材料的冷却速率和变形行为的控制。

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金属材料热处理变形及开裂问题探讨
摘要变形和开裂是热处理较难解决的问题,目前热处理变形的复杂规律尚未被彻底认识和掌握。

本文简要分析了热处理变形的开裂原因、影响变形的因素以及减小热处理变形防止开裂的具体措施。

而影响变形和开裂的因素及防止变形和开裂的方法有很多。

关键词热处理变形;开裂;热应力;组织应力
1 热处理变形开裂的原因
工件的变形包括尺寸变化和形状变化两种,无论哪种变形,主要都是由于热处理时工件内部产生的应力所造成的。

根据内应力形成的原因不同,可以分为热应力和组织应力。

工件变形是这两种应力综合影响的结果,当应力大于屈服极限就会永久变形,大于材料的强度工件就会开裂。

1.1 热处理引起的变形和开裂的原因
钢件在加热和冷却过程中,将产生热胀冷缩的体积变化,零件加热到淬火温度时,屈服强度明显降低,塑性则提高,当应力超过屈服强度时,就会产生塑性变形。

如果造成应力集中并超过了材料的强度极限,就会使零件淬裂。

导热性很差的高碳合金钢,如合金模具钢Gr12MoV,高速钢W18GrV之类的工具钢,淬火温度很高,如不采用多次预热和缓慢加热,不但会造成零件变形而且会导致零件开裂而报废,所以在对高速钢淬火时,首先在860±10℃的盐浴炉中进行等温预热,对于较细或较粗的零件应在预热前,在550℃炉进行2小时以上的回火,这样就会减小热处理变形,冷却时,由于温差大,热应力是造成零件变形的主要原因。

1.2 组织应力引起的变形
组织应力有两个特点[1]:(1)工件表面受拉应力,心部压应力。

(2)靠近表面层,切向拉应力大于轴向拉应力。

组织应力引起工件变形的特点与热应力相反,使平面变凹,直角变锐角,长的方向变长,短的方向变短。

淬火零件的变形时热应力和组织应力综合作用的结果,除内应力外,零件的变形还要看材料成分、工件的形状和介质、冷却速度的影响,实际情况要复杂很多,因此在解决实际问题时,要全面分析是热应力还是组织应力起主导作用,以便判断变形的趋势或裂纹产生可能性,并采取各种措施予以控制或防止。

2 影响变形及开裂的因素
在生产实际中,影响热处理变形的因素很多,其主要包括:钢的化学成分、冷却过程、钢的几何形状尺寸、淬火介质的选择等。

2.1 钢的化学成分
在低碳钢中,由于淬火时体积变化较小,特别是淬透性差,故其淬火变形常以热应力为主;中碳钢中因其淬火时质量体积变化较大,淬透性也较低,但MS 点还比较高,故当零件尺寸较小,淬火变形将以相变应力变形为主;当然,随着零件尺寸增大,硬度层深入减小,将会逐渐过渡到以热应力变形为主;在高碳钢中,由于MS点较低,残留奥氏体较多,故淬火变形主要是热应力变形。

2.2 钢的淬透性
钢的淬透性是指在规定条件下,决定钢材淬硬深度和硬度分布的特性,例如:合金钢的淬透性比碳钢号,淬透性好的钢在淬火冷却时可采用比较缓和的淬火介质,减少工件淬火的变形及开裂倾向,因此对重要的、形状复杂、大截面的零件应选择淬透性好的合金钢,经淬火及回火处理,既能获得所需要的力学性能又能减少变形及开裂。

2.3 钢的原始组织
零件淬火前的组织状态对零件淬火质量有很大影响。

如碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢等。

这些钢在锻造加工以后,必须进行球化退火,淬火加热时,奥氏体形体不易长大,冷却时工件变形和开裂倾向小,材料的本质晶粒度越细,屈服强度越高,对变形的抗力越大,工件淬火后的变形量就相应减小。

2.4 淬火介质的影响
一般认为,淬火介质300℃时冷却速度对变形的影响是关键,应根据钢的淬透性,零件截面尺寸和表面粗糙度合理选择淬火介质。

常用的淬火介质有水、油、盐类水溶液、熔盐、空气等。

一般情况下,碳钢采用淬火裂纹大的水或水溶液作为淬火介质。

合金钢一般采用油作为淬火介质。

因此选择淬火介质的正确原则是保证淬硬性的前提下,尽量选择淬火裂度小的淬火介质,以减小淬火变形及开裂。

2.5 零件的几何形状尺寸
从热处理工艺角度出发,零件设计最好采用对称结构,尽量避免尖角,要求截面过渡均匀,必要时开工业用槽。

如樘杆上接两条对称的槽,其中一条是减小热处理变形而设计的。

形状复杂的如零件的尖角处,由于应力集中更容易产生淬火裂纹。

因此必须合理选择材料避免淬火裂纹的产生。

2.6 淬火方法
为了使淬火时最大限度地减小变形及开裂,除正确地进行加热及合理选择淬火介质外,还应根据工件的成分、尺寸、形状和技术要求选择合理的淬火方法。

双介质淬火的内应力小,变形及开裂少,所以主要应用碳素工具钢制造的易开裂
的工件如T8制造的各种零件
总之热处理变形及开裂的影响因素十分复杂,在热吹了淬火时应充分考虑工件的形状,根据工件所要求的力学性能合理选择淬火方法及冷却介质,防止变形及开裂,提高产品质量。

3 减少变形及开裂的措施
3.1 合理选用钢材
对形状复杂、截面尺寸相差悬殊的工件,最好选用高淬透性的合金钢,以便在缓冷介质中冷却时能见效应力与变形;对形状复杂且轻度要求较高的模具、量具等,可以用微变形钢(Cr12MnV);对于易变形、淬裂的零件,选用合金钢(CrMn9CrSi)等;对于硬度要求不高的结构件,在满足硬度要求的情况下,尽可能的选用碳含量分布较小的碳钢,如(45号)以减小变形。

3.2 运用合理的冷却方法
合金淬火后冷却过程对变形的影响是很重要的一个变形原因。

热油比冷油淬火变形小,一般控制在100±20℃,油的冷却能力对变形的影响也至关重要。

淬火搅拌方法和速度均影响变形。

金属热处理冷却速度越快,冷却越不均匀,产生的应力越大,变形也越大,可以在保证硬度要求的前提下,尽量采用预冷、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[2]。

如T8、45号采用水、油分级淬火。

对于体积较小,容易变形的细杆或金属薄片采用硝石冷却能显著减少变形。

3.3 合理选择加热温度
在保证淬硬的前提下,一般应选择低一些的淬火温度,但对于一些高弹合金钢工件,可以通过适当提高淬火温度而降低MS点增大残留奥氏体量。

如有些(Cr12MoV)的高硬度模具,有的就选择1040℃的淬火温度,以此来防止弧状裂纹。

3.4 合理锻造及预热处理
淬火前的原始组织对淬火变形有很大的影响。

尤其对高碳工具钢,必须进行合理的锻造以消除网状碳化物及偏析,尽可能使其均匀分布。

对变形要求较严格的工件,在加工过程中,要求进行去应力退火,对变形复杂的零件在淬火前进行退火、正火或调质处理,以减少变形或避免零件变形和开裂。

钢件的预备预热处理,一般是在铸造后立即进行退火或正火,依据不同的情况采用不同的预备热处理方法[3]:(1)低碳钢应选用正火处理,以获得均匀的铁素体加细片状得珠光体组织。

(2)中碳钢及合金钢一般采用完全退火或等温球化退火获得铁素体加片状或球状珠光体组织。

(3)如果仅为了消除铸造应力,则采用去应力退火即可。

(4)较大的大型铸件可采用均匀化退火处理。

3.5 采用合理的热处理工艺
(1)采用一次或多次预热
为了减小热应力缓慢加热,以减小工件的温差,尤其对形状复杂或导热性差的高合金钢制工件模具,采用一次或多次预热,减小变形、防止开裂。

此外,适当降低淬火温度或采用预冷淬火,有利于减小变形。

(2)采用分级或等温淬火
分级淬火是工厂中消除淬火裂纹的行之有效地重要方法,碳素钢合金钢均收到预期效果。

双液淬火是将原件先后在两种淬火介质中进行冷却的方法,多用于碳素工具钢及大截面的低合金工具钢的工件,即在高温区用盐水的快速冷却抑制过冷奥氏体的分解,在低于400℃温度时立即转入油中缓慢冷却以减少淬火内应力,防止淬火裂纹。

4 结束语
关键/重要件都要进行热处理,有的热处理工件就会出现变形甚至开裂,因此提高产品质量、降低废品率、减少热处理变形、防止开裂是我们首要也是最重要的任务之一。

我们要重视现阶段热处理技术,并充分掌握。

另外,在生产过程中要综合分析,找出问题的关键,采取有效地措施,减小热处理变形,避免开裂,达到提高产品质量,降低消耗,增加经济效益的目的。

参考文献
[1] 胡光立.钢的热处理[M].西安:西北工业大学出版社,1996:11.
[2] 崔振铎.金属材料及热处理[M].长沙:中南大学出版社,2010:67.
[3] 国家工业委员会统编.中级热处理工工艺学[M].北京:机械工业出版社,1988:82.。

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