影响淬火热处理变形的主要因素
热处理变形的原因及控制措施
引言 钢件在热处理过程中由于钢中组织转变时比 容变化所造成的体积膨胀， 以及热处理所引起的塑 性变形，使钢件体积及形状发生不同程度改变， 造 成零件的形状和尺寸偏差 . 热处理变形会使工件前 期加工获得的精度受到严重损失， 这些损失有时甚 至通过复杂, 先进的修形技术 （磨齿, 校直等 ） 也难 以恢复 . 这将直接影响工件的精度,强度, 运转时的 噪音, 振动 ,传输功率损失 ,和使用寿命等. 这样即 使用世界上最先进的机床 , 磨床， 也很难加工出高 精度 , 高附加值的产品来 , 由此可见解决热处理变 形的重要性 . 因此， 分析研究工件热处理变形, 开裂 的原因， 掌握其规律性， 并找出减小变形 ,防止开裂 的技术措施， 具有十分重要的意义. 1 热处理变形, 开裂的原因 在生产实际中，热处理变形的表现形式多种多 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， 就其产生的根源来说是由内应力 [1] 所造成的 . 根据内应力的形成原因不同， 可分为热 应力与组织应力 . 工件的变形就是这两种应力综合 影响的结果 . 当应力大于材料的屈服极限时， 就会 发生永久变形， 如果大于材料的强度极限， 工件就 会开裂， 开裂零件无法挽救， 只能报废[2]. 在加热和 冷却过程中， 零件的内外层加热和冷却速度不同造
2013 年第 1~2 期 （ 总第41- 42 期 ）
达州职业技术学院学报
机电与信息技术
热处理变形的原因及控制措施
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热处理变形的原因
热处理变形的原因在实际生产中，热处理变形给后续工序，特别是机械加工增加了很多困难，影响了生产效率，因变形过大而导致报废，增加了成本。
变形是热处理比较难以解决的问题，要完全不变形是不可能的，一般是把变形量控制在一定范围内。
一、热处理变形产生的原因钢在热处理的加热、冷却过程中可能会产生变形，甚至开裂，其原因是由于淬火应力的存在。
淬火应力分为热应力和组织应力两种。
由于热应力和组织应力作用，使热处理后零件产生不同残留应力，可能引起变形。
当应力大于材料的屈服强度时变形就会产生，因此，淬火变形还与钢的屈服强度有关，材料塑性变形抗力越大，其变形程度越小。
1.热应力在加热和冷却时由于零件表里有温差存在造成热胀冷缩的不一致而产生热应力。
零件由高温冷却时表面散热快，温度低于心部，因此表面比心部有更大的体积收缩倾向，但受心部阻碍而使表面受拉应力，而心部则受压应力。
表里温差增大应力也增大。
2.组织应力组织应力是因为奥氏体与其转变产物的比容不同，零件的表面和心部或零件各部分之间的组织转变时间不同而产生的。
由于奥氏体比容最小，淬火冷却时必然发生体积增加。
淬火时表面先开始马氏体转变，体积增大，心部仍为奥氏体体积不变。
由于心部阻碍表面体积增大，表面产生压应力，心部产生拉应力。
二、减少和控制热处理变形的方法1.合理选材和提高硬度要求对于形状复杂，截面尺寸相差较大而又要求变形较小的零件，应选择淬透性较好的材料，以便使用较缓和的淬火冷却介质淬火。
对于薄板状精密零件，应选用双向轧制板材，使零件纤维方向对称。
对零件的硬度要求，在满足使用要求前提下，尽量选择下限硬度。
2.正确设计零件零件外形应尽量简单、均匀、结构对称，以免因冷却不均匀，使变形开裂倾向增大。
尽量避免截面尺寸突然变化，减少沟槽和薄边，不要有尖锐棱角。
避免较深的不通孔。
长形零件避免截面呈横梯形。
3.合理安排生产路线，协调冷热加工与热处理的关系对于形状复杂、精度要求高的零件，应在粗、精加工之间进行预先处理，如消除应力、退火等。
9个影响热处理变形的因素
9个影响热处理变形的因素一、变形的原因钢的变形主要原因是钢中存在内应力或者外部施加的应力。
内应力是因温度分布不均匀或者相变所致，残余应力也是原因之一。
外应力引起的变形主要是由于工件自重而造成的“塌陷”，在特殊情况下也应考虑碰撞被加热的工件，或者夹持工具夹持所引起的凹陷等。
变形包括弹性变形和塑性变形两种。
尺寸变化主要是基于组织转变，故表现出同样的膨胀和收缩，但当工件上有孔穴或者复杂形状工件，则将导致附加的变形。
如果淬火形成大量马氏体则发生膨胀，如果产生大量残余奥氏体则相应的要收缩。
此外，回火时一般发生收缩，而出现二次硬化现象的合金钢则发生膨胀，如果进行深冷处理，则由于残余奥氏体的马氏体化而进一步膨胀，这些组织的比容都随着含碳量的增加而增大，故含碳量增加也使尺寸变化量增大。
二、淬火变形的主要发生时段1.加热过程：工件在加热过程中，由于内应力逐渐释放而产生变形。
2.保温过程：以自重塌陷变形为主，即塌陷弯曲。
3.冷却过程：由于不均匀冷却和组织转变而至变形。
三、加热与变形当加热大型工件时，存在残余应力或者加热不均匀，均可产生变形。
残余应力主要来源于加工过程。
当存在这些应力时，由于随着温度的升高，钢的屈服强度逐渐下降，即使加热很均匀，很轻微的应力也会导致变形。
一般，工件的外缘部位残余应力较高，当温度的上升从外部开始进行时，外缘部位变形较大，残余应力引起的变形包括弹性变形和塑性变形两种。
加热时产生的热应力和想变应力都是导致变形的原因。
加热速度越快、工件尺寸越大、截面变化越大，则加热变形越大。
热应力取决于温度的不均匀分布程度和温度梯度，它们都是导致热膨胀发生差异的原因。
如果热应力高于材料的高温屈服点，则引起塑性变形，这种塑性变形就表现为“变形”。
相变应力主要源于相变的不等时性，即材料一部分发生相变，而其它部分还未发生相变时产生的。
加热时材料的组织转变成奥氏体发生体积收缩时可出现塑性变形。
如果材料的各部分同时发生相同的组织转变，则不产生应力。
如何解决淬火变形和淬火裂纹的问题
如何解决淬火变形和淬火裂纹的问题淬火的定义与目的将钢加热到临界点Ac3（亚共析钢）或Ac1 （过共析钢）以上某一温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体化，然后以大于临界淬火速度的速度冷却，使过冷奥氏体转变为马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺称为淬火。
淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变，得到马氏体或下贝氏体组织，然后配合以不同温度的回火，以大幅提高钢的强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等，从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。
也可以通过淬火满足某些特种钢材的铁磁性、耐蚀性等特殊的物理、化学性能。
钢件在有物态变化的淬火介质中冷却时，其冷却过出一般分为以下三个阶段：蒸汽膜阶段、沸腾阶段、对流阶段。
钢的^透性淬硬性和淬透性是表征钢材接受淬火能力大小的两项性能指标，它们也是选材、用材的重要依据。
1.淬硬性与淬透性的概念淬硬性是钢在理想条件下进行淬火硬化所能达到的最高硬度的能力。
决定钢淬硬性高低的主要因索是钢的含碳量，更确切地说是淬火加热时固溶在奥氏体中的含碳量，含碳量越离，钢的淬硬性也就越高。
而钢中合金元素对淬硬性的影响不大，但对钢的淬透性却有重大影响。
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。
即钢淬火时得到淬硬层深度大小的能力，它是钢材固有的一种属性。
淬透性实际上反映了钢在淬火时，奥氏体转变为马氏体的容易程度。
它主要和钢的过冷奥氏体的稳定性有关，或者说与钢的临界淬火冷却速度有关。
还应指出：必须把钢的淬透性和钢件在具体淬火条件下的有效淬硬深度区分开来。
钢的淬透性是钢材本身所固有的属性，它只取决于其本身的内部因素，而与外部因素无关；而钢的有效淬硬深度除取决于钢材的淬透性外，还与所采用的冷却介质、工件尺寸等外部因索有关，例如在同样奥氏体化的条件下，同一种钢的淬透性是相同的，但是水淬比油淬的有效淬硬深度大，小件比大件的有效淬硬深度大，这决不能说水淬比油淬的淬透性高。
也不能说小件比大件的淬透性高。
钢件热处理变形的原因总结
钢件热处理变形的原因总结
引起热处理变形的因素颇多，总括起来，基本上有三点：
1、固态相变时，各相质量体积的变化必然引起体积的变化，造成零件的胀与缩的尺寸变化；
2、热应力，包括急热热应力和急冷热应力，当它们超过零件在该温度下所具有的屈服极限时，将使零件产生塑性变形，造成零件的形状变化，即歪扭，或称为畸变；
3、组织应力也会引起形状的改变，即畸变。
一般说，淬火工件的变形总是由于以上的两种或三种因素综合作用的结果，但究竟哪一个因素对变形的影响较大，则需要具体情况作具体的分析。
总的来说，体积变化是由相变时比容的改变而引起的。
马氏体的质量体积比钢的其他组成相的质量体积要大，热处理时钢由其他组成相转化为马氏体时，必然引起体积的增加。
而奥氏体的质量体积要比钢的其他组织质量体积要小，在热处理时由其他组成相转变为奥氏体时，则引起体积的减小。
关于形状的变化，歪扭或称为畸变，主要是由于内应力或者外加应力作用的结果。
在加热、冷却过程中，因工件各个部位的温度有差别，相变在时间上有先后，有时发生的组织转变也不一致，而造成内应力。
这种内应力一旦超过了该温度下材料的屈服极限，就产生塑性变形，引起形状的改变。
此外工件内的冷加工残余应力在加热过程中的松弛，以及由于加热时受到较大的外加应力也会引起形状的变化。
在热处理时可能引起体积变化和形状变化的原因见下表。
表中“体积变化原因” 一栏未列入钢因热胀冷缩现象而产生的体积变化，钢由淬火加热温度到零下温度进行冷处理，均随温度的变化而有相应的体积变化，因热胀冷缩而引起的体积变化不均匀乃是热应力产生的原因，而且对变形有相当的影响。
热处理可能引起体积变化和形状变化的原因。
淬火变形问题的解决办法
淬火变形问题的解决办法本文基于淬火变形的机理及其影响因素，浅谈淬火变形的预防控制及后期的机加工补救方法。
一，导致淬火变形的因素1，碳含量及其对淬火变化量的影响高碳钢屈服强度的升高,其变形量要小于中碳钢。
对碳素钢来说,在大多数情况下,以T7A钢的变形量为最小。
当碳的质量分数大于0.7％时,多趋向于缩小;但碳的质量分数小于0.7％时,内径、外径都趋向于膨胀。
碳素钢本身屈服强度相对较低,因而带有内孔(或型腔)类的碳素钢件,变形较大,内孔(或型腔)趋于胀大。
合金钢由于强度较高,Ms点较低,残余奥氏体量较多,故淬火变形较小,并主要表现为热应力型的变形,其钢件内孔(或型腔)趋于缩小。
因此,在与中碳钢同样条件下淬火时,高碳钢和高合金钢工件往往以内孔收缩为主。
2，合金元素对淬火变形的影响合金元素对工件热处理变形的影响主要反映在对钢的Ms点和淬透性的影响上。
大多数合金元素,例如,锰、铬、硅、镍、钼、硼等，使钢的Ms点下降,残余奥氏体量增多,减小了钢淬火时的比体积变化和组织应力,因此,减小了工件的淬火变形。
合金元素显著提高钢的淬透性,从而增大了钢的体积变形和组织应力,导致工件热处理变形倾向的增大。
此外,由于合金元素提高钢的淬透性,使临界淬火冷却速度降低,实际生产中,可以采用缓和的淬火介质淬火,从而降低了热应力,减小了工件的热处理变形。
硅对Ms点的影响不大,只对试样变形起缩小作用;钨和钒对淬透性和Ms点影响也不大,对工件热处理变形影响较小。
故工业上所谓微变形钢,均含有较多量的硅、钨、钒等合金元素。
3，原始组织和应力状态对热处理变形的影响工件淬火前的原始组织,例如,碳化物的形态、大小、数量及分布,合金元素的偏析,锻造和轧制形成的纤维方向都对工件的热处理变形有一定影响。
球状珠光体比片状珠光体比体积大,强度高,所以经过预先球化处理的工件淬火变形相对要小。
对于一些高碳合金工具钢,例如,9Mn2V、CrWMn和GCr15钢的球化等级对其热处理变形开裂和淬火后变形的校正有很大影响,通常以2.5-5级球化组织为宜。
热处理变形的原因
热处理变形的原因在实际生产中，热处理变形给后续工序，特别是机械加工增加了很多困难，影响了生产效率，因变形过大而导致报废，增加了成本。
变形是热处理比较难以解决的问题，要完全不变形是不可能的，一般是把变形量控制在一定范围内。
一、热处理变形产生的原因钢在热处理的加热、冷却过程中可能会产生变形，甚至开裂，其原因是由于淬火应力的存在。
淬火应力分为热应力和组织应力两种。
由于热应力和组织应力作用，使热处理后零件产生不同残留应力，可能引起变形。
当应力大于材料的屈服强度时变形就会产生，因此，淬火变形还与钢的屈服强度有关，材料塑性变形抗力越大，其变形程度越小。
1.热应力在加热和冷却时由于零件表里有温差存在造成热胀冷缩的不一致而产生热应力。
零件由高温冷却时表面散热快，温度低于心部，因此表面比心部有更大的体积收缩倾向，但受心部阻碍而使表面受拉应力，而心部则受压应力。
表里温差增大应力也增大。
2.组织应力组织应力是因为奥氏体与其转变产物的比容不同，零件的表面和心部或零件各部分之间的组织转变时间不同而产生的。
由于奥氏体比容最小，淬火冷却时必然发生体积增加。
淬火时表面先开始马氏体转变，体积增大，心部仍为奥氏体体积不变。
由于心部阻碍表面体积增大，表面产生压应力，心部产生拉应力。
二、减少和控制热处理变形的方法1.合理选材和提高硬度要求对于形状复杂，截面尺寸相差较大而又要求变形较小的零件，应选择淬透性较好的材料，以便使用较缓和的淬火冷却介质淬火。
对于薄板状精密零件，应选用双向轧制板材，使零件纤维方向对称。
对零件的硬度要求，在满足使用要求前提下，尽量选择下限硬度。
2.正确设计零件零件外形应尽量简单、均匀、结构对称，以免因冷却不均匀，使变形开裂倾向增大。
尽量避免截面尺寸突然变化，减少沟槽和薄边，不要有尖锐棱角。
避免较深的不通孔。
长形零件避免截面呈横梯形。
3.合理安排生产路线，协调冷热加工与热处理的关系对于形状复杂、精度要求高的零件，应在粗、精加工之间进行预先处理，如消除应力、退火等。
影响淬火热处理变形的原因
影响淬火热处理变形的原因淬火是将钢件加热到临界温度以上,保温适当的时间,然后以大于临界冷却速度冷却,获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺,它是强化钢材的最重要的热处理方法。
大量重要的机器零件及各类刀具、刃具、量具等都离不开淬火处理。
需要淬火的工件,经过加热后,便放到一定的淬火介质中快速冷却。
但冷却过快，工件的体积收缩及组织转变都很剧烈，从而不可避免地引起很大的内应力，容易造成工件变形及开裂。
由于淬火变形影响因素非常复杂，导致变形控制十分棘手。
而采用校直办法纠正变形或通过加大磨削加工余量，都会增加成本，因此研究钢件淬火热处理变形的影响因素，提出防止变形的措施是提高产品质量、延长零部件使用寿命、提高经济效益的重要课题。
零件热处理变形原因分析1 热应力引起的变形钢件在加热和冷却过程中,将发生热胀冷缩的体积变化以及因组织转变时新旧相比容差而产生的体积改变。
零件加热到淬火温度时,屈服强度明显降低,塑性则大大提高。
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Cr12MoV、高速钢W18Cr4V之类的工具钢，淬火加热温度很高，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。
此外,铸钢件和锻件毛坯,如果表层存在着一层脱碳层,由于表层和心部导热性能不同,在淬火加热较快时,也会产生热应力而引起变形。
冷却时由于温差大,热应力是造成零件变形的主要原因。
2 组织应力引起的变形体积的变化往往与加热和冷却有关,因为它和钢的膨胀系数相关。
比容的变化导致零件尺寸和形状的变化。
组织应力的产生起源于体积的收缩和膨胀，没有体积的膨胀,就没有组织转变的不等时性,也就没有组织应力引起的变形，导致热处理变形的内应力是热应力和组织应力共同作用形成的复合应力，热应力和组织应力综合作用的结果是不定的,可能因冷却条件及淬火温度的不同而产生不同情况，淬火应力是由急冷急热应力及由组织转变不同时所引起的应力综合构成的。
热处理变形基础知识
热处理变形工件的热处理变形—主要是由于热处理应力造成的。
工件的结构形状、原材料质量、热处理前的加工状态、工件的自重以及工件在炉中加热和和冷却时的支承或夹持不当等因素也能引起变形。
凡是牵涉到加热和冷却的热处理过程,都可能造成工件变形。
但是,淬火变形对热处理质量的影响最大。
严重的淬火变形往往很难通过最后的精加工加以修正,即使对淬火变形的工件能够进行校正和机加工修整,也会因而增加生产成本。
工件热处理后的不稳定组织和不稳定的应力状态,在常温和零下温度,长时间放置或使用过程中,逐渐发生转变而趋于稳定,也会伴随引起工件的变形,这种变形称为时效变形。
时效变形虽然不大,但是对于精密零件和标准量具也是不允许的。
工件的热处理变形分为尺寸变化(体积变形)和形状畸变两种形式。
尺寸变形归因可相变前后比体积差引起工件的体积改变,形状畸变则是由于热处理过程中,在各种复杂应力综合作用下,不均匀的塑性变形造成的。
这两种形式的变形很少单独存在,但是对具体工件和热处理工艺,可能以一种形式的变形为主。
1>工件热处理的尺寸变化不同的组织具有不同的体积。
常见组织的比体积表如下;组织wc(％) 室温下的比体积/ (cm3/g)奥氏体0—2 0.1212+0.0033(C％)马氏体0---2 0.1271+0.0025(C％)铁素体0---0.02 0.1271渗碳体 6.7+-0.2 0.130+-0.001∈-碳化物8.5+-0.7 0.140+-0.002石墨100 0.451铁素体+渗碳体0---2 0.1271+0.0005(C％)低碳马氏体+∈-碳化物0---2 0.1277+0.0015(C％-0.25)铁素体+∈-碳化物0---2 0.1271+0.0015(C％)工件在热处理加热和冷却过程中,由于相变引起的体积差造成的体积变形。
碳钢组织转变引起的尺寸变化组织转变体积变化(％) 尺寸变化(％)球状珠光体->奥氏体- 4.64+2.21(wc) - 0.015+0.0074(wc)奥氏体->马氏体 4.64 – 0.53 (wc) - 0.0155+0.0018(wc)球状珠光体->马氏体 1.68 (wc) 0.0056(wc％)奥氏体->下贝氏体 4.64 – 1.43 (wc) 0.0156 – 0.0048(wc)球状珠光体->下贝氏体0.78 (wc) 0.0026(wc)奥氏体->铁素体->渗碳体 4.64 – 2.21(wc) 0.0155 – 0.0074(wc)球状珠光体->铁素体->渗碳体0 02>工件热处理的形状畸变工件热处理的形状畸变有多种原因。
20号钢渗碳淬火变形
20号钢渗碳淬火变形20号钢是一种广泛应用于汽车、拖拉机及一般机械制造业的钢材，其渗碳淬火过程中的变形问题一直是制造业者关注的焦点。
下面将从热处理工艺、原材料、机械加工、工件结构等方面分析20号钢渗碳淬火变形的原因，并针对这些原因提出相应的解决方案，以帮助企业更好地控制工件变形，提高产品质量。
一、20号钢渗碳淬火变形的原因1、热处理工艺不当：渗碳淬火过程中，温度控制不准确或冷却速度过快，会导致工件内部产生热应力，从而引起变形。
2、原材料问题：原材料的化学成分、晶粒度、合金元素等都会影响渗碳淬火过程中的变形。
例如，碳含量过高、晶粒度粗大等都可能导致工件变形。
3、机械加工因素：工件在机械加工过程中，加工余量过大、刀具磨损、切削热等问题，也会导致工件变形。
4、工件结构因素：工件结构复杂或存在局部热处理不均匀等问题，可能引发工件变形。
二、减小20号钢渗碳淬火变形的措施1、优化热处理工艺：制定合理的热处理工艺参数至关重要。
根据20号钢的特性，选择合适的渗碳温度、时间和冷却速度，以达到30-35HRC的硬度。
同时，严格控制加热速度和冷却速度，避免因温度变化过快而导致的热应力过大，确保工件内部热应力平衡，减小变形。
2、提高原材料质量：选用优质钢材，控制好化学成分和晶粒度，确保原材料质量符合要求。
并对原材料进行严格的化学成分分析和物理性能测试，确保原材料的质量达到要求。
此外，对原材料的晶粒度进行检测，以确保其符合规定范围。
3、机械加工注意事项：合理安排加工工艺，要注意控制加工余量，避免因加工余量过大而导致工件变形。
合理选择刀具，注意刀具的磨损和切削热对工件的影响。
此外，合理安排加工顺序，避免因加工顺序不当导致的工件变形。
4、工件结构设计：工件的结构设计也是影响渗碳淬火变形的重要因素。
设计时应尽量使工件结构简单、对称，避免复杂结构带来的热处理不均匀问题。
对于存在局部热处理不均匀的工件，可以采用局部淬火或分区淬火的方法，以减小变形。
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１ 零 件 热处理 变 形原 因分 析
１１热应 力引起 的变形 ．
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 布的特征 。它 黾 映钢在淬火时 ， 氏体转变为 马氏体的难易程 奥 度 。钢 的淬透 性 与钢 的临界冷却速度 有密切的关系 ， 临界冷却速 度 越底 ， 的淬 透性越好 ， 临界 冷却速度 的主要 因素是钢 的 钢 降低 化学成分 ， 例如合金钢的淬透性 比碳钢好 。 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 ， 对于重要的 、 形状复杂 的、 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 ，
维普资讯
２ ６ 第３卷） 期 ０ 年（ ５ 第５ ０
工业科技
彩响淬火热处理炙彭 主要 围东
李爱英
（ 兰州市经济管理干部学校 ， 甘肃 兰州 ７ ０３ ） ３００
摘要：分析零件 淬火变形的主要 因素及控 制热处理变形、 提 由图 １ 司见 ，形成显微裂纹敏感度 随马氏体 中碳含量增 高 高零件热处理质量的方法。 增大。当钢 中碳含量大于 １ ％时 ，形成显微裂纹敏感度反 而减 ． ４ 关键词： 热处理 淬火 变形 小。因为钢中碳含量大于 １ ％ ． 时马 氏体 的形态改变 了 ， ４ 片变得厚
淬火是将钢件加热 到临界温度 以上， 保温适 当的时间， 以 然后 大于临界冷却速度冷却， 马氏体或 贝氏体组织 的热处理工艺， 获得 它是强化钢材的最重要 的热处理方法 。 量重要 的机器零 件及各 大 类刀具 、 刃具 、 量具等都离 不开淬火处理 。需要淬火的工 件， 经过 加热后， 便放到一定的淬火介 质中快速冷却 。 但冷却过快 ， 的 工件 体积收缩及组织转变都很剧烈 ， 从而不 可避免地 引起很 大的内应 力， 容易造成工件变形及开裂。 由于淬火变形影响因素非常复杂 ， 导致变形控制十分棘手 。 而采用校直办法 纠正变形或通过加大磨 削加工余量 ， 增加 成本 ， 都会 因此研究钢件淬火热处 理变形 的影 响 因素 ， 出防止 变形 的措施是提高 产品质量 、 长零 部件使用 提 延 寿命、 提高经济效益的重要课题。
而短 ， 马氏体 之间 的夹角变小 ， 撞击机会 和应力都有所减小 。 因 此， 高碳钢 过热 淬火 容易开裂 ， 因为奥 氏体 晶粒粗 大和 马氏体 是 碳含量过高而 ；起形成显微裂纹敏感度增大的缘故 。 Ｉ 为防止变形 和开裂 ， 过共析 钢通 常采用不完全淬火获 得隐晶马 氏体 ， 不易产
２ 影响淬火热处理变形的主要因素
在实 际生产 中 ， 响淬火热处 理变形 的因素有很多， 中主 影 其 要包括钢 的原 始组织 、 碳量 、 件尺寸 和形状 、 含 零 淬火介 质 的选 择、 淬火工艺 、 钢的淬 透性 等。
２１钢 中 ．
零 件淬火 拘组织状态对零件 的淬火质量有很 大影 响， 如碳 素工具钢 、 ≥ 合ｊ 工具钢 、 承钢等 ， 些钢在锻造加 工以后 ， 轴 这 必须 进行球 化退火 ， 将片状珠光体变为球状 珠光体 ， 火加热 时， 在淬 奥 氏体晶粒不易 长大 ， 冷却时工件的变形和开裂倾 向小 。另外偏析 现象和网状组织， 对淬火后工件的变形、 特别是对细长轴的弯曲 变形影响很大 ，材料的本质晶粒度越细， 屈服强度越 高， 对变形 的 抗力越大， 工伺淬火后 的变形量就相应减小 。 ２４淬火介质对零件淬火热处理变形的影响 ． 根据碳钢 的等温 转变图可知 ，为 了抑 制非马 氏体 转变 的产 生 ，在 ｃ曲 “ 鼻子 ”附近 （ Ｏ℃左 右 ）需要快 冷 ，而在 ５ ５ ６ ５ ０℃以上或 ４ Ｏ Ｏ℃以下 温度 范围 ， 并不需要快冷 ， 特别在 Ｍ 线附近发 马 氏体转变时需要缓慢冷却 ， ｓ 为使马 氏体转变时 产生 的热应力 和组织应力最小 ， 以防止淬火变形 和开 裂。 因此 ， 钢 的理想淬火冷 却速度如图 ２ 所示 ： 般认为． 淬火介质 ３ ０ ０ ℃时 的 冷 却速度对变形 的影 响是 关键 的， 应 根据钢 的淬透 陛、 零件截 面尺寸和表 面粗糙度， 【 合理选用淬火介质。常用 ： 的淬火介质确水 、 以及盐 类水溶 明 油、 液、 熔盐 、 空气等。 的冷却特性不理 水 想， 在要求快 冷区间 ６ ０ － ０ ℃时 ， ５ －４ ０ 水 的冷却速度很小 ， 大约 ２０Ｃｓ ０ ￣／而 ， 在 ４０ ０ ％以下需要漫冷 的区间 ， 的冷却速度大增 ， 水 大约 ３０Ｃ ０￣达 到最大值 ８０ ／使零件淬火变形及 开裂倾 向最 大。一般情况下 ０’ ｓ Ｃ， 碳钢常采用淬火烈度 大的水或水溶液作为淬火介质 ； 而合金钢一 般用油作为淬火介质。 因此 ， 选择淬火介质 的正确原则是 ， 在保证 淬硬 的前提下 ， 量选择淬火烈度小 的淬火介质 ， 尽 以减小 淬火变
又能减少变形 及开裂。 ２３ 钢的原始： ． 丑织对零件淬火变形的影响
钢件在加热 和冷却过 程中， 将发生热胀冷缩 的体积变化 以及 因组织转变时新 旧相 比 差而产生 的体积改变。 容 零件加热到淬火 温度时， 屈服强度 明显降低， 塑性则大大提高。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 ， 金模具 如合 钢 Ｃ ｌＭｏ ｒ２ Ｖ、高速钢 Ｗ１Ｃ４ ８ ｒＶ之类 的工具钢 ，淬火加热温度 很 高， 如不采用 多次预热和缓 慢加 热， 不但会 造成零件变形， 会 而且 导致零件开裂而报废。此外， 铸钢件和锻 件毛坯， 如果表层存在着 层脱 碳层， 由于表层 和心部导 热性能不 同， 火加 热较快 时， 在淬 也会产生热 应力而引起变形 。冷却时 由于温差大， 应力 是造成 热 零 件变形 的主要原因 。
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１２组 织应 力引起 的变形 －
体积 的变化往往 与加热和冷却有关， 因为它 和钢 的膨 胀系数 相 关。比容的变化导致零件尺寸和形状的变化。组织应力 的产生 起 源于体 积的收缩 和膨胀 ， 没有体 积的膨胀 ， 就没有组织 转变的 不等时性 ， 也就没 有组织 应力引起 的变形 ， 导致热处理变 形的内 应 力是热应力 和组织应力共 同作用形成 的复合应力 ， 热应力和组 织 应力综合作用的结果是不定 的， 可能因冷却条件及淬火温度 的 不同而产生 不同情况 ， 淬火应力是 由急冷 急热应力及 由组织转变 不同时所 引起 的应力综合构成 的。