减小和控制热处理变形的有效措施(1)
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。
材料热处理变形的因素与控制
材料热处理变形的因素与控制摘要：随着金属材料加工与热处理技术的有机融合，不断对材料内部结构进行优化，有效提升材料性能。
，以保证在实际生产中热处理过程的有效应用，对中国的金属行业提升生产能力、提高产品质量的同时，在一定程度上推动相关企业的快速健康的发展。
因此，本文着重解决在对金属材料热加工中影响变形的原因，以及解决办法，以此来提高在金属材料加工当中的难题。
关键词：材料、热处理、变形、因素与控制一、影响金属材料热处理变形的因素1 时效、冷处理冷处理会导致残余奥氏体转变为马氏体，由于金属材料体积变大；低温回火和时效会使金属材料变形两种效应，这是由马氏体的分解造成的，硬质金属材料小；另一种是应力松弛的影响，造成金属材料的变形。
2 原始组织、应力状态①原材料的微观结构会影响金属材料的变形，如碳化物数量、合金元素的形态和偏析、以及纤维的锻造方向。
调理治疗通常是有效的，可以有效降低金属材料的绝对水平变形，淬火变形更多规则和进一步控制目的的变形金属材料。
②化学热处理的主要目的是提高金属材料的表面性能，如提高金属材料表面的氧化性，提高金属表面的耐磨性等。
二、影响材料热处理变形的因素1 温度对热处理造成变形的因素有很多，主要温度为主要影响因素，温度高低、保温时间等都会直接影响热应力以及组织应力形成以及产生的影响，另外，随着温度升高，金属塑形会逐渐增大，导致高温蠕变趋势更加明显，在淬火环节，加热温度主要对金属材料翘曲变形产生影响，对体积变形中所引发的尺寸变化并无明显影响。
因此，需要获得热处理参数的性能指标，同时，要想降低变形，需要对热处理的问温度进行严格测量与控制。
2 结构尺寸对于高碳钢轴类零件以及长轴类零件，在淬透后是马氏体组织，其主要组织应力形变，因此，其体积会有所增大，长度以及直径会有所增强。
合金钢轴类零件有着良好的淬透性，材料变形主要是由热应力以及组织应力共同作用产生，尺寸较小工件的长度与直径均会有所增大，而大尺寸工件的直径会缩小，长度会增大。
关于金属热处理变形原因及改善的技术措施
关于金属热处理变形原因及改善的技术措施
赵新 哈尔滨电气动力装备有限公司 黑龙江哈尔滨
【 搞 要ｌ工业化 的发展有效的促进 了 我国国家整体 实力的提升， 在当
今世 界的发展 过程中 ， 工业实力的强弱影响着一个 国家排零件 结构 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 畴变和开 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 ： 工件应 尽量避免 尖锐 棱角， 沟 槽等 ， 在 工件的厚 薄交界 处 、 台
热处 理的 方式 改善金 属的结 构， 使其 在应 用过程 中达 到新的 刚度以 及 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。 韧性 ， 提 高在使用过程 中技 术部件的质量。 在进行金属热处 理的过程 中， 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 由于金属 部件长相 各不相同的原 因， 在实际的进行 热处 理时， 会出现 金 形也 越大 。 可以在 在保证模 具硬 度要求的 前提 下， 尽量 采用 预冷； 采 用
体实力。 在 我国各 行业 不断更新技 术措施 ， 改革现有施 工环境 的过程 中 ， 我们发现各种金属 的运 用以及加工都成为了 部 分工业不可避免要 使用的一 项措施 。 在金属的使用加工过程 中 ， 对现有金属进行提 炼处理 ， 并对其进行 金属热处理 加工， 已经成为了 在使用的必备措施 。 在金属使用的过程中＇ 由
１ ． 金 属热 处 理 变形 的原 因 相 同， 锻 造所形成 的结构 也各不相 同， 所以在进行 炉内加热 的过程 中由 在 工业发 展的过程 中， 金属原件 的使用涉及的范 围十 分的广阔。 在 于金 属部 件本身 的结构 影 响， 在 进行 受热 的过程 中首先会 出现受 热 不
201不锈钢热处理变形
201不锈钢热处理变形201不锈钢是一种高强度、耐腐蚀性能优异的不锈钢材料，广泛应用于航空航天、化工、石油、电子等领域。
在使用过程中，不锈钢材料经过热处理会发生一定的变形。
本文将探讨201不锈钢热处理变形的原因及其解决方法。
一、201不锈钢热处理变形的原因热处理是通过改变材料的组织结构和性能来满足特定的使用要求。
201不锈钢在热处理过程中，由于内部应力的释放和晶粒的长大，往往会出现一定程度的变形。
主要原因包括：1. 内应力的释放：在不锈钢材料的加热和冷却过程中，由于热膨胀系数的不同，不同部位的温度变化不一致，导致内部产生应力。
这些内应力在热处理过程中会得到释放，引起材料的变形。
2. 晶粒长大：在热处理过程中，不锈钢材料的晶粒会发生长大，这种长大往往会引起材料的变形。
晶粒长大是因为在高温下，晶界的迁移速度增加，晶粒逐渐长大。
3. 机械应力导致的变形：在热处理过程中，如果材料受到机械应力的作用，也会导致材料的变形。
这种机械应力可以是由于材料本身的形状不均匀或者外部施加的载荷等。
针对201不锈钢热处理变形的问题，可以采取以下解决方法：1. 控制热处理温度和时间：合理控制不锈钢材料的热处理温度和时间，可以减少材料的变形。
通过优化热处理工艺参数，可以使材料内部应力和晶粒长大趋于平衡，减少材料的变形。
2. 采用适当的退火工艺：针对201不锈钢的热处理变形问题，可以采用适当的退火工艺进行处理。
退火可以通过恢复应力、减小晶粒尺寸等方式来减少材料的变形。
3. 加强材料的支撑和固定：在热处理过程中，可以采取合理的支撑和固定措施，防止材料发生变形。
通过加强材料的支撑和固定，可以减少材料的机械应力导致的变形。
4. 优化材料的化学成分：合理控制201不锈钢材料的化学成分，可以改善材料的热处理性能，减少材料的变形。
通过调整材料的合金元素含量和比例，可以降低材料的内应力和晶粒长大的程度。
总结起来，201不锈钢热处理变形是由内应力的释放、晶粒长大和机械应力导致的。
齿轮热处理变形与控制考核试卷
考生姓名：__________答题日期：_______得分：_________判卷人：_________
一、单项选择题（本题共20小题，每小题1分，共20分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1.下列哪种齿轮热处理方式最易导致变形？( )
A.渗碳淬火
B.硬氮化
五、主观题（本题共4小题，每题10分，共40分）
1.请简述齿轮热处理变形的主要原因，并列举三种控制齿轮热处理变形的方法。（10分）
2.描述齿轮热处理过程中热应力与组织应力产生的原因，并说明如何通过热处理工艺的调整来减小这两种应力。（10分）
3.详细说明在齿轮热处理过程中，如何通过控制加热和冷却速度来减少齿轮变形，并讨论不同冷却介质对变形控制的影响。（10分）
A.缓慢冷却
B.快速冷却
C.高温回火
D.低温回火
14.在齿轮热处理过程中，以下哪种措施可以减少热应力和组织应力？( )
A.提高加热温度
B.降低冷却速度
C.适当预热
D.严格控制加热时间
15.以下哪种因素会影响齿轮热处理变形程度？( )
A.材料的屈服强度
B.材料的弹性模量
C.材料的硬度和韧性
D.所有上述因素
13.以下哪些因素可能导致齿轮热处理变形加剧？( )
A.材料中的杂质
B.热处理过程中的温度波动
C.冷却不均匀
D.齿轮结构复杂
14.以下哪些措施可以帮助控制齿轮热处理过程中的组织转变？( )
A.控制加热速率
B.选择合适的保温时间
C.调整冷却速度
D.改变材料成分
15.以下哪些方法可以用来调整齿轮热处理后的性能？( )
16.以下哪种热处理方式可以降低齿轮变形？( )
浅谈如何减小金属热处理变形
发生变 形的不可避免性 ， 只 能 采 取 相 关 办
法 将 其 变 形 量控 制 在 最 小 范 围 内。
层 表 面 残 留奥 氏 体 量 减 少 ， 从 而 使 齿 面 硬 匀 ， 避 免 因 受 热 不 均 或 者 降温 不 均 导 致 工 度达 到最佳 性能 。 通过 比较可 以得 出 件 拉 应 力或 组 织 应 力 发 生 变 化 ， 使 工 件 变 ２ ０ Ｃ ｒ Ｎ１ ２ Ｍｏ Ａ钢 齿 圈渗 碳 后应 采 用 球 化退 形 量 增 大 。
焊接变形改善措施方案
焊接变形改善措施方案
焊接变形是在焊接过程中由于热量的影响而引起的金属结构形状发生偏离的现象。
焊接变形不仅会降低焊接件的精度和质量，还可能对焊接结构的强度和稳定性产生不利影响。
为了改善焊接变形，以下是一些常用的措施方案：
1. 选用合适的焊接参数：在进行焊接前，应根据焊接材料的性质和焊接结构的要求，合理选择焊接电流、电压、焊接速度等焊接参数。
通过调整焊接参数，可以控制焊接过程中的热输入，从而减小变形的发生。
2. 使用预留间隙：在焊接结构设计过程中，可以合理设计预留间隙。
预留间隙可以提供材料热膨胀的余地，从而降低焊接过程中的应力集中，减小变形的程度。
3. 采用预热和后热处理：通过对焊接件进行预热，可以使焊接材料的内部应力得到释放，从而减小变形的发生。
在焊接完成后，进行适当的后热处理，可以进一步改善焊接结构的性能和形状稳定性。
4. 使用临时支撑和夹具：在焊接过程中，可以利用临时支撑和夹具来固定和支撑焊接件，从而减小焊接过程中的变形。
5. 采用分段焊接：在焊接大型结构时，可以采用分段焊接的方式。
分段焊接可以减小焊接过程中的热输入和热冲击，从而降低变形的程度。
6. 优化焊接顺序：根据焊接结构的特点和要求，优化焊接顺序可以有效减小焊接变形。
在焊接过程中，应先焊接承载结构的重要部位，然后再进行其他部分的焊接。
综上所述，通过合适的焊接参数选择、预留间隙设计、预热和后热处理、临时支撑和夹具、分段焊接以及优化焊接顺序等措施方案，可以有效改善焊接变形问题，提高焊接质量和结构的稳定性。
金属材料热处理变形的影响因素与控制策略
金属材料热处理变形的影响因素与控制策略摘要：热处理是金属材料加工的重要环节，其处理的好坏直接关系到金属材料的加工质量。
目前，金属材料在多种因素的作用下会产生形变，从而对其性能产生一定的影响。
所以，对金属材料的变形进行有效的控制就显得尤为重要。
本文重点讨论了金属材料热处理过程中的各种影响因素及控制方法，以期为今后的发展提供一定的借鉴。
关键词：热处理；金属材料；变形因素；控制策略引言采用热处理工艺进行金属材料的加工和制造，可以从根本上改变其化学性质和物理形态，使其性能得到进一步的提高，满足了经济和社会的需要。
由于对热处理工艺和工作环境的要求很高，因此，在实际应用中，金属材料在热处理过程中往往会出现一些变形，为了降低发生变形的可能性，提高产品的质量和水平，必须从当前的发展现状出发，深入研究影响到金属材料的变形原因及其控制策略。
一、金属材料热处理变形的影响因素（一）热应力引起的变形热应力作用下的变形主要出现在热应力形成的早期，此时工件的内部处于高强度的塑性状态。
由此，在初始热应力（表面是拉应力，心部是压应力）超出了钢材的屈服强度，从而产生了塑性变形。
1、加热时产生的热应力引起的变形在入炉时，工件的表面会受到热量的影响而发生膨胀，随着加热温度的升高，材料的线性膨胀系数也随之增大。
对于热处理变形量小的工件，应首先进行预热，然后逐步升温至更高的温度，以减少加热过程中的热应力。
在低温度和低变形的氮化过程中，缓慢的加热往往是降低变形的一种有效途径。
2、冷却时产生的热应力引起的变形工件在冷却过程中所引起的热应力大于在加热过程中所引起的热应力。
尤其是在盐水中冷却的碳钢件，由于温度和温度的变化，会产生较大的热应力。
（二）组织应力引起的变形1、组织应力引起的变形组织应力导致的变形，是导致材料体积发生改变的重要原因。
由于不同组织的比容，在淬火和冷却时，体积的改变是不可避免的。
该变形特征是，工件的各个部件的大小以相同的速度膨胀或缩小，而不会对工件的外观产生影响。
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热处理变形产生的原因及控制方法学院：化学化工学院班级：09材料化学姓名：张怡群学号：090908050摘要：热处理变形是热处理过程中的主要缺陷之一，对于一些精密零件和工具、模具，常常会因为热处理变形超差而报废。
为此，本文对热处理变形产生的原因进行了阐述，并总结了减少和控制热处理变形的几种方法。
关键词：热处理变形、产生原因、控制方法前言：金属热处理是将金属工件在适当的温度下通过加热、保温和冷却等过程，使金属工件内部组织结构发生改变，从而改善材料力学、物理、化学性能的工艺。
热处理是改善金属工件性能的一种重要手段。
在工件制造中选取合适的材料后，为了达到工艺要求而经常采用热处理工艺，但是热处理除了具有积极作用外，在处理过程中也不可避免地会产生形变。
在实际生产中，热处理产生的变形，对后续工序的影响是至关重要的，有些贵重材料和一些机器中的重要零部件，因变形过大而导致报废。
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。
变形是热处理较难解决的问题，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。
正文：1热处理变形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, 可分为内应力造成的应力塑性变形和比容变化引起的体积变形两大类。
(1) 内应力塑性变形热处理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造成各处温度不一致,致使热胀冷缩的程度不同, 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) 比容变形在热处理过程中, 各种相结构的组织比容不同,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余奥氏体的多少和钢的淬透性等因素有关。
2减少和控制热处理变形的方法2.1 热处理温度的控制在热处理工艺中，对工件热加工温度的设定是重中之重，而仅仅设定准确还是远远不够的。
在热处理过程中，炉内的温度测量是热处理工艺的重要参数测量。
要是测量不准确，热处理质量就无法得到保证，而且温度与热处理后的工件性能线后，工件的硬度并不随温度的上升有明显提高，但密切相关。
在温度超过AC3由于温度升高导致内应力加大，加大了变形量。
由此可见：（1）降低工艺温度后，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）工艺温度降低后，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降低，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）如果工艺温度降低且热处理工艺时间缩短，则工件高温蠕变时间减少，变形也会减少。
2.2 工件的冷却的控制在工件热处理中影响形变的第二大因素就是冷却，在热处理过程中冷却速度越快，冷却越不均匀，产生的应力越大，工件的变形也就越大，所以在冷却过程中冷却介质的选择就至关重要。
当采用水溶性介质时工件在硬度、变形量方面取得了较好的平衡，由此可见应尽量采用水溶性介质，必要时可以采用等温淬火的方法让内应力逐步释放出来将形变减小到最低而且在冷却时需要使冷却介质以适当的流速均匀地流过所有工件，使每一个工件的各个部位都均匀地却，从而减少因温度差而引起的热应力。
2.3 炉内温度均匀性的控制炉内温度均匀性是造成热处理形变的因素之一，如果在工件的不同部位产生温差，那末有温差就有热应力，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所以提高炉温均匀性，尤其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同的速度升温，并同时达到渗碳温度也是控制变形的关键，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造成的温度分布不均匀，并且可以避免因加热过快而造成的开裂。
2.4 进行必要的预先热处理最终热处理前的金相组织对最终热处理变形关系甚大，因此对形状复杂、要求高、易产生变形的工件需要进行必要的预先热处理，以消除网状碳化物和粗大晶粒，通常采用正火 (低碳钢类)，球化退火 (高碳钢类) 和调质 (要求高的结构件)。
2.5 制订合理的热处理工艺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 范围内，要缓慢加热，因为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适当缩短保温时间，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，这都有利于减小变形。
C、采用合理的淬火方式。
淬火方式和冷却介质的选择对减小和控制热处理变形具有很大作用，由于在这个过程中，不仅出现热应力，而且还出现组织应力，因此必须十分慎重，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时性，从而实现减小组织应力造成的变形，采用的方法有：（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，在技术条件允许时，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，然后再全部淬火。
(b）双重冷却淬火。
当单一介质不能同时满足工件淬火变形及组织要求时，采用先后在两种介质中进行冷却的方法，如油、空气鼓风喷雾等等。
（c）分级淬火。
将奥氏体化后的工件，首先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。
对于仅要求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，而其余部分在空气中冷却。
(f )充分回火。
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，选择适当的回火温度，并保证回火要充分。
在回火过程中，利用回火加热消除变形应力。
2.6正确掌握热处理操作方法为了减小和控制热处理变形还必须正确掌握热处理操作方法。
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。
½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。
另外，做好淬火前保护，如把一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，才表现出影响变形的主要因素和次要因素。
在选择预防热处理变形的具体措施时，应根据具体情况制定具体办法，许多减小和控制热处理变形的有效措施均来源于实践，要反复几次后才能探索出一些规律，还要配合从理论上对变形基本规律的分析研究才能正确制定出来。
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