分析金属材料热处理变形问题及开裂问题的解决措施
金属冶炼中的缺陷分析与改善措施
VS
详细描述
残余应力可能会导致金属的变形、开裂和 疲劳失效。例如，焊接过程中产生的残余 应力可能导致焊缝区的应力集中，降低焊 接结构的承载能力。
03
金属冶炼缺陷成因分析
原料质量影响
总结词
原料质量是影响金属冶炼质量的关键因素之 一，如果原料中含有杂质、缺陷或不符合标 准，会导致冶炼过程中出现各种问题。
环境因素影响
总结词
环境因素如温度、湿度、空气质量等也会对金属冶炼过 程产生影响，从而影响最终产品的质量和性能。
详细描述
环境温度过高或过低都会影响熔炼温度的控制和冷却速 度的掌握；湿度过高会导致金属表面氧化、腐蚀等问题 ；空气中的污染物也会对金属表面质量产生影响。因此 ，在金属冶炼过程中，需要严格控制环境因素，以保证 最终产品的质量和性能达到要求。
通过采用适当的均匀化处理技术，如 长时间高温加热、缓慢冷却或特殊热 处理工艺，使合金元素在金属中均匀 分布，提高金属的力学性能和耐腐蚀 性。
改进冷却与热处理工艺
总结词
合理的冷却与热处理工艺可以进一步优化金属的组织结构和性能。
详细描述
根据金属的种类和用途，选择适当的冷却速度和热处理工艺，如淬火、回火、退火等，以获得最佳的 组织结构和机械性能。同时，要严格控制冷却与热处理的温度和时间。
详细描述
原料中的杂质会严重影响金属的纯度，导致 冶炼出的金属性能下降。同时，原料中的缺 陷如裂缝、气泡等也会在冶炼过程中扩大， 最终形成废品。因此，选用高质量的原料是 金属冶炼过程中的首要任务。
熔炼温度与时间控制不当
总结词
熔炼温度与时间是金属冶炼过程中的重要参数，如果控制不当，会导致金属内部组织结 构不均匀、产生气孔等问题。
详细描述
Q345C钢板弯曲裂纹原因分析及应对措施
表 １ Ｑ３４５Ｃ 化学成分（％）
元素 Ｃ
Ｍｎ
Ｓｉ
Ｐ
Ｓ
Ａｌ
Ｖ
Ｎｂ
Ｔｉ
含量 燮 ０．２０ 燮 １．７０ 燮 ０．５５ 燮 ０．０３５ 燮 ０．０３５ 叟 ０．０１５ ０．０２－０．１５ ０．０１５－０．０６０ ０．０２－０．２０
１．２ 板材轧制方向的影响 Ｑ３４５Ｃ 钢板由钢坯加热轧制而成，轧制就是将
拉伸试验。从表 ２ Ｑ３４５Ｃ 钢板拉伸试验数据可以看 出，钢板横向与纵向的机械性能有一定的差别，钢板 横向的塑性和韧性性能低于纵向 ４ ％左右。
表 ２ Ｑ３４５Ｃ 拉伸数据
板厚（ｍｍ） １０ ２０
轧制方向 横向 纵向 横向 纵向
抗拉强度（Ｍｐａ） ５２５－５４０ ５３５－５５０ ４９５－５１５ ５１０－５３５
刺或者对有毛刺的弯曲部分进行退火处理，提高其 塑性。
（３）超过厚板弯曲极限而又要弯曲成小半径时， 采用附加反压法。该方法是自由弯曲模中，下模使用 强力顶料板，其能在弯曲过程中对板的变形部分增 加压缩应力，从而可以使最小弯曲半径显著减小，防 止裂纹的产生。
（４）如要加工图 １（ａ）中的折弯，可以将曲线从 毛坯断面后移（２ｔ＋Ｒ），或者将弯曲线对齐毛坯断面， 则须制出（１．５－２．０ｔ＋Ｒ）的空槽。图 １（ｂ）中进行中空弯 曲加工时，首先要考虑冲出大于板厚 ２－３ 倍的槽，然 后就行弯曲；或者在前道工序中开出圆形的工艺孔， 而后进行冲裁（切口）－ 弯曲加工。
对下好料的钢板进行 ９００ ℃正火处理。正火可 以细化晶粒，均匀组织，改善钢板的综合机械性能， 在不降低强度的条件下，提高钢板的塑性和韧性。
取压弯成型时在压弯处有裂纹的零件，制成拉 伸试样，采用 ９００ ℃空冷正火处理后进行拉伸试验， 表 ２ 为拉伸试验数据，从表 ３ 正火态 Ｑ３４５Ｃ 钢板拉 伸试验数据可以看出，强度基本没有变化，但伸长率 横向与纵向变化很大，和热轧态相比，提高了 １０ ％左 右，而且横向与纵向的伸长率基本相同，因此热处理 后的钢板塑性和韧性提高很多。基本能够满足弯曲 要求。对发现裂纹的零件，进行了 ９００ ℃正火处理， 在处理后进行压弯成型，未发现裂纹。
第四章 材料的断裂性能
第四章 材料的断裂韧性
➢对于陶瓷材料和复合材料，目前常利用适当的 第二相提高其断裂韧度，第二相可以是添加的， 也可以是在成型时自蔓延生成的。 ➢如在SiC、SiN陶瓷中添加碳纤维，或加入非晶 碳，烧结时自蔓延生成碳晶须，可以使断裂韧度 提高。
29
第四章 材料的断裂韧性
4．显微组织的影响 ✓显微组织的类型和亚结构将影响材料的断裂韧度。如钢 铁材料中，相同强度条件下，低碳钢中的回火马氏体的断 裂韧度高于贝氏体，而在高碳钢中，回火马氏体的断裂韧 度高于上贝氏体，但低于下贝氏体。 ✓这是由于低碳钢中，回火马氏体呈板条状，而高碳钢中， 回火马氏体呈针状，上贝氏体由贝氏体铁素体和片层间断 续分布的碳化物组成，下贝氏体由贝氏体铁素体和其中弥 散分布的碳化物组成。
3
第四章 材料的断裂韧性
经典的强度理论是在不考虑裂纹的萌生和扩展的条 件下进行强度计算的，认为断裂是瞬时发生的。 实际上无论哪种断裂都有裂纹萌生、扩展直至断裂 的过程，因此，断裂在很大程度上决定于裂纹萌生抗 力和扩展抗力，而不是总决定于用断面尺寸计算的名 义断裂应力和断裂应变。 显然，需要发展新的强度理论，解决低应力脆断的 问题。 断裂力学正是在这种背景下发展起来的一门新兴断 裂强度科学。
33
第四章 材料的断裂韧性
2. 超高温淬火 对于中碳合金结构钢，采用超高温淬火，虽然奥氏
体晶粒显著粗化，塑性和冲击吸收功降低，但断裂韧 度提高。
第四章 材料的断裂韧性
根据应力场强度因子KⅠ和断裂韧度KⅠc的相对大 小，可以建立裂纹失稳扩展脆断的断裂K判据，即
KI≥K1c 裂纹体在受力时，只要满足上述条件，就会发生脆 性断裂。反之，即使存在裂纹，也不会发生断裂，这 种情况称为破损安全。
焊接裂纹的分析与处理
焊接裂纹的分析与处理我们在厂修车体、车架、转向架构架时经常会遇到焊缝或母材的裂纹。
我们已经讲过裂纹的判断，判断出裂纹以后就需要对裂纹进行处理。
如果我们在处理之前对裂纹没有一个准确的分析，就不可能制定出最佳的处理方案。
因此必须要对裂纹进行认真的分折。
根据焊接生产中采用的钢材和结构类型不同，可能遇到各种裂纹，裂纹多产生在焊缝上，如焊缝上的纵向裂，焊缝上的横向裂。
也可以产生在焊缝两侧的热影响区，焊缝热影响区的纵向裂，焊接影响的横向裂纹，焊接热影响区的焊缝贯穿裂纹，有时产生在金属表面，有时产生在金属内部，如焊缝根部裂、焊趾裂，有的裂纹用肉眼可以看到，有的则必须借助显微镜才能发现，有的裂纹焊后立即出现，有的则是放置或运行一段时间之后才出现。
1.焊缝裂纹的分类根据裂纹的本质和特征，可分为五种类型：即热裂纹、冷裂纹、再热裂纹、层状撕裂及应力腐蚀裂纹。
1.1热裂纹热裂纹是在高温情况下产生的，而且是沿奥氏体晶界开裂，就目前的理解，把裂纹又分为结晶裂纹、液化裂纹、多边化裂纹三类。
（1）结晶裂纹—结晶裂纹的形成期，是在焊缝结晶过程中且温度处在固相线附近的高温阶段，即处于焊缝金属的凝固末期固液共存阶段，由于凝固金属收缩时残存液相不足，致使沿晶开裂，故称结晶裂纹，由于这种裂纹是在焊缝金属凝固过程中产生的，所以也称为凝固裂纹。
结晶裂纹的特征：存在的部位主要在焊缝上，也有少量的在热影响区，最常见的是沿焊缝中心长度方向上开裂，即纵向裂，断口有较明显的氧化色，表面无光泽，也是结晶裂纹在高温下形成的一个特征。
（2）液化裂纹—焊接过程中，在焊接热循环峰值温度作用下，在多层焊缝的层间金属以及母材近缝区金属中，由于晶间层金属被重新熔化，在一定的收缩应力的作用下，沿奥氏体晶界产生的开裂，称为“液化裂纹”也称“热撕裂”。
液化裂的特征：①易产生在母材近缝区中紧靠熔合线的地方（部分溶化区），或多层焊缝的层间金属中。
②裂纹的走向，在母材近缝区中，裂纹沿过热奥氏体晶间发展；在多层焊缝金属中，裂纹沿原始柱状晶界发展，裂纹的扩展方向，视应力的最大方向而定，可以是横向或纵向；并在多层焊焊缝金属中，液化裂纹可以贯穿层间；在近缝区中的液化裂纹可以穿越熔合线进入焊缝金属中。
SLD钢制模具开裂分析及预防措施
245管理及其他M anagement and otherSLD 钢制模具开裂分析及预防措施王尊礼1，2（1.江苏力博士机械有限公司，江苏 淮安 223005；2.淮安市高级职业技术学校 ，江苏 淮安 223005）摘 要：SLD 钢制模具在淬火后发现批量性的开裂问题，通过对裂纹宏观分析、原材料的化学成分以及热处理的工艺、热处理后的硬度、金相组织等项目分析，结果表明，原材料中的成分偏析，碳化物呈带状分布是淬火后开裂的主要原因。
为了避免开裂问题的出现，我们对热处理的工艺进行了改进，解决了SLD 钢制模具淬火后开裂的问题关键词：SLD 钢；淬火开裂；带状碳化物；热处理工艺改进中图分类号：TG162.4 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2021）16-0245-2收稿日期：2021-08作者简介：王尊礼，男，生于1979年，汉族，江苏淮安人，硕士，高级工程师，技师，研究方向：金属材料。
SLD 模具钢是日本日立模具钢，对应国标Cr12材料，它是一种高耐磨性能的通用冷作模具钢，为高碳、高铬型合金钢，添加了钼、钒元素，因此兼具耐磨、不变形、耐冲击等特性。
经真空脱气，二次精炼处理，钢质纯净，有良好的淬火性能，并且淬火变形量小。
热处理后有很高的硬度及耐磨性，并具有淬透性腔、尺寸稳定好的特点。
球化退火软化处理，切削加工性能良好。
一般用作冲压、落料、剪切、冷挤、粉末压制等模具。
1 材料的成分及裂纹宏观分析取开裂的模具取小块进行光谱分析，化学成分分析结果见表1。
表1 SLD 钢制模具钢的化学成分（%）化学元素C Mn Cr Si 成分分析 1.510.47130.26化学元素V Mo P S 成分分析0.330.980.020.01由此可见，开裂的模具材料成分符合SLD 钢的化学成分标准范围，对开裂的模具裂纹进行宏观分析，如图1、图2。
图1 宏观裂纹形貌图2 开裂的模具图1为开裂的模具，图2为裂纹的宏观形貌，从裂纹的宏观形貌来分析，裂纹属于淬火时产生的裂纹。
45钢轴套零件裂纹原因分析及改进措施
31HRC，宏观硬度值趋向于技术要求的中上限，轴套零件 硬度基本符合要求，判定为合格。
（3）金相分析 观察金相组织，轴套零件裂纹形态，裂纹较粗大，裂 纹两边及附近未见氧化、脱碳层，也未见明显的非金属夹 杂物。裂纹始于表面，由表及里由粗变细，沿原奥氏体晶 界呈曲折锯齿状向内伸展，愈向内裂纹尾部愈尖细。淬火 回火后组织回火索氏体，按照GB6394-2017标准，实际奥 氏体晶粒度为5-6级，无过热现象。轴套零件的原始组织 为铁素体基体上分布着细粒状珠光体，略呈轧向分布，单 面脱碳层为0.02mm，符合45材料要求。
4.改进措施 （1）优化零件的结构尺寸 在该轴套零件两端面的外圆、内孔处增加倒角 45°×1.5mm；不考虑成本可将零件壁厚放大到11mm， 即将内孔Φ32mm修改为Φ26mm，避开淬裂敏感尺寸区。 优化后零件结构如图2所示。
（2）热处理参数调整 轴套零件原热处理淬火温度符合45钢调质参数，轴套 零件壁厚仍按原8mm，在能够保证零件调质硬度的前提 下，并结合该零件成品使用环境为室温条件，可以通过适 当降低淬火温度，降低了奥氏体中的固溶含碳量，从而减 少了形成马氏体时的晶格歪扭，减小了组织应力减小，另 外随着温度的降低，热应力也相应减小。 经过试验轴套零件将热处理淬火参数中的淬火温度调 整为790～810℃在保护气氛炉中加热防止零件氧化脱碳， 保温时间：12mm/min，水冷。虽然淬火硬度有所降低， 可适当调整即降低轴套回火温度20℃～40℃，保证轴套零 件调质硬度的要求，这样轴套零件裂纹率有较大降低。 （3）热处理淬火冷却方法改变 轴套零件壁厚仍按原8mm，轴套零件采用双液淬火 （水淬油冷）的方法，将轴套零件用铁丝捆绑6件/每串， 这种冷却方法关键在于准确控制水冷时间，正确掌握轴套 零件出水温度，经验证明，轴套淬火在水中控制停留时 间为2～3秒然后迅速转入油中冷却，保证零件出水温度 450～350℃，即能获得马氏体组织，也使淬火应力限制在 最低水平，从而大大减小了轴套零件淬火开裂。
减小和控制热处理变形的有效措施(1)
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。
焊接过程中常见问题分析与解决方法
焊接过程中常见问题分析与解决方法焊接是一种常见的金属连接方法，广泛应用于工业生产和建筑领域。
然而，在焊接过程中常常会遇到一些问题，如焊接缺陷、焊接变形等。
本文将分析并提供解决这些常见问题的方法。
一、焊接缺陷的分析与解决1. 焊缝开裂焊缝开裂是焊接过程中常见的问题之一。
开裂可能是由于焊接材料的选择不当、焊接过程中的温度控制不当或焊接材料的应力集中等原因引起的。
解决这个问题的方法包括：- 选择合适的焊接材料，确保其具有良好的焊接性能和抗裂能力；- 控制焊接过程中的温度，避免温度变化过大；- 通过预热和后热处理等方法来缓解焊接材料的应力。
2. 焊缝气孔焊缝中的气孔是焊接过程中常见的缺陷之一，可能是由于焊接材料中含有气体、焊接过程中的气体保护不足或焊接材料表面有污染物等原因引起的。
解决这个问题的方法包括：- 选择含气体较少的焊接材料；- 加强焊接过程中的气体保护，确保焊接区域不受氧气和其他气体的污染；- 在焊接前清洁焊接材料表面，确保其无污染物。
3. 焊缝夹渣焊缝中的夹渣是焊接过程中常见的缺陷之一，可能是由于焊接材料中含有杂质、焊接过程中的熔融金属流动不畅或焊接材料表面有污染物等原因引起的。
解决这个问题的方法包括：- 选择含杂质较少的焊接材料；- 控制焊接过程中的熔融金属流动，确保其顺畅；- 在焊接前清洁焊接材料表面，确保其无污染物。
二、焊接变形的分析与解决焊接过程中的变形是一个常见而严重的问题。
焊接过程中，由于热量的集中作用，焊接材料会发生热胀冷缩，导致焊接件产生变形。
解决这个问题的方法包括：1. 控制焊接过程中的温度分布通过合理的焊接参数设置和热量控制，可以使焊接件的温度分布均匀，减少变形的发生。
例如，可以采用预热和后热处理等方法来缓解焊接材料的应力，减少变形的发生。
2. 采用适当的焊接顺序在焊接多个零件时，可以采用适当的焊接顺序，先焊接较薄的零件，再焊接较厚的零件，以减少焊接件的变形。
3. 使用焊接夹具在焊接过程中，可以使用焊接夹具来固定焊接件，减少变形的发生。
冲压模具金属材料及热处理工艺技术要点
冲压模具金属材料及热处理工艺技术要点摘要：冲压模具常用金属材料热处理工艺，需要严格控制各个环节质量，保证金属材料性能的基础上，经过热处理后经过冲压处理成为设备零部件，促进设备抗磨损与耐压性能提升，延长设备使用寿命。
但金属材料热处理过程中容易出现变形问题，变形严重时直接造成材料开裂，影响到材料质量，本文就此展开论述。
关键词：冲压模具；热处理工艺；技术控制1、冷冲压模具常用金属材料1.1碳素工具钢材料在我国碳素工具钢的产量非常大，使用也非常广泛。
这主要是因为碳素工具钢具备一些显而易见的优点：第一，可锻性好，方便锻造成所需的形状；第二、退火易软化，退火之后迅速软化，便于下一步的加工流程；第三、切削加工性好，因为碳素工具钢硬度小，非常容易进行切削处理；第四、价格便宜，这是决定碳素工具钢得以广泛使用的根本原因。
但同时，碳素工具钢也还存在许多不足之处，比如淬透性低，需额外通过水作为加工过程中的冷却剂，如此就会造成碳素工具钢发生更多的变形及断裂等问题。
因为碳素工具钢具备的这些优缺点，它适用的模具一般都具有这样的特点：尺寸较小，受力不大，形状较为简单，且对形状的变行要求不是很高，用碳素工具钢制作这样的模具，可以节省大量资源，但对于那些大受力、形状复杂、形状变形要求高的模具用碳素工具钢并不适合。
1.2高碳高铬模具钢材料与碳素工具钢相比，高碳高铬模具钢表现出了更好的淬硬性、淬透性、耐磨性，高碳高铬模具钢因为本身不容易发生变形等特性，被看作是高耐磨及微变形模具钢，高碳高铬模具钢要比高速钢在承载能力方面稍低。
高碳高铬模具钢的缺点是碳化物有比较严重的偏析问题，在实际冲压过程中必须对其反复进行改锻、镦拔，以逐步改善材料内碳化物的均匀水平，如此才会提升高碳高铬模具钢的使用性能。
1.3高速钢材料目前使用的高速钢，多是通过添加钼系元素等方式锻造出来的，高速钢因而具有非常优秀的使用性能，优势最明显的地方就是热塑性及强韧性都非常高，也因此获得非常大的发展空间，在冷作模具高精度及大批量工业化生产中，占有非常重要的地位。
热锻件常见缺陷及防止方法
热锻件常见缺陷及防止方法发布时间：2022-06-20T08:48:50.332Z 来源：《福光技术》2022年13期作者：乔石[导读] 当我们思考所有用金属制造一个部件的方法时,锻造是重要部件获得高质量和性能的最好方法。
中国第一重型机械股份公司黑龙江省齐齐哈尔市 161042摘要：锻造成形技术广泛应用于航空航天、汽车、钢铁、装备制造、兵器、能源、造船等国民经济的各个重要领域。
锻造生产具有显著的优越性，它不但能获得金属零件的形状，而且能改善金属的内部组织，提高金属的力学性能和物理性能。
一般对于承力大的重要机械零件，大多需用锻造方法制造，锻件质量的优劣直接影响着零件的性能及使用寿命。
然而，锻造过程异常复杂，锻件质量与原材料质量、锻造工艺及锻后热处理工艺密切相关，为此，本文就坯料加热、锻造过程的不当处理可能导致的锻件缺陷进行了分析研究，并提出了具体的解决方案，对工程实践中锻件产品质量的保证与控制具有重要指导。
关键词：热锻件；常见缺陷；防止方法1.锻造工艺表面缺陷分析当我们思考所有用金属制造一个部件的方法时,锻造是重要部件获得高质量和性能的最好方法。
用锻件有时候比用其他件(如铸件,粉末金属件,焊接件)花费多些,但是如果设计者已持续体验到锻件产品的高可靠性的话,那么这些花费是值得的。
用商业的说法就是他“投入多也得到了更多”。
然而,有时候锻造工艺不正确致锻件使用中失效,顾客不仅对锻件供应商不满而且也对其选择锻造作为生产工艺感到怀疑。
当一种产品失效时,不仅失去了顾客对选择锻造作为下一个主要部件的制造方法的信心,也产生了对产品责任的忧虑。
有时候缺陷来源于初始材料但更多地是来自锻造工艺本身。
伴随着每种缺陷的描述给出了该种缺陷可能的解决方法。
在一些情况下,会有超过一种的起因。
对每种材料或锻造工艺都讨论了其选择,见表1。
表1表面缺陷、成因和解决方法2.锻造过程常见的缺陷、原因分析和防止方法2.1锻件充填不满金属没有完全充满模具型腔，造成锻件棱角、筋条等细小部位缺肉，使锻件轮廓不清。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
分析金属材料热处理变形问题及开裂问
题的解决措施
摘要：金属材料性能全面提升的最为有效途径就是热处理，但是在实际的热
处理过程中，最不可避免的问题，就是热处理变形和开裂问题，其对工件的加工
和后续的交付非常不利。
基于此，本篇文章对金属材料热处理变形问题及开裂问
题的解决措施进行深入的分析和探讨。
关键词：金属材料热处理变形问题开裂问题
前言：所谓金属材料的热处理，其主要就是以固态金属具体的工艺制造需求，将相应的加热和保温以及冷却处理实施进来，与此同时，还要将相应的机械作用
和化学作用辅助配合进来，改变金属材料的内部结构，改变其性能，进而将符合
工艺需求的金属产品制造出来。
1.
热处理变形开裂的主要原因
在金属材料的热处理中，主要存在两种类型的变形，首先就是尺寸变形，其
次就是形状变形，而对于大部分的类型而言，其都是金属材料本身在接受热处理
的过程中，工件内部的应力进一步导致。
而实际的内应力不同，则又分为两种应
力类型，一种为组织应力，另一种为热应力。
而金属材料工件本身会出现变硬的
问题，主要原因就是这两种应力因素结合到一起的成果，远远的超出了应力自身
的变形极限，进而出现永久变形的问题。
1.
1.
热处理引起的开裂与变形因素
在金属材料的热处理中，主要包含冷却和加热这两个过程中。
而且在实际的
热处理过程中，相应的金属工件要经过热胀冷缩处理，而实际的体积变化非常明显。
对于金属材料工件而言，其在达到相应的淬火温度时，会明显的降低工件屈
服强度，提高工件塑性，在热处理金属的过程中，金属屈服强度无法超越内应力，则实际的塑性变性进一步发生。
1.
1.
组织应力引起的变形和开裂因素
对于金属材料工件而言，相应的组织应力具备两个非常明显的特点：首先，
就是实际的切向应力要远远的大于轴向应力，而且与金属工件表层十分贴近；其次，就是对于金属工件表面而言，其本身主要会受到拉应力的影响，与此同时，
内部则受到压应力。
对于组织应力而言，其本身在经历工件淬火的过程中，之所
以会发生形变和开裂的问题，其根本原因就是在实际的热处理过程中，受到了组
织应力和热应力的综合影响。
除了对组织应力的影响考虑之外，还要对金属材料
本身的组成成分和冷却速度以及具体的介质等。
1.
影响金属材料变形与开裂的相关因素
1.
金属钢的化学组成
在制造金属工件的过程中，主要会将钢材质应用进来。
而且低碳钢在经历淬
火的过程中，实际的体积变化相对较小，而且低碳钢本身的淬火性想较差，实际
的淬渗透性也相对较差。
在制造工件的过程中，中碳钢本身经历淬火时，对比低
碳钢的变化，实际的体积变化相对较明显，相应的淬透性也相对较低，但是对于MS点而言，则相对较高，则经常会将中碳钢制造的小尺寸零件应用进来，在实际
的热处理过程中，还要对相变应力的影响进行考虑。
基于金属零件尺寸的进一步
增加，实际的材料金属硬度层的实际深入程度会进一步缩小，与此同时，对于内
部的相变应力而言，其变形也在逐步转化为热应力变形；在热处理高碳钢的过程
中，实际的MS点相对较低，因此，奥氏体的残留量会进一步增加，而导致热处
理的金属出现变形的根本原因，就是在淬火过程中，存在相应的热应力变形。
1.
1.
钢的淬透性
主要的热处理考虑标准就是金属钢的淬透性，主要就是指，在一定的规定范
围内，实际表现出来的钢材料的硬度分布特性和淬硬深度。
在实际的淬火过程中，以不同碳钢的型号和淬火介质特点为依据，对冷却时间进行科学合理的控制，相
应的零件才能真正的达到合理的力学性能。
1.
1.
钢的原始成分组织
在淬火之前的金属钢，其自身的成分组织形态会极大程度的影响到淬火过程
中的热处理变形，举例来讲，轴承钢、碳素工具钢等。
对于此类金属钢而言，在
加工其原始组织之前，必须要将球化退火处理实施进来，而对于淬火过程而言，
相应的奥氏体形体本身不容易变大，在冷却的过程中，不论是工件自身的变形程度，还是开裂程度，均相对较小。
对于金属的原始组织的本质晶体，呈现越细小
的趋势，则实际的金属材料的屈服强度也就越高。
1.
金属热处理变形与开裂的预防措施
1.
金属钢材的选用
对于金属工件的制造，会以实际的热处理效果为依据，进行相应的选用，一
般情况下，会将高淬透性的合金钢和碳钢以及微变形钢选用进来。
对于高淬透性
合金钢而言，其主要应用于一些形状相对复杂的工件之中，此外，尺寸相差相对
较大的工件也会将其应用进来；对于微变形钢而言，其主要应用的金属工件制造
特性为实际轻质要求特别高，对于轻度的要求也非常高；如果实际工件容易出现
淬裂和变形的问题，则主要将合金钢应用进来，举例来讲，Cr12MnV等。
1.
1.
冷却方式的选用
合金工件在热处理过程中，非常重要的生产工艺就是淬火冷却，对工件质量
有着直接的影响作用。
对于淬火工艺而言，其主要就是将热油和冷油应用进来，
对比冷油，在实际的淬火过程中，热油导致的工件变形相对较小，一般情况下，
控制温度在80-120摄氏度之间，与此同时，不论是淬火的搅拌方式，还是速度，都会影响到实际的变形。
金属本身具备冷却速度快的特点，如果冷却速度存在不
均匀的问题，则会使应力进一步增加，进而加大变形和开裂的几率。
所以，要想
使金属热处理的变形和开裂得到根本性避免，则必须要以具体的金属工件实际情况，对具体的冷却方式进行针对性的选择。
1.
1.
控制加热温度
合金材料不同，其本身材料的淬透性也存在差异性，在进行热处理的工程中，会将相对较低的淬火温度选取进来，使工件的淬硬效果得以提升。
而对于不同的
高弹合金钢制作的工件而言，可以将淬火的温度适当提升上来，进而使MS点残
留的大量奥氏体量进一步降低。
举例来讲，在对Cr12MnV合金进行应用的过程中，为了制造出具备高硬度的工件模具，则会将1040摄氏度的淬火温度选用进来，
使弧形裂纹的产生得以避免。
1.
1.
控制锻造与预热处理
对于合金工件而言，在淬火前期进行处理，则会极大程度的影响热处理过程
产生的变形问题。
对于一些高弹工具钢制造的工件而言，必须要对其制造淬火和
锻造工艺进行保证，使金属材料中形成的网状碳化物和偏析均匀得以消除。
而对于一些工件而言，实际的制造标准相对严格，则要将应力退火和正火以及调试处理采用进来，使热处理的合金变形和工件表面开裂现象得以减少。
结语：总而言之，本篇文章主要对金属材料热处理变形问题及开裂问题的解决措施进行了深入的分析和探讨。
在制造关键件和重要件的过程中，金属材料都会经历热处理，而元件制造的重要组成成分就是热处理。
对于不同元器件的构造材料，会一定的影响到热处理金属结构，而在实际热处理的工程中，许多器件都会产生变形和开裂问题，所以，要不断地提高金属器件热处理的质量，使废品率进一步降低，避免发生开裂，则是非常重要的技术改进内容，相关研究人员在未来阶段要进行不断地研究和创新，对金属材料热力学性能进行综合的分析，将有效的措施采取进来，使热处理变形得以减少，使元件热处理质量提升上来。
参考文献：
[1]刘婷.热处理过程中影响金属材料变形的影响和改进措施[J].清洗世
界,2020,36(06):63-64.
[2]陈越伟.金属材料热处理变形问题及开裂问题的解决措施研究[J].装备维修技术,2020(02):53.
[3]李磊.金属材料热处理变形问题与开裂问题的解决方案探究[J].中国金属通报,2019(11):296+298.。