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摘要:在现代工业建设过程中,金属材料是其不可或缺的重要材料,在对其进行热处理加工时,通常会出现一定程度的变形现象,相关人员必须对其科学控制。本文首先分析影响热处理变形的各项因素,然后以此为基础,综合探究控制策略。
关键词:金属材料;热处理;变形;影响因素;控制策略
引言
在对金属材料进行科学有效的热处理过程中,变形问题会对其材料质量造成很大程度的影响,使其应用质量无法得到科学保障,相关人员必须对其加强重视,为了进一步明确如何科学处理热处理变形情况,特此展开本次研究,希望能够对其处理效果进行更高程度的保障。
一、影响因素
首先在对金属材料进行热处理加工时,材料内部结构会在一定程度内导致出现金属材料形变,在具体进行淬火工作时,金属结构内部会出现一定程度的变化,析出一些碳化物,使金属材料体积减小,同时还会使其原始强度改变,最终导致金属材料具有更高的变形量,出现变形问题。对金属材料进行科学有效的热处理能够确保金属具有更高的抗氧化能力和抗磨损能力,热处理技术的科学应用不仅能够对金属强度进行一定程度的改变,同时还可以实现金属应力的有效提升。当应力达到材料屈服强度以上时,金属会出现一定程度的变形[1]。除此之外,在具体进行热处理加工,产生应力的位置也存在很大程度的差异性,无法对其内部应力分布进行有效平衡,进而导致金属材料出现变形。其次,在处理金属材料时,当金属材料固溶热处理之后,需要在高温环境内静置,确保内部碳化物析出,以此为基础可能会使金属材料体积变小,同时,在降低金属材料温度时,内部应力也会逐步变小,导致金属出现形变的可能性得到一定程度的提升。
二、热处理变形控制策略
(一)创新预处理环节
在对材料进行预处理过程中,如果要想确保使材料变形几率得到有效降低,现场工作人员可以基于具体情况选择等温正火处理相关材料。在开展正火处理过程以后,还要对其相关材料进行等温淬火处理,确保材料结构具有较高的均匀性,有效避免出现不均匀状况,从而使材料出现形变的可能性大大降低,在具体实施热处理工艺时,不同材料结构特点具有一定程度的差异性,基于此,在处理环节,相关工作人员需要基于采购特点科学选择处理工序,实现热处理效果的有效提升,使其变形几率大大降低[2]。通常情况下,预处理方式的科学开展能够对其成效性进行更高程度的保障,但是在具体工作中,需要较高的成本投入,同时处理时间也普遍较长,基于此,相关工作人员需要基于具体情况进行科学选择。通常情况下,该方法主要用于加工精细金属材料。
(二)科学选择冷却方法
在对金属材料进行热处理过程中,材料冷却是其极为重要的一项工作,在此过程中,如果冷却方法选择不合理会使其材料变形几率大大提升。在具体进行热处理工作时,单液淬火和分级淬火是目前应用较为普遍的冷却方式,在开展具体工作时,单液淬火具有较高的应用频率,在进行具体操作时,该种方法能够确保更高程度的实现自动化,但是其冷却速度很难达到预期目标,进而导致金属材料出现不同程度的形变问题。
基于此,相关人员可以利用分级淬火方式代替单液淬火,首先将具有较高温度的金属材料放置在硝烟内,在实现快速降温之后,将其转为具有较慢淬火速率的方式进行冷却,使其冷却方式能够更高程度的实现预期淬火目标。
(三)优化淬火处理工艺
在我国现阶段对金属材料进行热处理过程中,淬火热处理是其极为重要的一种方法,在具体应用该方法时,如果不能科学控制介质和因素,则会使材料内部作用力出现一定程度的改变,进而使其出现形变,同时发生不可逆的弯曲现象。基于此,在开展具体工作过程中,专业人员必须高度重视淬火处理工艺,对其进行更为有效的应用,确保材料形变比例得到有效降低[3]。例如,在具体应用过程中进行淬火降温时,需要有效控制温度,降低速率,速率过缓或过快都会在一定程度内使其受热不均匀,进而出现形变。在此过程中,相关科研人员提出在未来进行淬火处理,在用于降温处理的水油中添加一定量的碱或盐等物质,能够使其温度变化速率得到有效降低,进而对其淬火操作进行科学改善,使其材料变形问题得到有效控制。
(四)强化现场机械加工
在对金属材料进行热处理加工时,在对不同材料进行加工作业时,施工工序存在一定程度的差异性,部分材料需要在最后环节应用热处理工艺,还有部分材料则需要在中间环节应用热处理工艺。在进行机械加工处理时,需要预留一定的加工余量,在此过程中,可以将多处部分作为材料确保加工过程中出现的变形程度处于可控范围之内。在完成热处理工艺之后,如果需要对其进行二次加工,相关工作人员在具体进行加工作业时,基于材料变形规律,同时将其与反变形有效结合,确保材料具有更高的合格率,有效控制材料变形,使其材料质量得到进一步提升。
(五)合理配置零件结构
在具体进行热处理过程中,相关因素会对材料零件结构造成一定程度的影响,使其出现变形,基于此,相关单位需要合理配置零件结构,基于生产需求,有效控制材料薄厚程度。在具体开展热处理工作过程中,必须确保材料截面均匀平整,以此为基础,能够有效避免零件结构由于应力集中出现形变[4]。与此同时,还需要确保零件结构具有较高的对称性,有效避免由于冷却速度不同导致出现变形现象。除此之外,在具体设计零件结构时,如果要想对其变形几率进行更为有效的控制,相关工作人员在进行具体设计过程中,还需要有效避免零件出现沟槽、棱角等。在零件交界处,还需要基于具体生产需求科学设置圆角过渡。
三、结束语
总而言之,通过创新预处理环节,科学选择冷却方法,优化淬火处理工艺,强化现场机械加工,合理配置零件结构能够确保在热处理金属材料过程中有效控制变形情况,进而确保能够对金属材料进行更为有效的热处理,对其处理效果进行更高程度的保障,推进相关行业发展,使其进一步满足现代社会经济建设对金属材料提出的最新要求。
参考文献
[1]李文娟. 金属材料热处理变形及开裂问题探讨[J]. 现代职业教育, 2018(15):197-197.
[2]黄军. 热处理过程中影响金属材料变形的影响和改进措施[J]. 山东工业技术, 2018(16):9-9.
[3]张磊. 金属材料热处理变形控制措施探析[J]. 现代制造技术与装备, 2018(6):100-101.
[4]艾德文. 浅谈金属热处理变形影响因素及改善措施[J]. 现代制造技术与装备, 2019(8):92.