對于熱處理的變形與預防

更新時間：2018-04-15

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處理變形有兩種類型：一是尺寸的變化，二是零件幾何形狀的變化。熱處理技術不同，零件尺寸和幾何形狀的變形及防變形方法亦不相同。

熱處理加熱奧氏體化過程中，保溫時間越長，溫度越高，則溶入奧氏體的碳越多，馬氏體轉變時產(chǎn)生的膨脹越大。冷卻時，馬氏體膨脹大，上貝氏體次之，下貝氏體和屈氏體的體積變化很小。低溫回火時，馬氏體發(fā)生收縮，收縮量與過飽和的碳含量成正比。在室溫-200℃加熱時，部分殘余奧氏體會轉變成馬氏體，出現(xiàn)膨脹。但該膨脹因200℃附近馬氏體發(fā)生分解，因此表現(xiàn)上變化不大。在常規(guī)熱處理中，零件形狀變化的主要原因是熱處理加熱和淬火時發(fā)生的熱應力和相變應力。加熱速度過快、相對于加熱爐而言零件太大、零件各部分的溫度不同，都會導致熱變形。保溫時，加工的殘余應力會發(fā)生釋放而產(chǎn)生變形，零件的自重也會導致變形。冷卻時，由于零件不同部位的冷卻速度不同，會形成熱應力而使零件變形。即使冷卻速度相同，冷卻總是表面快，心部慢。因此，先相變的表面使未相變的心部發(fā)生塑性變形。如果材料中存在合金成分的偏析，或者表面脫碳，則相變應力更不均勻，更易導致零件變形。另外，如果零件厚薄不均，也會造成冷卻速度不同。

在鍛件的熱處理中，減少變形的零件擺放方式，一是盡可能垂直吊掛，二是垂直放在爐底部，三是用兩點水平支撐，支點位置處于全長的三分之一與四分之一之間，四是平放于耐熱鋼工裝上。

在零件的冷卻過程中，淬火介質的種類、冷卻性能、淬硬性等與變形有關。冷卻性能的變化可通過改變介質的黏度、溫度、液面壓力、使用添加劑、攪拌等進行調節(jié)。淬火油的黏度越高，溫度越高，橢圓形變形越小。在靜止狀態(tài)下，變形較小。

以下幾種方式可有效降低變形：

①鹽浴淬火；

②高溫油淬火；

③QSQ 法；

④減壓淬火；

⑤一槽三段淬火。鹽浴淬火和高溫油淬火相似，都是在馬氏體轉變溫度處淬火，使馬氏體相變的均勻性增加。

QSQ 是雙液淬火。減壓淬火是通過降低淬火介質的液面壓，從而延長蒸汽膜階段，高溫區(qū)的冷卻速度下降，使零件各部分的冷卻速度均勻。

一槽三段淬火結構簡單：首先將零件從淬火溫度油冷至略高于Ms點的溫度，隨后出爐，在氣氛中保持，使零件整體溫度均勻，然后再油冷，使馬氏體相變均勻進行，變形的不規(guī)則性得到極大的改善。

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對于熱處理的變形與預防