金属材料热处理论文.doc

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1、金属材料热处理论文题目：热处理变形的影响因素专业：材料成型与控制热处理变形的影响因素摘 要：工业发展日新月异，对机械精度和性能的要求也越来越高。在工业零件生产中，热处理是必不可少的一部分，它对材料性能的影响非常大，金属热处理在改善材料各种性能的同时，热处理变形是不可避免的，并且会直接影响到工件的精度、强度、噪声和寿命，因此对于精度要求较高的零件要尽可能减小其变形量，着重分析温度是控制变形的关键因素的同时罗列几点次要因素。   关键词：热处理变形金属热处理变形因素温度   一、引言什么是金属材料的热处理？ 热处理有什么弊端

2、 ？（变形等） 金属材料的热处理是将固态金属或合金，采用适当的方式进行加热、保温和冷却，有时并兼之以化学作用和机械作用，使金属合金内部的组织和结构发生改变，从而获得改善材料性能的工艺。热处理工艺是使各种金属材料获得优良性能的重要手段。很多实际应用中合理选用材料和各种成形工艺并不能满足金属工件所需要的力学性能、物理性能和化学性能，这时热处理工艺是必不可少的。但是热处理工艺除了具有积极的作用之外，在处理过程中也不可避免地会产生或多或少的变形，而这又是机械加工中必须避免的，两者之间是共存而又需要避免的关系，只能采用相应的方法尽

3、量把变形量控制在尽量小的范围内。而要减小热处理的变形，我们就需要了解影响热处理变形的因素。   二、温度是变形的关键因素   工业生产中实际应用的热处理工艺形式非常多，如退火，正火，回火，淬火等，但是它们的基本过程都是热作用过程，都是由加热、保温和冷却三个阶段组成的。整个工艺过程都可以用加热速度、加热温度、保温时间、冷却速度以及热处理周期等几个参数来描述。在热处理工艺中，要用到各种加热炉，金属热处理便在这些加热炉中进行（如基本热处理中的退火、淬火、回火、化学热处理的渗碳、渗氨、渗铝、渗铬或去氢、去氧等等）。因此，加热炉内

4、的温度测量就成为热处理的重要工艺参数测量。每一种热处理工艺规范中，温度是很重要的内容。如果温度测量不准确，热处理工艺规范就得不到正确的执行，以至造成产品质量下降甚至报废。温度的测量与控制是热处理工艺的关键，也是影响变形的关键因素。   （1）工艺温度降低后工件的高温强度损失相对减少，塑性抗力增强。这样工件的抗应力变形、抗淬火变形、抗高温蠕变的综合能力增强，变形就会减少；   （2）工艺温度降低后工件加热、冷却的温度区间减少，由此而引起的各部位温度不一致性也会降低，由此而导致的热应力和组织应力也相对减少，这样变形就会减少；

5、   （3）如果工艺温度降低、且热处理工艺时间缩短，则工件的高温蠕变时间减少，变形也会减少。    减小热处理变形需要合理的热处理工艺。各种热处理方式相结合，搭配，尽量既满足性能需要同时又减少变形等缺陷。例如经热处理后的20CrNi2MoA钢齿圈齿表面、齿心部硬度及有效硬化层深度均达到要求。图1为模数mn=12mm的齿圈经不同温度球化退火后的硬度梯度曲线。由图1可以看出，在650℃球化退火后的硬度梯度和740℃球化+680℃等温处理的硬度梯度结果相近，未经球化退火的齿轮的硬度较前两个低。这是因为球化退火可使淬火后渗层表面

6、残留奥氏体量减少，从而提高了齿表面硬度，因此20CrNi2MoA钢齿圈渗碳后应采用球化退火工艺，同时为减小热处理变形，在650℃球化退火效果更好。三、变形的其它影响因素及减小措施（一）  合理的加热次序和冷却次序 根据，不同零件的结构特点，制定适合该零件的热处理顺序，可相应的减小热处理带来的变形，尽量使各部分热处理产生的变形可以相互抵消。最终达到变形最小的目的。不过，此方法成本较高，较复杂，浪费时间。一般情况下，除非非常精密的零件，才会采用此种方式。（二）预备热处理   正火硬度过高、混晶、大量索氏体或魏氏组织都会使内孔

7、变形增大，所以要用控温正火或等温退火来处理锻件。金属的正火、退火以及在进行淬火之前的调质，都会对金属最终的变形量产生一定的影响，直接影响到的是金属组织结构上的变化。实践证明，在正火时采用等温淬火可有效地使金属组织结构趋于均匀，从而使其变形量减小。   （三）运用合理的冷却方法   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。热油淬火比冷油淬火变形小，一般控制在100±20℃。油的冷却能力对变形也是至关重要的。淬火的搅拌方式和速度均影响变形。金属热处理冷却速度越快，冷却越不均匀，产生的应力越大，模具的变形也越大

8、。可以在保证模具硬度要求的前提下，尽量采用预冷；采用分级冷却淬火能显著减少金属淬火时产生的热应力和组织应力，是减少一些形状较复杂工件变形的有效方法；对一些特别复杂或精度要求较高的工件，利用等温淬火能显著减少变形。   （四）零件结构要合理   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