金属材料热处理变形及开裂问题分析
摘要
关键词
金属材料;热处理技术;变形;开裂;问题
正文
对金属材料进行热处理,就是要对其形态进行改变,使用特殊技术要求对其进行热处理,对金属材料的性能、构造等进行改变,确保其满足元件生产的相关要求[1]。本文中探析金属材料应用热处理技术时产生的变形、开裂问题,并未提出切实有效的解决对策,希望能够为金属材料的加工处理提供一些参考。
一、金属材料经过热处理产生变形开裂问题的原因
使用热处理技术对金属材料进行处理的时候,会由于尺寸、形状等方面产生的变化而产生变形问题,致使这种状况产生的关键性因素就是热处理技术实际应用中,金属工件中会形成应力,应力一般包含组织应力与热应力,二者共同作用就会让金属材料的工件硬化,当作用力超出应力变形能力的时候,金属材料就会永久变形。
(一)热应力
在使用热处理技术处理金属材料的时候,可使用冷却、加热技术,在进行热处理操作的时候,金属材料会由于本身的热胀冷缩而产生体积变化。金属材料的工件倘若处在淬火的温度,那么工件屈服强度就会被降低,提升其塑性,可是在内应力超出屈服强度的时候,会致使金属材料产生塑性变形的情况。
(二)组织应力
在金属材质工件的组织应力当中,切应应力会超出轴向应力,同时接近于金属工件表层。组织应力处在淬火温度的时候,会产生变形、开裂等问题,导致出现这种问题的原因通常是热处理技术应用中,会被组织应力或者热应力所影响。同时金属材料在进行热处理的时候,不仅会被组织应力所影响,更会被金属材料本身的介质、成分、形状以及冷却速度所影响。
二、解决金属材料因为热处理技术产生变形、开裂问题的有效措施
(一)金属钢材
在对金属工件进行制造生产的时候,一定要基于热处理成效进行选择。通常来讲高淬透性的合金钢、碳钢以及微变形刚比较常见和常用。高淬透性的合金钢一般应用在截面积尺寸较大且形状复杂的技术当中,微变形刚一般会应用在形状复杂、轻度要求较高的金属材质工件加工当中,合金钢一般都应用在诸如Cr12MnV等易于脆裂和变形的金属工件当中[2]。
(二) 管控加热处理的温度
在使用热处理技术的时候,一定要遵照合金材质的淬透性进行选择,使用低温的淬火操作,这样才能强化金属工件淬硬成效。针对高弹的合金材质工件来讲,要依据工件材质的不同选择对应的淬火温度,以此来为降低MS点残留奥氏体量提供保证。比如,针对Cr12MnV材质的合金,其是高硬度的工件模具,在制作处理过程当中,为了能够规避其产生弧形的裂纹问题,就要使用1040℃的温度进行淬火处理。
(三)冷却处理的方式
在对合金工件进行热处理的时候,最为关键的操作技术就是淬火冷却,由于其会对金属工件的质量产生直接影响。在淬火处理技术方面,要使用热油、冷油进行处理,对比来讲,在淬火处理过程中,热油产生的工件变形影响会比冷油要小,并且温度一般保持在80℃—120℃间。另外,热处理技术的实际应用中,淬火搅拌的形式、速度等都会对变形程度产生直接影响。针对金属来讲,冷却速度比较快可是并不是很均匀,所以,其会产生比较大的应力,继而产生变形、开裂等问题。比如,在选择冷却处理的方式时,要兼顾金属材料的大小、尺寸等,并且要分析其同原材料的微观原子结构,并且要为工程项目的热处理工作提供金属材料的对应尺寸[3]。
(四)管控锻造、预热处理相关技术
在对合金工件进行淬火操作以前,倘若能够进行有效处理,就一定会切实减少变形情况的产生。比如,有一些钢筋材质的高碳工具在进行热处理的时候,要保证制造淬火、锻造技术等的合理性,这样才能够切实降低金属材料当中产生网状碳化物、偏析均匀的状况。针对制造处理技术要求高的金属工件,一定要使用合理的应力进行退火、正火、调试以及处理相关工作,这样才能切实减少热处理技术实际应用当中产生的工件表面开裂、合金的变形等问题。在进行淬火冷却处理的时候,一定要对介质进行重点选择,水与油都是极为关键的介质。要把水温管控在550℃—650℃间,基于此来强化冷却处理的速度。冷却的温度比较高,一般会处在200℃—300℃间,冷却速度的下降非常快,会致使金属产生变形、开裂的问题。同时在对金属工件进行热处理的时候,对质量关要进行严格把守,这样才能够切实减少废品率,以免产生开裂、变形等问题。并且针对热处理相关工艺的研究工作者来讲,一定要强化自身综合素养,进行持续创新,全面探析金属材质热处理技术的性能,使用合理有效的措施规避热处理变形、开裂问题的产生,推动应用热处理技术进行金属元件处理质量的提升。
结束语:
总而言之,热处理在金属材料处理中具有极为关键的作用,其更是重要的一个部分,长期以来备受各个部门的注重。为了能够对金属材料应用热处理技术时产生的变形、开裂问题,相关工作者一定要对其产生变形、开裂问题的原因进行深入探析,同时提出切实有效的措施进行解决。强化提升金属材料的性能,以免由于热处理操作影响金属材料使用性能的情况产生,不仅能够实现节能降耗的目标,更能够推动工业制造生产的现代化发展。
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. DOI:10.3969/j.issn.2096-0603.2018.15.339.
[2]赵梅春,孙志辉.金属材料热处理变形及开裂问题研究[J].世界有色金属,2019,(15):148,150. DOI:10.3969/j.issn.1002-5065.2019.15.089.
[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.
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