钢件在热处理变形的原因解析

引起热处理变形的因素颇多，总括起来，基本上有三点：

1.固态相变时，各相质量体积的变化必然引起体积的变化，造成零件的胀与缩的尺寸变化。

2.热应力，包括急热热应力和急冷热应力，当它们超过零件在该温度下所具有的屈服极限时，将使零件产生塑性变形，造成零件的形状变化，即歪扭，或称为畸变。

3.组织应力也会引起形状的改变，即畸变。

一般说，淬火工件的变形总是由于以上的两种或三种因素综合作用的结果，但究竟哪一个因素对变形的影响较大，则需要具体情况作具体的分析。

总的来说，体积变化是由相变时比容的改变而引起的。马氏体的质量体积比钢的其他组成相的质量体积要大，热处理时钢由其他组成相转化为马氏体时，必然引起体积的增加。而奥氏体的质量体积要比钢的其他组织质量体积要小，在热处理时由其他组成相转变为奥氏体时，则引起体积的减小。

关于形状的变化，歪扭或称为畸变，主要是由于内应力或者外加应力作用的结果。在加热、冷却过程中，因工件各个部位的温度有差别，相变在时间上有先后，有时发生的组织转变也不一致，而造成内应力。这种内应力一旦超过了该温度下材料的屈服极限，就产生塑性变形，引起形状的改变。此外工件内的冷加工残余应力在加热过程中的松弛，以及由于加热时受到较大的外加应力也会引起形状的变化。

在热处理时可能引起体积变化和形状变化的原因见下表。表中“体积变化原因”一栏未列入钢因热胀冷缩现象而产生的体积变化，钢由淬火加热温度到零下温度进行冷处理，均随温度的变化而有相应的体积变化，因热胀冷缩而引起的体积变化不均匀乃是热应力产生的原因，而且对变形有相当的影响。