毕业论文网
本论文为您写金属材料毕业论文范文和职称论文提供相关论文参考文献，可免费下载。
金属材料热处理变形与开裂问题
［摘 要］现阶段,金属热处理在关键件与重要件的制造过程中具有重要作用,金属热处理利于改善金属材料的使用性能与结构特点,但金属热处理过程中导致金属元件发生变形与开裂现象会经常出现,严重影响金属元件的使用性能,降低元件的硬度与强度.对金属元件制造精度要求较高的使用器械,在元件金属热处理过程中要准确控制工艺温度,减少变形量.简述金属热处理变形与开裂的主要原因,分析影响金属热处理开裂与变形的主要因素,探索金属热处理过程控制变形与开裂的有效预防措施.
［关键词］金属材料；热处理变形；热应力；组织应力；开裂
金属材料热处理指的是将固态金属,根据其工艺制造需求,进行适当的加热、保温、冷却,辅助配合必要的机械作用与化学作用,使金属材料的内部结构发生变化,引起性能改变,从而制造出符合工艺需求的金属产品.
一、热处理变形开裂的主要原因
金属材料热处理变形主要有两种：包括尺寸变形与形状变形,大部分类型由于金属材料在热处理过程中,工件内部应力造成的.根据内应力的不同,将应力类型分为组织应力与热应力.金属材料工件变硬主要是两种应力因素共同的结果,超过应力变形极限,就会形成永久变形.
（一）热处理引起的开裂与变形因素
金属材料的热处理过程,包括冷却与加热,在热处理过程中金属工件经过热胀冷缩,其体积会发生明显变化.金属材料工件达到淬火温度时,工件屈服强度会出现明显降低的现象,工件塑性会有所提高,当金属热处理过程中,内应力超过金属屈服强度,就会发生塑性变形.
（二）组织应力引起的变形与开裂因素
金属材料工件的组织应力具有两大特点：切向应力大于轴向应力,并靠近金属工件表层；金属工件表面主要受拉应力,内部受压应力.组织应力在工件淬火时,发生的形变与开裂主要根据人处理热处理过程中热应力与组织应力的综合影响.除了考虑组织应力的影响外,还应考虑金属材料组成成分、形状、介质、冷却速度等.
二、影响金属材料变形与开裂的相关因素
(一)金属钢的化学组成
金属工件的制造主要应用钢材质.常用的低碳钢在淬火时体积会发生较小变化,淬火性较差,低碳钢淬透性差.中碳钢在制造工件经过淬火时,公积按体积变化比低碳钢变化明显,淬透性同样很低,但MS 点比较高,因此常用中碳钢制造的小尺寸零件,在热处理过程中应考虑相变应力影响.随着金属零件尺寸的增大,材料金属硬度层的深入程度会逐渐减小,内部相变应力变形逐渐转向为热应力变形；在高碳钢的热处理过程中,由于其MS 点较低,内部残留的奥氏体会增多,热处理的金属变形主要形式为淬火过程中的热应力变形.
(二)钢的淬透性
金属刚的淬透性是主要的热处理考虑标准,是指在规定范围内,钢材料的硬度分布特性与淬硬深度表现.在淬火过程中,根据不同碳钢的型号与淬火介质特点,合理控制冷却时间,促使零件达到合理的力学性能.
(三)钢的原始成分组织
金属钢淬火前的成分组织状态对淬火过程的热处理变形具有较大影响,例如碳素工具钢与轴承钢等.这些金属钢的原始组织在进行加工之前,必须进行球化退火处理,以至于在淬火过程中,奥氏体形体不易变大,在冷却过程中工件变形与开裂程度小.金属原始组织的本质晶体越细小,金属材料的屈服强度越高.
三、金属热处理变形与开裂的预防措施
(一)金属钢材的选用
金属工件的制造会根据热处理效果进行选用,常用高淬透性合金钢、微变形刚与碳钢等.高淬透性合金钢主要应用于截面尺寸相差较大、形状比较复杂的工件；微变形钢主要用于形状较为复杂、并且轻度要求特别高的金属工件制造；合金钢主要用于容易淬裂与变形的工件,例如Cr12MnV 等.
(二)冷却方式的选用
淬火冷却是合金工件在热处理过程中重要的生产工艺,直接影响工件质量.淬火工艺主要用热油与冷油,热油比冷油在淬火过程工件变形小,温度一般控制在80 摄氏度到120 摄氏度之间,同时淬火的搅拌方式与速度均会对变形产生影像.金属冷却速度快,冷读速度不均匀,会产生较大的应力,增加变形与开裂.
(三)控制加热温度
针对各类合金材料淬透性的不同,通产在热处理过程会选用较低的淬火温度,提高工件淬硬效果.针对不同的高弹合金钢制造的工件,可以适当提高淬火温度,以降低MS 点残留的大量奥氏体量.例如某些应用Cr12MoV 合金制造的高硬度工件模具,会选择1040 摄氏度的淬火温度,防止出现弧形裂纹.
(四)控制锻造与预热处理
合金工件淬火前期处理会对热处理过程的变形产生较大影响.针对某些高碳工具钢制造的工件,需要保证合理的制造淬火与锻造工艺,消除金属材料中形成的网状碳化物、偏析均匀.针对一些制造标准较为严格的工件,应进行应力退火、正火与调试处理,减少热处理的合金变形与工件表面开裂.
综上所述,金属材料在制造关键件与重要件是都需要经过热处理,热处理是元件制造的组成部分.不同元器件的构造材料会对热处理金属结构产生一定影响,许多器件在热处理过程中会出现开裂与变形、甚至是开裂等现象,金属器件热处理的质量应不断提高,减少废品率,防止开裂是金属热处理技术改进的重要部分,研究人员应不断创新,综合分析金属材料热力学性能,采取相关有效措施,减少热处理变形,不断提高元件热处理质量.
金属材料论文范文结:
关于金属材料方面的的相关大学硕士和相关本科毕业论文以及相关金属材料论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料下载。
1、金属材料论文
2、功能材料期刊
3、土木工程材料论文
4、建筑材料论文
5、高分子材料论文