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摘要：在对金属材料进行分析的过程中，要对热处理情况下的变形问题和开裂问题予以关注，针对具体问题建立具有针对性的处理措施，才能充分发挥金属材料的基本优势。本文对金属材料热处理变形计开裂原因进行了集中分析，并着重讨论了处理相关问题的有效措施，以供参考。
关键词：金属材料；热处理；变形；开裂
对于金属工件而言，基本的变形问题主要集中在尺寸变形以及形状变形两方面，但是，无论是哪种变形情况，都和热处理过程导致的工件内部应力息息相关。结合内应力的相关因素对问题因素进行分析，从而制定具有针对性的监督和管控措施，就能从根本上减少金属材料热处理变形和开裂导致的工件质量缺失性问题。
一、金属材料热处理变形及开裂原因
（一）热处理
从物理学层面出发，一些金属材料加热或者是冷却的过程中共，会出现热胀冷缩的现象，尤其是在零件加热达到淬火的温度节点时，金属整体的屈服强度就会明显下降，导致其自身的塑性增强。需要注意的是，若是应力超过屈服强度，就会出现严重的塑性变形，应力集中超出材料的强度极限，零件的淬裂也时有发生。例如，高碳合金钢本身的导热性能较差，淬火的温度相应较高，若是在使用过程中不能逐渐预热或者是缓慢加热的话，就会导致零件出现严重变形。要对其进行860±10℃的预热，尤其是对材质较细或者是材质较粗的零件，要整合预热处理效果。
（二）组织应力
在对组织应力进行全面分析的过程中，也要对组织应力的相关特征和参数予以分析，一方面，由于工件表面会受到拉应力，而在心不会出现压应力。另一方面，在元件靠近表面的位置，要对切向拉应力进行分析，相应的应力会大于组织结构的轴向拉应力。也就是说，组织应力会导致工件出现严重的变形。对于部分淬火元件变形问题的研究要从热应力和组织应力进行处理，整合材料成分以及工件形状等，就要对冷却速度予以全面影响，着重对热应力和组织应力展开调研。
（三）材料条件
影响金属材料热处理变形的因素较多，其中，材料自身性质形成的内在因素具有非常关键性的作用，需要相关研究人员结合实际问题进行集中处理和分析，有效建构完整的材料分析体系[1]。
第一，钢结构自身的化学成分，在实际热处理工作开始后，淬火过程并不会对体积变化造成很大的影响，尤其是一些淬透性较差的材质。因此，零件若是尺寸较小，淬火变形就会将相变应力变形作为主要形式，并且会与零件尺寸呈现出正比例关系，和硬度层深入程度呈反比例关系，并且会从淬火变形逐渐转变为热应力变形问题。例如，在高碳钢材料中，钢结构自身的MS点数据较小，加之会残留较多的奥氏体，使得淬火变形过程中主要出现的就是热应力变形。
第二，钢结构自身的淬透性，一般而言，常规化的淬透性就是指在制定条件下决定材料淬硬深度以及硬度参数分布特性的基础性参数。多数合金钢的实际淬透性都会强于碳钢，淬透性能较好的材料会在淬火冷却后利用缓和的淬火介质进行处理，一定程度上减少裂缝问题的出现概率，也能借助淬火和回火进行有效处理。
第三，钢结构的原始组织。对于元件结构淬火质量而言，在操作前元件自身的组织状态是关键性影响因素，而在钢结构锻炼操作结束后，只有进行有效的球化退火，才能从根本上维护元件的整体质量。这种情况会辅助奥氏体具体尺寸的控制，也能保证冷却后工件的变形程度以及开裂倾向较小。
第四，淬火方式。要想从根本上减少金属材料热处理中的变形问题和开裂问题，就要对淬火方式以及淬火介质进行综合性分析，结合工件的具体种类，整合尺寸以及基础性形状，维护淬火方法的有效性，减少变形问题的同时，按照力学性能对具体操作方案予以审定，从根本上提高元件整体的品质[2]。
二、金属材料热处理变形及开裂的处理措施
要想从根本上维护金属材料的整体质量，要结合实际问题建立有效的处理机制，完善管控措施的同时，整合实际操作流程，维护金属材料的管理效果。
（一）优化钢材的合理性
优化选择钢材对于整合金属材料实际热处理效果具有非常重要的作用，需要技术人员结合实际情况进行统筹性分析和系统化处理，尤其是在复杂且截面尺寸相差较大工件进行处理时，要选取淬透性较好的钢材结构，保证缓冷介质中冷却效果的完整性和实际变形效果。尤其是对形状较为复杂且轻度要求较高的磨具，只有有效整合相关参数，才能为后续工作的完整性优化奠定坚实基础，要着重选取微变形钢结构。另外，有部分变形明显且常会出现淬裂的元件，要选取合金钢。
（二）优化冷却方法
对于合金淬火过程而言，有效的处理冷却过程十分关键，需要技术人员给予一定的重视。相较于冷油淬火，热油淬火的变形程度较小，会将温度控制在100±20℃，此时只有保证其基础性的冷却能力才能减少变形或者是出现裂缝的几率。另外，有效的淬火搅拌方式以及速度都会对变形问题产生影响。也就是说，金属在实际热处理的过程中，整体冷却速度决定了均匀程度，也会对应力参数以及变形问题产生影响，因此，要在一定强度的基础环境中，有效对预冷操作和分级冷却操作予以关注和处理，从根本上减少金属淬火过程产生的热应力和组织应力。
（三）优化加热温度处理效果
温度的控制对于整合整体处理项目水平具有非常重要的作用，技术人员在运行相关操作的过程中，要整合处理效果和基本水平，避免过高温度对元件产生影响。在维护淬火效果的同时，也要对温度进行集中关注，整合相关参数的同时，对高弹合金钢的工作结构进行分析，选取适当的淬火温度以及应变管理效果，整合淬火温度的同时，避免金属元件出现弧状裂纹[3]。
（四）优化选择锻造和预热处理水平
在控制金属材料热处理工作环节和实际工作水平的过程中，要对基本参数予以系统化分析和处理，整合鍛造工序的同时，对预热处理项目和维护措施展开分析。要保证淬火前原始组织结构的有效性，并且利用合理化锻造手段减少金属元件中网状碳化物和偏析问题，保证分布的均匀性，也能对变形要求较为严格的工件进行处理和控制，整合加工过程的同时，保证应力退火过程的完整性，提高调质处理的效果，避免变形或者是零部件开裂问题。目前，应用的较多的热处理工艺中，主要分为两类：
第一类，一次或者是多次预热处理。主要是为了从根本上减少热应力的缓慢加热，整合工件温差处理效果，对于形状较为复杂的工件模具要予以一次预热或者是多次预热处理，有效规避其出现变形问题亦或是开裂问题，整合变形效果。
第二类，分级淬火或者是等温淬火，分级淬火能有效消除淬火裂纹的方式，确保碳素钢的处理效果符合预期。另外，在对碳素工具钢和大截面低合金钢等工件进行热处理的过程中，也要借助盐水对其进行处理，减少淬火操作不当导致的裂缝或者是应力问题[4]。
结束语：
总而言之，在工件热处理过程中，要对具体工序和需求予以分析，从根本上减少变形以及开裂问题，提升产品的实际质量，一定程度上减少变形问题以及裂缝问题对其基本应用性能产生的影响，减少废品率的同时，优化工艺流程的完整程度和实际价值，也为经济效益的增长奠定坚实基础。
参考文献：
[1]李林.关于金属材料与热处理工艺的探讨[J].化工设计通讯，2016（12）：67-67，73.
[2]李立尧.金属材料热处理工艺与技术分析[J].工业设计，2017（08）：173-174.
[3]高静，申志敏.金属材料热处理变形的影响因素与控制策略[J].应用能源技术，2017（06）：12-14.
[4]罗新民.环境材料学对金属热处理发展的影响[J].金属热处理，2015（04）：1-7.
关键词：金属材料；热处理；变形；开裂
对于金属工件而言，基本的变形问题主要集中在尺寸变形以及形状变形两方面，但是，无论是哪种变形情况，都和热处理过程导致的工件内部应力息息相关。结合内应力的相关因素对问题因素进行分析，从而制定具有针对性的监督和管控措施，就能从根本上减少金属材料热处理变形和开裂导致的工件质量缺失性问题。
一、金属材料热处理变形及开裂原因
（一）热处理
从物理学层面出发，一些金属材料加热或者是冷却的过程中共，会出现热胀冷缩的现象，尤其是在零件加热达到淬火的温度节点时，金属整体的屈服强度就会明显下降，导致其自身的塑性增强。需要注意的是，若是应力超过屈服强度，就会出现严重的塑性变形，应力集中超出材料的强度极限，零件的淬裂也时有发生。例如，高碳合金钢本身的导热性能较差，淬火的温度相应较高，若是在使用过程中不能逐渐预热或者是缓慢加热的话，就会导致零件出现严重变形。要对其进行860±10℃的预热，尤其是对材质较细或者是材质较粗的零件，要整合预热处理效果。
（二）组织应力
在对组织应力进行全面分析的过程中，也要对组织应力的相关特征和参数予以分析，一方面，由于工件表面会受到拉应力，而在心不会出现压应力。另一方面，在元件靠近表面的位置，要对切向拉应力进行分析，相应的应力会大于组织结构的轴向拉应力。也就是说，组织应力会导致工件出现严重的变形。对于部分淬火元件变形问题的研究要从热应力和组织应力进行处理，整合材料成分以及工件形状等，就要对冷却速度予以全面影响，着重对热应力和组织应力展开调研。
（三）材料条件
影响金属材料热处理变形的因素较多，其中，材料自身性质形成的内在因素具有非常关键性的作用，需要相关研究人员结合实际问题进行集中处理和分析，有效建构完整的材料分析体系[1]。
第一，钢结构自身的化学成分，在实际热处理工作开始后，淬火过程并不会对体积变化造成很大的影响，尤其是一些淬透性较差的材质。因此，零件若是尺寸较小，淬火变形就会将相变应力变形作为主要形式，并且会与零件尺寸呈现出正比例关系，和硬度层深入程度呈反比例关系，并且会从淬火变形逐渐转变为热应力变形问题。例如，在高碳钢材料中，钢结构自身的MS点数据较小，加之会残留较多的奥氏体，使得淬火变形过程中主要出现的就是热应力变形。
第二，钢结构自身的淬透性，一般而言，常规化的淬透性就是指在制定条件下决定材料淬硬深度以及硬度参数分布特性的基础性参数。多数合金钢的实际淬透性都会强于碳钢，淬透性能较好的材料会在淬火冷却后利用缓和的淬火介质进行处理，一定程度上减少裂缝问题的出现概率，也能借助淬火和回火进行有效处理。
第三，钢结构的原始组织。对于元件结构淬火质量而言，在操作前元件自身的组织状态是关键性影响因素，而在钢结构锻炼操作结束后，只有进行有效的球化退火，才能从根本上维护元件的整体质量。这种情况会辅助奥氏体具体尺寸的控制，也能保证冷却后工件的变形程度以及开裂倾向较小。
第四，淬火方式。要想从根本上减少金属材料热处理中的变形问题和开裂问题，就要对淬火方式以及淬火介质进行综合性分析，结合工件的具体种类，整合尺寸以及基础性形状，维护淬火方法的有效性，减少变形问题的同时，按照力学性能对具体操作方案予以审定，从根本上提高元件整体的品质[2]。
二、金属材料热处理变形及开裂的处理措施
要想从根本上维护金属材料的整体质量，要结合实际问题建立有效的处理机制，完善管控措施的同时，整合实际操作流程，维护金属材料的管理效果。
（一）优化钢材的合理性
优化选择钢材对于整合金属材料实际热处理效果具有非常重要的作用，需要技术人员结合实际情况进行统筹性分析和系统化处理，尤其是在复杂且截面尺寸相差较大工件进行处理时，要选取淬透性较好的钢材结构，保证缓冷介质中冷却效果的完整性和实际变形效果。尤其是对形状较为复杂且轻度要求较高的磨具，只有有效整合相关参数，才能为后续工作的完整性优化奠定坚实基础，要着重选取微变形钢结构。另外，有部分变形明显且常会出现淬裂的元件，要选取合金钢。
（二）优化冷却方法
对于合金淬火过程而言，有效的处理冷却过程十分关键，需要技术人员给予一定的重视。相较于冷油淬火，热油淬火的变形程度较小，会将温度控制在100±20℃，此时只有保证其基础性的冷却能力才能减少变形或者是出现裂缝的几率。另外，有效的淬火搅拌方式以及速度都会对变形问题产生影响。也就是说，金属在实际热处理的过程中，整体冷却速度决定了均匀程度，也会对应力参数以及变形问题产生影响，因此，要在一定强度的基础环境中，有效对预冷操作和分级冷却操作予以关注和处理，从根本上减少金属淬火过程产生的热应力和组织应力。
（三）优化加热温度处理效果
温度的控制对于整合整体处理项目水平具有非常重要的作用，技术人员在运行相关操作的过程中，要整合处理效果和基本水平，避免过高温度对元件产生影响。在维护淬火效果的同时，也要对温度进行集中关注，整合相关参数的同时，对高弹合金钢的工作结构进行分析，选取适当的淬火温度以及应变管理效果，整合淬火温度的同时，避免金属元件出现弧状裂纹[3]。
（四）优化选择锻造和预热处理水平
在控制金属材料热处理工作环节和实际工作水平的过程中，要对基本参数予以系统化分析和处理，整合鍛造工序的同时，对预热处理项目和维护措施展开分析。要保证淬火前原始组织结构的有效性，并且利用合理化锻造手段减少金属元件中网状碳化物和偏析问题，保证分布的均匀性，也能对变形要求较为严格的工件进行处理和控制，整合加工过程的同时，保证应力退火过程的完整性，提高调质处理的效果，避免变形或者是零部件开裂问题。目前，应用的较多的热处理工艺中，主要分为两类：
第一类，一次或者是多次预热处理。主要是为了从根本上减少热应力的缓慢加热，整合工件温差处理效果，对于形状较为复杂的工件模具要予以一次预热或者是多次预热处理，有效规避其出现变形问题亦或是开裂问题，整合变形效果。
第二类，分级淬火或者是等温淬火，分级淬火能有效消除淬火裂纹的方式，确保碳素钢的处理效果符合预期。另外，在对碳素工具钢和大截面低合金钢等工件进行热处理的过程中，也要借助盐水对其进行处理，减少淬火操作不当导致的裂缝或者是应力问题[4]。
结束语：
总而言之，在工件热处理过程中，要对具体工序和需求予以分析，从根本上减少变形以及开裂问题，提升产品的实际质量，一定程度上减少变形问题以及裂缝问题对其基本应用性能产生的影响，减少废品率的同时，优化工艺流程的完整程度和实际价值，也为经济效益的增长奠定坚实基础。
参考文献：
[1]李林.关于金属材料与热处理工艺的探讨[J].化工设计通讯，2016（12）：67-67，73.
[2]李立尧.金属材料热处理工艺与技术分析[J].工业设计，2017（08）：173-174.
[3]高静，申志敏.金属材料热处理变形的影响因素与控制策略[J].应用能源技术，2017（06）：12-14.
[4]罗新民.环境材料学对金属热处理发展的影响[J].金属热处理，2015（04）：1-7.