影響制件淬火變形的主要因素

1、鋼的成分及原始組織：

①鋼中的碳和合金元素多少均對淬火變形存在影響。對于碳含量而言：低碳鋼淬火變形主要以熱應(yīng)力為主，小尺寸中碳鋼以組織應(yīng)力變形為主，大尺寸中碳鋼以熱應(yīng)力變形為主，高碳鋼以熱應(yīng)力變形為主。對于合金元素而言：低合金鋼完全淬透為馬氏體的情況下，通常以體積變形和組織應(yīng)力起主要作用，而中心未淬透時(shí)，表層為馬氏體組織，心部為屈氏體的情況下，變形則由組織應(yīng)力和熱應(yīng)力綜合作用；高碳高合金鋼，因有大量合金碳化物，降低鋼的導(dǎo)熱性，易受熱應(yīng)力影響變形，可通過增加預(yù)熱和采用不同淬火溫度調(diào)節(jié)奧氏體中碳及合金元素含量，在緩慢介質(zhì)中淬火來使變形量減小。

②鋼的原始組織：材料原始組織的缺陷，如混晶、合金元素偏析、碳化物形態(tài)、大小和數(shù)量均會對淬火變形產(chǎn)生不利影響，可采用預(yù)備熱處理正火+回火、球化退火等方式消除不良組織，預(yù)防淬火變形。

2、制件的尺寸和形狀：

結(jié)構(gòu)簡單、單一、對稱的制件變形較小，復(fù)雜、尺寸大、截面變化大、形狀不對稱的制件變形大，因?yàn)橹萍煌课焕鋮s的速度快慢不一致，冷卻效果不均勻，組織轉(zhuǎn)變存在時(shí)間差。防范措施：①在設(shè)計(jì)制件加工流程時(shí)，制件在熱處理工序盡量避免復(fù)雜、尺寸大、截面變化大和形狀不對稱；②在冷卻曲線不觸碰到C曲線“鼻子”區(qū)域的情況下，盡量減緩冷卻速度，也可在不影響制件性能的條件下亞溫淬火，還可以采用分分級淬火或等溫淬火。對于制件冷卻不均的問題，可以采取“熱補(bǔ)償”、“局部熱平衡”、“靜油淬火”等方式。

3、熱處理工藝：

①加熱溫度及加熱速度：提高淬火溫度一般會使制件變形增大，加熱速度過快，直接導(dǎo)致形成熱應(yīng)力，引起制件變形。可采用下限淬火溫度，緩慢的升溫速度和適當(dāng)?shù)念A(yù)熱措施減小變形。

②淬火介質(zhì)及冷卻方式：淬火介質(zhì)的冷卻效果越好（導(dǎo)熱性能越好），制件淬入后變形更大。在能獲得相同組織和性能的條件下，盡量選擇緩和的冷卻介質(zhì)。冷卻方式對淬火變形也有很大影響。合理的冷卻方式可以減小制件變形，降低馬氏體點(diǎn)以上的冷卻速度，可減小因熱應(yīng)力引起的變形；降低馬氏體點(diǎn)以上的冷卻速度，可減小因組織應(yīng)力引起的變形。因此，可由單一的水冷、油冷改為分級淬火、等溫淬火。

③回火的影響：回火時(shí)發(fā)生組織轉(zhuǎn)變以及重新加熱時(shí)鋼的塑性增加，可以降低殘余應(yīng)力，可能減小淬火變形，但也有可能加劇制件的變形。可以根據(jù)實(shí)際情況，采用加壓回火的方式減小零件變形。

4、殘余應(yīng)力：

熱處理淬火前的機(jī)加、鍛造、焊接、校直等對制件造成的殘余應(yīng)力，在淬火加熱過程中，應(yīng)力得到釋放，也會引起制件的變形，可在淬火前進(jìn)行消除應(yīng)力回火處理，釋放殘余應(yīng)力。

5、制件自身重量和裝夾方式：

在零件奧氏體化保溫過程中，制件因?yàn)樽陨碇亓ψ饔煤筒缓侠淼难b夾方式導(dǎo)致變形，例如：長制件水平加熱淬火，制件受重力作用更為明顯。采取合理的裝夾支撐方式，盡量豎直放置，減小重力作用。若必須橫放時(shí)，則應(yīng)在易引起制件變形的重心位置增加支撐，保障制件中心線處于水平位置。