常規(guī)熱處理中,零件形狀變化的主要原因是南通熱處理加熱和淬火時發(fā)生的熱應力和相變應力。加熱速度過快、相對于加熱爐而言零件太大、零件各部分的溫度不同,都會導致熱變形。保溫時,加工南通熱處理的殘余應力會發(fā)生釋放而產(chǎn)生變形,零件的自重也會導致變形。冷卻時,由于零件不同部位的冷卻速度不同,會形成熱應力而使零件變形。即使冷卻速度相同,冷卻總是表面快,心部慢。因此,先相變的表面使未相變的心部發(fā)生塑性變形。如果材料中存在合金成分的偏析,或者表面脫碳,則相變應力更不均勻,更易導致零件變形。另外,如果零件厚薄不均,也會造成冷卻速度不同。
熱處理變形有兩種類型:一是尺寸的變化,二是零件幾何形狀的變化。熱處理技術不同,零件尺寸和南通熱處理幾何形狀的變形及防變形方法亦不相同。
熱處理加熱奧氏體化過程中,保溫時間越長,溫度越高,則溶入奧氏體的碳越多,馬氏體轉(zhuǎn)變時產(chǎn)生的膨脹越大。冷卻時,馬氏體膨脹最大,上貝氏體次之,下貝氏體和屈氏體的體積變化很小。低溫回火時,馬氏體發(fā)生收縮,收縮量與過飽和的碳含量成正比。在室溫-200℃加熱時,部分殘余奧氏體會轉(zhuǎn)變成馬氏體,出現(xiàn)膨脹。但該膨脹因200℃附近馬氏體發(fā)生分解,因此表現(xiàn)上變化不大。
在鍛件的熱處理中,減少變形的零件擺放方式,一是盡可能垂直吊掛,二是垂直放在爐底部,三是用兩點水平支撐,支點位置處于全長的三分之一與南通熱處理四分之一之間,四是平放于耐熱鋼工裝上。
在零件的冷卻過程中,淬火介質(zhì)的種類、冷卻性能、淬硬性等與變形有關。冷卻性能的變化可通過改變介質(zhì)的黏度、溫度、液面壓力、使用添加劑、攪拌等進行調(diào)節(jié)。淬火油的黏度越高,溫度越高,橢圓形變形越小。在靜止狀態(tài)下,變形較小。