1、 了解工件畸变的影响因素以及工件热处理过程应力的变化和残留应力的分布；熟悉复杂工件的畸变规律和矫正方法；掌握工件畸变的预防和消除方法；学会判断工件变形分析方法和利用工装夹具减小工件热处理变形的措施。不同成分、不同形状的工件热处理畸变各不相同，影响工件畸变的因素主要有以下几个方面。钢的成分主要是通过对淬透性及Ms点的影响而影响工件的畸变。工件淬火前的原始组织及成分，碳化物的形态及分布情况对变形都有很大影响。工件的截面尺寸直接影响淬火后的淬透层深度，截面尺寸越大，淬透层越小，热应力变形的作用越大。3.工件的截面尺寸及形状2.钢的原始组织1.钢的成分随着工件淬火温度的提高，工件的热应力将加大，同时由
2、于钢的淬透性也随之增加，所以其相变应力也将增大。在获得相同硬度及相同组织的情况下，比较缓和的冷却介质所引起的淬火变形总要小些，因此在可能的情况下尽量选用较为缓和的淬火介质。由于受到多种因素影响，工件热处理过程会出现多种畸变，影响工件的进一步加工，甚至造成工件报废。4.加热温度5.冷却介质及冷却方式工件的材料选择是根据其性能要求、尺寸及结构特点来选择的。在设计工件的外形、尺寸及内部结构时，应该考虑到热加工的工艺性能。工件产生畸变的主要原因是应力超过材料的屈服强度造成的。工件在炉内的放置位置要注意既使工件均匀受热，又能避免因工件自重产生畸变。1.正确的选材3.冷热加工工序的配合2.合理的结构设计及
3、技术要求4.热处理工艺要求复杂工件畸变规律与矫正方法见表4-1。工件热处理时只要伴随有相变过程，热应力和相变应力总是同时产生。图4-1碳的质量分数为1.3%的碳钢圆柱试样淬火时热处理应力变化和残留应力分布图4 1为碳的质量分数为13的碳钢圆柱试样淬火时热处理应力变化和残留应力分布。图4-2碳的质量分数为1.0%、钒的质量分数为0.2%钢圆柱试样在800水冷淬火后的残留应力分布1.心部未淬透情况下的残留应力图4-3低碳合金钢圆柱试样(?10mm)淬火时热处理应力变化和残留应力分布a)淬火时热处理应力变化b)残留应力分布情况2.心部淬透情况下的残留应力分布根据工件热处理过程中热应力和相变应力的分布
4、规律，工件在淬火的加热、保温和冷却过程中，都可能由于内应力而引起变形。对于细长工件应该垂直放置或吊挂，不可平放，尤其不能悬空支撑平放或斜放，否则，随着温度升高，工件强度降低，在自重的作用下会引起弯曲变形。在保证淬硬的前提下，一般应尽量选择低一些的淬火温度和保温时间，以减小工件的热应力和相变应力。2.合理地选择加热温度和保温时间1.选择合理的装炉方式对于形状复杂、要求严格的工件，尤其是高合金钢，如果加热速度过快，温度不均匀，引起的热应力必然会使工件产生变形。工件淬火冷却时，应该根据不同的情况，选择不同的冷却速度和冷却方式。正确的淬火操作是减小淬火变形的有效方法。5.进行正确的淬火操作4.选择合理
5、的冷却方式和冷却介质3.合理地进行加热1)某厂生产的矩形截面(35mm35mm)导轨材质为GCr15钢，长度(L)分别为500mm、700mm，预先热处理为调质(2532HRC)。加工过程及情况分析：该产品的加工工序为下料锻造4040mm退火刨削加工调质。2)某厂生产的矩形截面为25mm25mm圆弧钢条，内径为250mm，展开角度为155，材质为轴承钢。图4-4圆弧钢条与淬火夹具示意图1)设计专用夹具：使工件在热处理过程减小因自身重量而产生的内应力，如图4-4b所示。2)调整热处理工艺：淬火前增加一道5005602h的去应力回火，消除工件在机械加工过程产生的内应力；在淬火、回火过程中，将淬火工艺调整为83084020mim，控制淬火介质油温为3060，淬火后硬度为6062HRC；回火温度从200降低为180。根据上述方法，在经过几批工艺试验后，工件热处理后的畸变量终于达到规定的要求，其圆弧弯曲变形量为0305mm，翘曲变形量小于或等于05mm。
