班級：成型08-2
學號：0808020229
姓名：俞鵬祥
教師評語：
如何減小金屬熱處理變形
章豔丹( 杭州汽車技校浙江杭州310012)
【擅要】金屬熱處理在改善材料各種效能的同時，熱處理變形是不可避免的，並且會直接影響到工件的精度、強度、雜訊和壽命。因此對於精度要求較高的零件要
盡可能減小其變形量， 著重分析溫度是控制變形的關鍵因素的同時羅列幾點次要因素．
[關鍵詞]金屬熱處理變形溫度
中圖分類號：tgl 文獻標識碼：a 文章編號：1 671- 759 7( 2008) 1 210117．01
一、引曹
金屬材料的熱處理是將固態金屬或合金，採用適當的方式進行加熱、保
溫和冷卻，有時並兼之以化學作用和機械作用，使金屬合金內部的組織和結
構發生改變，從而獲得改善材料效能的工藝。熱處理工藝是使各種金屬材料
獲得優良效能的重要手段。很多實際應用中合理選用材料和各種成形工藝並
不能滿足金屬工件所需要的力學效能、物理效能和化學效能，這時熱處理工
藝是必不可少的．
但是熱處理工藝除了具有積極的作用之外，在處理過程中也不可避免地
會產生或多或少的變形，而這又是機械加工中必須避免的。兩者之間是共存
而又需要避免的關係，只能採用相應的方法盡量把變形量控制在盡量小的範
圍內．二、■度墨變形的關t 因素
工業上實際應用的熱處理工藝形式非常多，但是它們的基本過程都是熱
作用過程，都是由加熱、保溫和冷卻三個階段組成的。整個工藝過程都可以
用加熱速度、加熱溫度、保溫時間、冷卻速度以及熱處理週期等幾個引數來
描述。在熱處理工藝中，要用到各種加熱爐。金屬熱處理便在這些加熱爐中
進行(如基本熱處理中的退火、淬火、回火、化學熱處理的滲碳、滲氨、滲
鋁、滲鉻或去氫、去氧等等)。因此，加熱爐內的溫度測量就成為熱處理的
重要工藝引數測量。每一種熱處理工藝規範中，溫度是很重要的內容。如果
溫度測量不準確，熱處理工藝規範就得不到正確的執行，以至造成產品質量
下降甚至報廢。溫度的測量與控制是熱處理工藝的關鍵，也是影響變形的關
鍵因素。
( 1) 工藝溫度降低後工件的高溫強度損失相對減少，塑性抗力增強．
這樣工件的抗應力變形、抗淬火變形、抗高溫蠕變的綜合能力增強，變形就
會減少；
(2)工藝溫度降低後工件加熱、冷卻的溫度區間減少，由此而引起的
各部位溫度不一致性也會降低，由此而導致的熱應力和組織應力也相對減
少，這樣變形就會減少： 。
(3)如果工藝溫降低、且熱處理工藝時間縮短，則工件的高溫蠕變時
間減少，變形也會減少。
圖1 m12齒圈經不同溫度球化退火後的硬度分布曲線
減小熱處理變形需要合理的熱處理工藝。例如經熱處理後的
20crni 2moa鋼齒圈齒表面、齒心部硬度及有效硬化層深度均達到要求。圖
l 為模嘶=12衄的齒圈經不同溫度球化退火後的硬度梯度曲線。由圖1可以看
出。在650℃球化退火後的硬度梯度和740℃球化+680"c等溫處理的硬度梯度
結果相近，未經球化退火的齒輪的硬度較前兩個低。這是因為球化退火町使
淬火後滲層表面殘留奧氏體量減少。從而提高了齒表面硬度，因此
20crni 2moa鋼齒圈滲碳後應採用球化退火工藝，同時為減小熱處理變形，在
650℃球化退火效果更好。
三、變形的其它髟■因素夏蠢小措麓
( - - )預備熱處理
正火硬度過高、混晶、大量索氏體或魏氏組織都會使內孔變形增大，所
以要用控溫正火或等溫退火來處理鍛件。金屬的正火、退火以及在進行淬火
之前的調質，都會對金屬最終的變形量產生一定的影響。直接影響到的是金
屬組織結構上的變化。實踐證明，在正火時採用等溫淬火可有效地使金屬組
織結構趨於均勻，從而使其變形量減小．
( 二) 運用合理的冷卻方法
金屬淬火後冷卻過程對變形的影響也是很重要的乙個變形原因。熱油淬
火比冷油淬火變形小，一般控制在100±20．c。油的冷卻能力對變形也是至
關重要的。淬火的攪拌方式和速度均影響變形。金屬熱處理冷卻速度越快，
冷卻越不均勻，產生的應力越大，模具的變形也越大。可以在保證模具硬度
要求的前提下．盡量採用預冷；採用分級冷卻淬火能顯著減少金屬淬火時產
生的熱應力和組織應力，是減少一些形狀較複雜工件變形的有效方法；對一
些特別複雜或精度要求較高的工件，利用等溫淬火能顯著減少變形。
(三)零件結構要合理
金屬熱處理後在冷卻過程中，總是薄的部分冷得快，厚的部分冷得慢。
在滿足實際生產需要的情況下，應盡龜減少工件厚薄懸殊，零件截面力求均
勻，以減少過渡區因應力集中產生畸變和開裂傾向；工件應盡量保持結構與
材料成分和組織的對稱性，以減少由於冷卻不均引起的畸變；工件應盡量避
免尖銳稜角、溝槽等。在工件的厚薄交界處、台階處要有圓角過渡；盡量減
少工件上的孔、槽筋結構不對稱；厚度不均勻零件採用預留加上量的方法。
(四)採用合理的裝夾方式及夾具
目的使工件加熱冷卻均勻，以減少熱應力不均，組織應力不均，來減小
變形，可改變裝夾方式．盤類零件與油麵垂直，軸類零件立裝，使用補償墊
圈，支承墊圈，疊加墊圈等，花鍵孔零件可用滲碳心軸等。
(五)機械加工
當熱處理是工件加工過程的最後工序時，熱處理畸變的允許值應滿足圖
樣上規定的工件尺寸，而畸變量要根據上道工序加工尺寸確定。為此，應按
照工件的畸變規律，熱處理前進行尺寸的預修正，使熱處理畸變正好處於合
格範圍內。當熱處理是中間工序時，熱處理前的加工餘量應視為機加工餘量
和熱處理畸變量之和。通常機械加工餘量易於確定．而熱處理由於影響因素
多比較複雜，因此為機械加工留出足夠的加工餘量，其餘均可作為熱處理允
許畸變量。熱處理後再加工，根據工件的變形規律，施用反變形、收縮端預
脹孔，提高淬火後變形合格率．
(六)採用合適的介質
在保證同樣硬度要求的前提下，盡量採用油性介質，實驗和實踐證明，
再其他條件無差異的前提下，油性介質的冷卻速度較慢，而水性介質的冷卻
關於全站儀對向觀測法的精度分析
胡寶華(寧夏工業職業學院寧夏石嘴山753000)
，【擒要] 傘站儀己廣泛用於工程測量中，根據全站儀對向觀測法，三角高程測量的原理，對其高差精度進行分析，闡述在一定範圍內可用上述測量方法代替
三、四等水準測最的見解。
【關鍵詞】傘站儀對向觀測三角高程精度
中圖分類號：p2 文獻標識碼： ^ 文章編號：1671—7597( 2 008) 1210120- - 0 1
在工程測量實踐中，幾何水準測量作為測量高程的傳統方法被普遍採
用，但其勞動強度大、效率較低。全站儀集電子經緯儀、光電測距儀和資料
記錄於一體，其測距和測角精度大大提高，用它進行高程測量觀測速度快、
效率高。全站儀進行三角高榨測量時有單向觀測、對向觀測等方法，不同的
觀測方法可以滿足不同的高程測最的精度，本文就對向觀測法進行討論．
一、全站儀對向現羽三角高程的曩曩
圖1如圖1，將全站儀置於a點，量得儀器高i ，將反光鏡置於b點．量得稜
鏡高v，則^、b兩點的高差為：
has=ssi na+c一，+i —v ( 1)
式中：s——_斜距，a——全站儀照准稜鏡時的豎直角，c——地球曲率
改正數．r一大氣折光改正數。折光影響與地球曲率影響之和為：
r：c—r：—s2 co—s2口f一—船2 c— os2： 三二墨s2． cos2口副 2— 互r 一— 礦2百6瑚5口(2)
式中：r——地球的平均半徑6371km，k大氣折光係數。因此，上述( 1)
式可表達為：
上式表明；全站儀三角高程採用對向觀測法在氣象條件穩定時可以不考
( 上接第117頁)
慮地球曲率及大氣折光的影響，與單向觀測法比較有明顯的優勢．
二、全站儀對向現測三角高程的■廑分析
(一)全站儀對向觀測三角高程的高差中誤差4
根據誤差傳播定律，全站儀對向觀測三角高程的中誤差為：
式中：取，％往=臃。重=塒。
用- 往2m．近2m。
s=s往=s鼉
用』往2所，鼉2m，枉朋，t 2m，
口住=口鼉=口
p』=206265
(二)全站儀對向觀測三角高程的精度分析
2023年，我們在109囤道公路改建工程中，使用南方產nts一355r型全站
儀，採用了全站儀三角高程對向觀測法，複測了整個工程，這次測量與以前
用三、四等水準測量相比較，提高了測量的速度。減少了工作程式，共節省
了5天，也提高了經濟效益，其精度滿足了工程的需要．
三、結束語
幾何水準測量雖然可獲得較高的精度，但存在著不足之處，地球磁場對
補償式水準儀的影響達至, j2mm／km；當在坡度較大的水準路線上進行測量時受
大氣折光影響大：丘陵、山地地區難以實施等。採用全站儀對向觀測法進行
三角高程測量時，其精度取決於觀測時a、b兩點間的氣象條件，應選擇氣象
變化不大的時間進行觀測，如陰天、微風天氣或兩天的相同時間等。亦可通
過理論計算、天頂距觀測、氣象元素觀測等不同途徑求得不同季節和時間的
大氣折光係數k值**用時參考。
速度則相對快一些。而且，和油性介質相比，水溫變化對水性介質冷卻特性
的影響較大，在同樣的熱處理條件下，油性介質相對水性介質淬火後的變形
量要相對小。
四、培柬胥
熱處理能改善工件的機械效能，提高工件韻強度和硬度，但引起的變形
影響是不可避免的。我們要重視我國現階段的熱處理技術和裝備的改進，不
斷學習國外先進的技術，提高熱處理工件質量及合格率，為我國的熱處理行
回業作出貢獻．
參考文獻：
[ 1] 劉譁東，熱處理變形**．機械工人：熱加工．2023年l o期．
[ 2] 雷聲．齒輪熱處理變形的控制．機械工程師．2023年5期．
[ 3] 魏強、劉曉清，熱處理淬火變形的控制．汽車工藝與材料．2023年7期
2.1 檢索詞：金屬熱處理
檢索篇數：115
檢索過程：開啟遼寧工程技術大學首頁，選擇中文電子圖書，進入維普科技網高階檢索。
**篇名：如何減小金屬熱處理變形
著者：章豔丹
載文期刊名稱：維普資訊
年捲期頁—— 頁
摘要：金屬熱處理在改善材料各種效能的同時，熱處理變形是不可避免的，並且會直接影響到工件的精度、強度、雜訊和壽命。因此對於精度要求較高的零件要
盡可能減小其變形量， 著重分析溫度是控制變形的關鍵因素的同時羅列幾點次要因素．
資料庫：維普科技網
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