一（yī）、变形（xíng）的原（yuán）因（yīn）

钢的变（biàn）形主要（yào）原因是钢中存（cún）在内（nèi）应力或者外（wài）部施加的应力。内应力是因温度分布（bù）不均匀或者相变所致，残余（yú）应力（lì）也是原（yuán）因（yīn）之一。外应力引起（qǐ）的变形主要是（shì）由于工件（jiàn）自重而造成的“塌陷”，在特殊情况下（xià）也应考虑碰撞被加热的工件，或者夹持（chí）工具（jù）夹持所引起的凹陷等。变形包（bāo）括弹性变形和（hé）塑性（xìng）变形两（liǎng）种。尺（chǐ）寸变（biàn）化主（zhǔ）要是（shì）基于组（zǔ）织转变，故表（biǎo）现出（chū）同样的膨胀和收缩，但当工件上有孔穴（xué）或（huò）者复杂形状（zhuàng）工件，则将导致附加（jiā）的变形。如果淬火形（xíng）成大（dà）量（liàng）马氏体则（zé）发生膨胀，如果产生大量残余奥（ào）氏体则相应的（de）要收（shōu）缩。此外，回火（huǒ）时一般（bān）发生收缩，而出（chū）现（xiàn）二次硬化现象的合金钢（gāng）则发生膨胀（zhàng），如果进行深冷（lěng）处理（lǐ），则由于残余奥氏（shì）体（tǐ）的马（mǎ）氏体化（huà）而进一步（bù）膨胀，这（zhè）些组织的比（bǐ）容都（dōu）随（suí）着含碳量的增加而增大，故含碳量增加（jiā）也使尺寸变（biàn）化量增大。

二、淬（cuì）火变形的（de）主要发生时段

1.加热过程：工件在加热过程中，由于内应力逐渐（jiàn）释放而产生变形。

2.保温过程（chéng）：以自（zì）重塌陷（xiàn）变（biàn）形为主，即塌陷弯（wān）曲。

3.冷却过程：由于不均（jun1）匀冷却和组（zǔ）织转（zhuǎn）变而至变（biàn）形。

三、加（jiā）热与变形

当加热大型（xíng）工件时，存（cún）在残（cán）余应（yīng）力或者加热不均匀，均（jun1）可产生（shēng）变（biàn）形（xíng）。残余应力主要来源（yuán）于加工（gōng）过程。当存在（zài）这些应力时（shí），由（yóu）于随着温度的升高，钢的屈服强度逐（zhú）渐下降（jiàng），即使加热很均匀，很轻微的应力也会导致变形。

　　一（yī）般，工件的外缘部（bù）位残余（yú）应力较高，当温度的上升（shēng）从外部开始进行时，外缘（yuán）部位变形较（jiào）大（dà），残余应力（lì）引起的变形包（bāo）括弹性变（biàn）形（xíng）和（hé）塑性变形两（liǎng）种。

　　加热时产生的热应力（lì）和想变（biàn）应力都（dōu）是（shì）导致变（biàn）形的原因。加热速度越（yuè）快、工（gōng）件尺寸（cùn）越大、截面变化越大，则加热变（biàn）形越大。热应（yīng）力取决于温度的不（bú）均匀分布程（chéng）度和温度（dù）梯度，它们都是导致热膨胀发生（shēng）差异的原因。如果热应（yīng）力（lì）高于材料的高温（wēn）屈服点，则引起塑性变形，这种塑（sù）性变形就（jiù）表现为（wéi）“变形（xíng）”。

　　相变应力主要源于相（xiàng）变的不等时性，即材料一（yī）部分发生相变，而其它部分还未发生（shēng）相变时产生的。加热（rè）时材料的组织转（zhuǎn）变成（chéng）奥（ào）氏（shì）体发生（shēng）体积（jī）收缩时（shí）可出现（xiàn）塑（sù）性变（biàn）形。如果材（cái）料的各部分同时发生相同（tóng）的组织转变，则不产（chǎn）生应力。为此，缓慢加热（rè）可以适当降低加热（rè）变形，zui好采用预热。

　　此外，由于加热中因（yīn）自重而出现“塌（tā）陷”变形的情况非常多，加热温度越高，加热时间越长（zhǎng），“塌陷”现象越严重（chóng）。

四、冷却与变形

　　冷却不均时将产生热应力导致变（biàn）形发（fā）生。因（yīn）工件的外缘和内部存在冷却速（sù）度差（chà）异（yì），该热应力（lì）是不（bú）可避免的，淬火情况下，热应（yīng）力与组织（zhī）应力叠加，变形更为复杂。加之组织的不（bú）均（jun1）匀、脱碳等，还（hái）会导致相（xiàng）变点出现（xiàn）差异（yì），相变的膨胀量也有所不同。

　　总之，“变（biàn）形（xíng）”是相变应力（lì）和（hé）热（rè）应力共同所致，但并非全部应力都消耗在（zài）变（biàn）形（xíng）上，而是一部分作为残余应力存在于工件中，这种应力就是导致时效变形（xíng）和（hé）时效（xiào）裂纹的原因。

因（yīn）冷却而导致的变形表现为以下（xià）几种形式：

1.件急冷初期（qī），急冷的一（yī）侧凹陷，然后转为凸（tū）起（qǐ），结果快冷（lěng）的一面凸起，这种情况（kuàng）属于（yú）热应力引起的变（biàn）形大于相变引起的变形。

2.由热应力所引起的变（biàn）形是（shì）钢料趋于球形（xíng）化，而由相变应（yīng）力所引起的变形则使之趋于绕线轴状。因此淬火冷却所致（zhì）的变形表现为两（liǎng）者的结合，按照淬（cuì）火方（fāng）式（shì）的（de）不（bú）同（tóng），表（biǎo）现出不同（tóng）的变（biàn）形（xíng）。

3. 仅对内孔部（bù）分淬火时，内孔收缩。将整个（gè）环形工件加热整体淬火（huǒ）时，其外径总（zǒng）是增大（dà），而内径则根据（jù）尺寸的不同时涨（zhǎng）时缩，一般（bān）内径大时，内孔涨大，内径小（xiǎo）时，内孔（kǒng）收（shōu）缩

五、冷（lěng）处理与变形

　　冷处理促（cù）进马氏体转变，温度较（jiào）低（dī），产生的变（biàn）形比淬火冷却要小，但（dàn）此（cǐ）时产生的应力较大，由于残（cán）余应力、相（xiàng）变（biàn）应力和热应力（lì）等（děng）的叠加容易导致开裂。

六、回（huí）火与变形

　　工件在回火过程中（zhōng）由于内应力的均（jun1）匀化、减小（xiǎo）甚（shèn）至消失，加上组（zǔ）织发生变化（huà），变形趋于减（jiǎn）小，但（dàn）同时，一旦（dàn）出现变形（xíng），也是很难（nán）矫正的（de）。为了（le）矫（jiǎo）正这种变形（xíng），多采用加（jiā）压（yā）回火或（huò）喷丸硬化等方法。

七 、重复淬（cuì）火与变形

　　通常情况下，一（yī）次淬火后的工件（jiàn）未经（jīng）过中间（jiān）退火而进行（háng）重复淬火，将增大变形。重复淬火引起（qǐ）的变形，经过（guò）重复淬火，其变形（xíng）累加而趋于球（qiú）状，容易产生龟裂，但形状相对稳定了（le），不再容易产（chǎn）生变（biàn）形了，因此重复淬火前应增加中间退（tuì）火（huǒ），重复淬火次数应小于等于2次（cì）（不含初次（cì）淬火）。

八、残余应力（lì）与变形

　　加热过程中，在450℃左右，钢由弹性体转变为塑性（xìng）体，因此很容易（yì）呈（chéng）上升塑性变形。同时，残余应力在约高于此温度时（shí）也将因（yīn）再结晶而消失。因此，快速加（jiā）热时，由于工件（jiàn）内（nèi）外部存在温度（dù）差，外部达到450℃变成了塑性区，受而内部（bù）温度较低处存在残余应（yīng）力作用而（ér）发生变形（xíng），冷却后，该区域就是出现（xiàn）变形的地方（fāng）。由于实际生（shēng）产过程中（zhōng），很难实现均匀、缓慢加热，淬（cuì）火前（qián）进行（háng）消（xiāo）除（chú）应力退火是（shì）非常重要的（de），除（chú）了通（tōng）过加热消除应力外，对于大型零件采用振动消除应力也是有（yǒu）效的。