控制热处理变形的方法：
1、合理安排零件结构，在满足实际生产需求的情况下，应尽量减少金属工件厚薄悬殊，零件截面力求均匀，以减少过渡区因应力集中产生畸变和开裂倾向；
2、热处理温度的控制，降低淬火加热温度且缩短保温时间；
3、运用合理的冷却方法，选择较缓和的淬火冷却介质；
4、控制炉内温度的均匀性，进行必要的预先热处理；
5、制定合理的热处理工艺，合理安排生产路线，协调冷热加工与热处理的关系；
6、正确掌握热处理操作方法。
干货！热处理变形的2个产生原因、4个控制方法以及1个补救办法
在实际生产中，热处理变形给后续工序，特别是机械加工增加了很多困难，影响了生产效率，因变形过大而导致报废，增加了成本。变形是热处理比较难以解决的问题，要完全不变形是不可能的，一般是把变形量控制在一定范围内。
一、热处理变形产生的原因
钢在热处理的加热、冷却过程中可能会产生变形，甚至开裂，其原因是由于淬火应力的存在。淬火应力分为热应力和组织应力两种。由于热应力和组织应力作用，使热处理后零件产生不同残留应力，可能引起变形。当应力大于材料的屈服强度时变形就会产生，因此，淬火变形还与钢的屈服强度有关，材料塑性变形抗力越大，其变形程度越小。
1.热应力
在加热和冷却时由于零件表里有温差存在造成热胀冷缩的不一致而产生热应力。零件由高温冷却时表面散热快，温度低于心部，因此表面比心部有更大的体积收缩倾向，但受心部阻碍而使表面受拉应力，而心部则受压应力。表里温差增大应力也增大。
2.组织应力
组织应力是因为奥氏体与其转变产物的比容不同，零件的表面和心部或零件各部分之间的组织转变时间不同而产生的。由于奥氏体比容最小，淬火冷却时必然发生体积增加。淬火时表面先开始马氏体转变，体积增大，心部仍为奥氏体体积不变。由于心部阻碍表面体积增大，表面产生压应力， 心部产生拉应力。
二、减少和控制热处理变形的方法
1.合理选材和提高硬度要求
对于形状复杂，截面尺寸相差较大而又要求变形较小的零件，应选择淬透性较好的材料，以便使用较缓和的淬火冷却介质淬火。对于薄板状精密零件，应选用双向轧制板材，使零件纤维方向对称。对零件的硬度要求，在满足使用要求前提下，尽量选择下限硬度。
2.正确设计零件
零件外形应尽量简单、均匀、结构对称，以免因冷却不均匀，使变形开裂倾向增大。尽量避免截面尺寸突然变化，减少沟槽和薄边，不要有尖锐棱角。避免较深的不通孔。长形零件避免截面呈横梯形。
3.合理安排生产路线，协调冷热加工与热处理的关系
对于形状复杂、精度要求高的零件，应在粗、精加工之间进行预先处理，如消除应力、退火等。做好毛坯预备热处理，使组织更加均匀化。
4.改进热处理工艺和操作
热处理温度的控制
在满足热处理工艺要求的情况下，尽量降低淬火加热温度且缩短保温时间，这样零件的高温强度损失较少。塑性抗力增强，零件的抗应力形变、抗淬火变形的综合能力增强，从而减少了变形。
选择较缓和的淬火冷却介质
冷却是淬火的关键工序，它关系到淬火质量的好坏，也是淬火工艺中最容易出现问题的环节，金属淬火后冷却过程对变形的影响也是很重要的一个原因。热油淬火比冷油淬火变形小，一般控制在90℃左右。在保证硬度的前提下，尽量采用油性介质，油性介质冷却速度较慢，而水性介质冷却速度相对快一些，而且水温变化对水性介质冷却特性影响较大。
采用分级淬火能显著减少金属淬火时产牛的热应力和组织应力，是减少一些形状复杂零件的有效办法。这种淬火方法由于在马氏体转变前零件各部分温度已经趋于均匀，并在缓慢冷却条件下完成马氏体转变，这样不仅减小了淬火热应力，而且显著降低组织应力，因而有效地减小或预防止零件淬火变形。
正确掌握热处理操作方法
为了减小和控制热处理变形还必须正确掌握热处理操作方法。截面均匀冷却时，如细长轴类（丝锥、轴）垂直淬入，上下移动，也有垂直逐渐淬入并静止不动。截面不均匀冷却时，水平快速淬入或倾斜淬入，如厚薄不均零件，应将厚的部分先淬入。对于薄片应侧向进入，对带有孔和凹面零件，应将盲孔和凹面朝上淬入，以利于气泡排出。总之，要使零件各处冷速均匀，有些需要防护的零件做好淬火前保护。
三、已变形零件的挽救方法
尽管采取减少变形措施，但变形仍不可避免，因此进行补救是很必要的，常用的方法有冷校直和热校直。如果淬火回火后硬度低于40HRC的零件，可以采用冷校直直接用压力机校正。如果金属在淬火冷却过程中，尚未冷却到马氏体开始转变温度点以下，此时零件塑性较好，进行加压校直效果良好，校直时加力应注意缓慢。
四、结语
热处理能改善零件的力学性能，提高零件的强度和硬度，满足各种性能需要，但引起的变形影响是不可避免的。在选择预防热处理变形的具体方法时，应根据具体情况制定具体办法，许多办法都是源于实践，要反复试验才能探索规律。
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控制热处理变形最简洁的方法？
控制热处理变形最简洁的方法
摘 要：本文简要介绍了通过降低渗碳温度和其它相关工艺措施，控制热处理变形的方法。
关键词：快速渗碳；中温渗碳；热处理畸变；催渗剂
1 前 言
热处理变形会使工件前期加工获得的精度受到严重损失，这些损失有时甚至通过复杂、先进的修形技术（磨齿、校直等）也难以恢复。这将直接影响工件的精度、强度、运转时的噪音、振动、传输功率损失、和使用寿命等。这样即使我们拥有世界上最先进的机床、磨床，也很难加工出高精度、高附加值的产品来。
为了帮助本国企业减少和控制热处理变形提高市场竞争力，美国联邦政府甚至为此专门设立了100亿美金的专题科研支持基金[1]。减少和控制热处理变形的意义由此可见一斑。
2 热处理变形产生的原因
减少和控制工件的热处理变形是材料和热处理工作者最为关注的难题，迄今为止人们还难于提出一个定量化、完整的可以预示工件热处理畸变的数学模型[2]。
学者们普遍认为，工件热处理变形的影响因素涉及到工件的设计、原材料以及加工整个过程中的诸多环节。文献[2]列出五个方面下属26种因素和77个子因素影响畸变；文献[3]认为七个方面和38个子因素，决定了工件渗碳淬火后变形状况。
笔者在多年的热处理生产和科研中，先后参与了多次国内外学术交流，实际接触了很多国内外最新资料和技术，并先后在热处理变形控制方面进行了诸多实践。笔者认为从其它方面综合考虑固然重要，但影响热处理变形最主要的矛盾还是热处理工艺温度的合理控制。
表1列举了3种不同温度典型热处理工艺对 表1
渗碳 碳氮共渗 氮化
温度℃ 920±10 870±10 570±10 应用领域 通用零件 机床等 航天、航空 精度损失 2 ～ 3 级 1 ～ 2 级 ≤ 1 级 适用渗层 ≥ 0.2mm ≤ 0.80mm ≤ 0.30mm 生产成本 低 中 高 环境污染 低 高 高 渗速 0.25mm/H 0.18mm/H 0.01mm/H 变形的影响。从中可看出，随着热处理工艺温度的降低，工件热处理后由变形引起的精度损失由2～ 3 级降低到了1级以下，其意义远远超过后期的磨齿、校直等修形技术。
为什么三种不同温度热处理工艺对变形的影响会有如此之大呢？
工件在900℃下的强度很低，与铅的室温强度相当[1]；虽然热处理设备愈来愈先进，但工件在加热、冷却时各部位的温度变化也很难完全一致；工件在加热、冷却时各部位温度变化的不同时性，会引起工件热（膨胀）应力和组织（转变时体积产生变化）应力的变化。当热应力、组织应力或两者之合，大于该瞬间温度下工件某部位的塑性抗力时，就会在这一部位发生不可逆的变形——热处理变形。
a) 如果工艺温度降低，工件的高温强度损失减少，塑性抗力增强。这样工件的抗应力变形、抗高温蠕变（工件因自重或受压而产生变形，大件、薄壁件更显著）的综合能力就会增强，变形就会减少。
b) 如果工艺温度降低，工件加热、冷却的温度时间减少，各部位温度不一致性也会减少，导致的热应力和组织应力也相对减少，这样变形就会减少。
c) 热处理工艺时间缩短，工件的高温蠕变时间减少，变形也会减少。
3 降低热处理温度的方法
降低工艺温度、提高渗碳或碳氮共渗速度，几十年来一直是国内外热处理界人士孜孜以求的理想目标，但由于基础技术条件的限制和传统热处理理论的束缚，多年来大家一直很难突破。
目前一种新的渗碳技术已经被法士特齿轮、株洲齿轮、洛轴、瓦轴、一汽等国内多家大型龙头企业采用。这种技术可以在工艺温度降低40℃以上条件下实现快速渗碳或碳氮共渗，并最低可以使渗碳温度降低到830℃左右，它同时还有节能、环保，高效率、高效益等优点。这是一种在传统热处理理论基础上，引入了最新现代化工控制原理的热处理新技术——“BH系列催渗技术”。
国际热处理联合会主席Totten博士称：“BH技术是热处理技术发展史上的一次重大突破”。
由于看到了这种技术的巨大潜力，2005年好富顿国际公司争取到BH技术的海外代理权，并且当年就使这一技术获得了美国车桥和德纳车桥等国际著名企业的认可。
4 应用BH技术减少变形的实例
4.1 在中间轴常啮合齿轮上的使用效果[4]
某厂在中间轴常啮合齿轮生产上采用推杆式连续炉，应用BH 技术工艺温度由920℃降低到880℃后，对前后3个月产品的变形情况进行了严格的统计，统计结果见图：
(a)应用BH前后齿轮内孔变形比较 （b）应用BH前、后齿轮齿形变形比较
(C)应用BH前、后齿轮齿向变形比较 （d）应用BH前、后齿轮中心距变形比较
由结果统计图可以看出
1. 采用BH技术后齿轮的内孔、齿形、齿向、中心距变形量都显著得到减少。
2. 采用BH技术后各变形统计曲线出现一个较长的水平线，说明变形的一致性、规律性增强；这样可以通过在加工前期预留的变形量的方法,使工件在渗碳淬火后的尺寸迁移到所要求的范围内，从而更好的控制工件的最终变形。
内 孔 内端面 外端面
原 BH 原 BH 原 BH 1. 0.06 0.06 0.12 0.10 0.09 0.08
2. 0.07 0.04 0.15 0.11 0.10 0.07
3. 0.08 0.06 0.13 0.09 0.10 0.07
4. 0.08 0.05 0.14 0.08 0.12 0.09
5. 0.10 0.05 0.15 0.10 0.12 0.08
6. 0.09 0.06 0.12 0.09 0.11 0.08
7. 0.10 0.06 0.16 0.09 0.09 0.06
8. 0.09 0.07 0.13 0.09 0.11 0.07
最大值 0.10 0.07 0.16 0.11 0.12 0.09
最小值 0.06 0.04 0.12 0.08 0.09 0.06
平均值 0.071 0.057 0.145 0.093 0.105 0.075 3. 将各个数值统计如图所示：
4.2 在从动螺旋锥齿轮上的应用效果[5] [6]
某厂在从动螺旋锥齿轮上应用BH 技术后的变形情况统计见表（单位：mm）
由结果表统计可以看出：
a) 采用BH技术后齿轮的内孔、内外端面变形都得到减少。
b) 采用BH技术后各变形点与平均变形量的偏差值相对减少，变形的一致性、规律性增强。
4.3 某厂在TS半轴齿轮上应用后的效果评价[7]
1. 采用BH渗碳降温后花键孔变形量平均减少了0.02mm，变形范围由原来的0.03-0.12mm，缩小到了0.05-0.10mm。变形的一致性、规律性增强。通过热前预留0.05mm的预留量后，产品的变形控制到了显著改善。
2. 采用BH渗碳后碳浓度分布平缓，表面至距表面0.35mm部分为0.80%碳含量的水平线，从而增加了高硬度区的比例，有利于提高齿轮的承载能力和使用寿命。
3. 采用BH后生产成本明显降低，投入产出比大于1：3以上。
4.4 在纺织机械用钢领上的应用效果
某厂年生产纺织机械用钢领（薄壁圆环）300万只，采用传统920℃热处理工艺渗碳后椭圆度变化很大，合格率不足70%，通过后期的校直处理后仍然有10%左右的产品由于变形不合格被迫保费。
1. 采用BH技术870℃渗碳后合格率达到85%左右。
2. 采用BH 830℃渗碳后合格率达到100%，从而显著的提高了厂家的生产效益。
4.5 小 结
a) 采用BH催渗技术降低渗碳温度后，产品变形普遍减少，产品最终精度提高0.5 — 1级。
b) 采用BH技术后各变形点与平均变形量的偏差值相对减少，变形的一致性、规律性增强，这为通过在加工时预留出一定的变形量,使工件在渗碳淬火后的尺寸迁移到所要求的范围内，从而控制工件的最终变形提供了更好的基础。
c) 采用BH后碳浓度梯度分布平缓，渗层波动范围减小，金相级别碳化物、马氏体、残余奥氏体普遍比原生产降低一级。
d) 采用BH后生产成本明显降低，投入产出比大于1：3以上。
5．减少变形的其它辅助措施
工件几何结构、钢材淬透性、工件的前期热处理状态、淬火条件（油品质量、油循环速度、油温）等都对工件的最终热处理变形有关，此处不再详述。
6. 结 论
影响热处理变形最大的因素是热处理工艺温度：
1） 工艺温降低后工件的高温强度损失相对减少，塑性抗力增强。这样工件的抗应力变形、抗淬火变形、抗高温蠕变的综合能力增强，变形就会减少。
2） 工艺温降低后工件加热、冷却的温度区间减少，由此而引起的各部位温度不一致性也会降低，由此而导致的热应力和组织应力也相对减少，这样变形就会减少。
3） 如果工艺温降低、且热处理工艺时间缩短，则工件的高温蠕变时间减少，变形也会减少。
4） 为了保证工件的最终精度，一种较为理想的方法是找到工件的热处理变形规律，在加工时预留出一定的变形量,使工件在渗碳淬火后的尺寸迁移到所要求的范围内。这就要求工件变形具有良好的一致性，即同炉次工件之间、不同炉次的工件之间的变形规律和变形范围接近一致。
5） 虽然热处理变形很难控制，但通过降低工艺温度、控制钢材淬透性、控制工件的前期热处理条件和对工件的淬火条件进行严格控制后。
怎么控制热处理变形？
呵呵，热处理后势必会发生变形，这是由于金相组织发生了变化， 变形是一定的，工艺方面要看你的工件图纸和你们采取的工艺详细来说，我给你两个方法吧
方法一，先钻孔，留有加工余量再进行热处理，攻丝。
方法二，孔直径小于20mm可以钻孔，攻丝，孔里面塞满石棉，再进行热处理
热处理加工过程中怎么才能避免工件变形？
热处理过程中不可能避免工件变形，只能够减少变形，因为热胀冷缩必定存在，再加上组织转变，不同的组织具有不同的体积，必然伴随着变形，所以，根本就不可能避免工件变形。
不过可以采取一定的措施，来减少变形，使变形程度在技术要求的公差范围之内。比如尽量缓慢加热和冷却，采用装夹具限制变形，采用合适的热处理工艺，采用压力淬火等等，可以在一定程度上减少变形。
此外，一旦产生了超过公差范围的变形，必须进行校直，使之回归到公差范围之内，因此，可以增加校直工艺。
如何用工艺的方法纠正热处理变形？
（1）淬火常见问题与解决技巧
Ms点随C%的增加而降低
淬火时，过冷沃斯田体开始变态为麻田散体的温度称之为Ms点，变态完成之温度称之为Mf点。%C含量愈高，Ms点温度愈降低。0.4%C碳钢的Ms温度约为350℃左右，而0.8%C碳钢就降低至约200℃左右。
淬火液可添加适当的添加剂
（1）水中加入食盐可使冷却速率加倍：盐水淬火之冷却速率快，且不会有淬裂及淬火不均匀之现象，可称是最理想之淬硬用冷却剂。食盐的添加比例以重量百分比10%为宜。
（2）水中有杂质比纯水更适合当淬火液：水中加入固体微粒，有助于工件表面之洗净作用，破坏蒸气膜作用，使得冷却速度增加，可防止淬火斑点的发生。因此淬火处理，不用纯水而用混合水之淬火技术是很重要的观念。
（3）聚合物可与水调配成水溶性淬火液：聚合物淬火液可依加水程度调配出由水到油之冷却速率之淬火液，甚为方便，且又无火灾、污染及其它公害之虞，颇具前瞻性。
（4）干冰加乙醇可用于深冷处理容液：将干冰加入乙醇中可产生-76℃之均匀温度，是很实用的低温冷却液。
硬度与淬火速度之关联性
只要改变钢材淬火冷却速率，就会获得不同的硬度值，主要原因是钢材内部生成的组织不同。当冷却速度较慢时而经过钢材的Ps曲线，此时沃斯田体变态温度较高，沃斯田体会生成波来体，变态开始点为Ps点，变态终结点为Pf点，波来体的硬度较小。若冷却速度加快，冷却曲线不会切过Ps曲线时，则沃斯田体会变态成硬度较高的麻田散体。麻田散体的硬度与固溶的碳含量有关，因此麻田散体的硬度会随着%C含量之增加而变大，但超过0.77%C后，麻田散体内的碳固溶量已无明显增加，其硬度变化亦趋于缓和。
※淬火与回火冷却方法之区别
淬火常见的冷却方式有三种，分别是：（1）连续冷却；（2）恒温冷却及（3）阶段冷却。为求淬火过程降低淬裂的发生，临界区域温度以上，可使用高于临界冷却速率的急速冷却为宜；进入危险区域时，使用缓慢冷却是极为重要的关键技术。因此，此类冷却方式施行时，使用阶段冷却或恒温冷却（麻回火）是最适宜的。
回火处理常见的冷却方式包括急冷和徐冷两种冷却方法，其中合金钢一般使用急冷；工具钢则以徐冷方式为宜。工具钢自回火温度急冷时，因残留沃斯田体变态的缘故而易产生裂痕，称之为回火裂痕；相同的，合金钢若采用徐冷的冷却方式，易导致回火脆性。
淬火后，残留沃斯田体的所扮演的角色
淬火后的工件内常存在麻田散体与残留沃斯田体，在常温放置一段长久时间易引起裂痕的发生，此乃因残留沃斯田体产生变态、引起膨胀所导致，此现象尤其再冬天寒冷的气候下最容易产生。此外，残留沃斯田体另一个大缺点为硬度太低，使得工具的切削性劣化。可使用深冷处理促使麻田散体变态生成，让残留沃斯田体即使进一步冷却也无法再产生变态；或以外力加工的方式，使不安定的残留沃斯田体变态成麻田散体，降低残留沃斯田体对钢材特性之影响。
淬火处理后硬度不足的原因
淬火的目的在使钢材表面获得满意的硬度，若硬度值不理想，则可能是下列因素所造成：（1）淬火温度或沃斯田体化温度不够；（2）可能是冷却速率不足所致；（3）工件表面若热处理前就发生脱碳现象，则工件表面硬化的效果就会大打折扣；（4）工件表面有锈皮或黑皮时，该处的硬度就会明显不足，因此宜先使用珠击法将工件表面清除干净后，再施以淬火处理。
淬裂发生的原因
会影响淬裂的主要原因包括：工件的大小与形状、碳含量高低、冷却方式及前处理方法等。钢铁热处理会产生淬裂，导因于淬火过程会产生变态应力，而这个变态应力与麻田散体变态的过程有关，通常钢材并非一开始产生麻田散体变态即发生破裂，而是在麻田散体变态进行约50%时（此时温度约150℃左右），亦即淬火即将结束前发生。因此淬火过程，在高温时要急速冷却，而低温时要缓慢冷却，若能掌握『先快后缓』的关键，可将淬火裂痕的情况降至最低。
过热容易产生淬火裂痕
加热超过是当的淬火温度100℃以上，称之为过热。过热时，沃斯田体之结晶颗粒变得粗大化，导致淬火后生成粗大的麻田散体而脆化，易使针状麻田散体之主干出现横裂痕（此称为麻田散体裂痕），此裂痕极易发展成淬火裂痕。因此，当您的工件在沃斯田体化温度时产生过热现象时，后续的淬火、冷却均无法阻止淬裂的产生，故有人把『过热』称为发生淬火裂痕的元凶。
淬火前的组织会影响淬火裂痕？
淬火前的组织当然会影响淬火的成败。最正常的前组织应该是正常化组织或退火组织（波来体结构），若淬火前组织为过热组织、球状化组织均会有不同的结果。过热组织易产生淬火裂痕，球状化组织则可以均匀淬硬而避免淬裂及淬弯，因此工具钢或高碳钢在淬火前，可施行球状化处理已是淬火重要技术之一。此时可施以球状化退火或调质球状化处理以获得球状碳化物。碳化物若以网状组织存在，则容易由该处发生淬火裂痕。
淬火零件因常温放置引起之瑕疵
淬火后的零件，若长时间放置在室温，可能发生搁置裂痕及搁置变形两种缺陷。搁置裂痕又称为时效裂痕，尤其在冬天寒冷的夜晚，随温度之下降导致残留沃斯田体变态为麻田散体，使裂痕因此而产生，又称之为夜泣裂痕。搁置变形又称之为时效变形，乃淬火工件放置于室温引起尺寸形状变化之现象，大多导因于回火处理不完全所致。为防止搁置变形，需让钢材组织安定化，因此首先要消除不安定之残留沃斯田体（实施深冷处理）。接着实施200℃~250℃的回火处理使麻田散体安定化。
（2）回火常见问题与解决技巧
100℃热水回火之优点
低温回火常使用180℃至200℃左右来回火，使用油煮回火。其实若使用100℃的热水来进行回火，会有许多优点，包括：（1）100℃的回火可以减少磨裂的发生；（2）100℃回火可使工件硬度稍增，改善耐磨性；（3）100℃的热水回火可降低急速加热所产生裂痕的机会；（4）进行深冷处理时，降低工件发生深冷裂痕的机率，对残留沃斯田体有缓冲作用，增加材料强韧性；（5）工件表面不会产生油焦，表面硬度稍低，适合磨床研磨加工，亦不会产生油煮过热干烧之现象。
二次硬化之高温回火处理
对于工具钢而言，残留应力与残留沃斯田体均对钢材有着不良的影响，浴消除之就要进行高温回火处理或低温回火。高温回火处理会有二次硬化现象，以SKD11而言，530℃回火所得钢材硬度较200℃低温回火稍低，但耐热性佳，不会产生时效变形，且能改善钢材耐热性，更可防止放电加工之加工变形，益处甚多。
在300℃左右进行回火处理，为何会产生脆化现象？
部分钢材在约270℃至300℃左右进行回火处理时，会因残留沃斯田体的分解，而在结晶粒边界上析出碳化物，导致回火脆性。二次硬化工具钢当加热至500℃~600℃之间时才会引起分解，在300℃并不会引起残留沃斯田体的分解，故无300℃脆化的现象产生。
回火产生之回火裂痕
以淬火之钢铁材料经回火处理时，因急冷、急热或组织变化之故而产生之裂痕，称之为回火裂痕。常见之高速钢、SKD11模具钢等回火硬化钢在高温回火后急冷也会产生。此类钢材在第一次淬火时产生第一次麻田散体变态，回火时因淬火产生第二次麻田散体变态（残留沃斯田体变态成麻田散体），而产生裂痕。因此要防止回火裂痕，最好是自回火温度作徐徐冷却，同时淬火再回火的作业中，亦应避免提早提出回火再急冷的热处理方式。
回火产生之回火脆性
可分为300℃脆性及回火徐冷脆性两种。所谓300℃脆性系指部分钢材在约270℃至300℃左右进行回火处理时，会因残留沃斯田体的分解，而在结晶粒边界上析出碳化物，导致回火脆性。所谓回火徐冷脆性系指自回火温度（500℃~600℃）徐冷时出现之脆性，Ni-Cr钢颇为显著。回火徐冷脆性，可自回火温度急冷加以防止，根据多种实验结果显示，机械构造用合金钢材，自回火温度施行空冷，以10℃/min以上的冷却速率，就不会产生回火徐冷脆性。
高周波淬火常见之问题
高周波淬火处理常见的缺陷有淬火裂痕、软点及剥离三项。高周波淬火最忌讳加热不均匀而产生局部区域的过热现象，诸如工件锐角部位、键槽部位、孔之周围等均十分容易引起过热，而导致淬火裂痕的发生，上述情形可藉由填充铜片加以降低淬火裂痕发生的可能性。另外高周波淬火工件在淬火过程不均匀，会引起工件表面硬度低的缺点，称之为软点，此现象系由于高周波淬火温度不均匀、喷水孔阻塞或孔的大小与数目不当所致。第三种会产生的缺失是表面剥离现象，主要原因为截面的硬度变化量大或硬化层太浅，因此常用预热的方式来加深硬化层，可有效防止剥离现象。
不锈钢为何不能在500℃至650℃间进行回火处理？
大部分的不锈钢在固溶化处理后，若在475℃至500℃之间长时间持温时，会产生硬度加大、脆性亦大增的现象，此称之为475℃脆化，主要原因有多种说法，包括相分解、晶界上有含铬碳化物的析出及Fe-Cr化合物形成等，使得常温韧性大减，且耐蚀性亦甚差，一般不锈钢的热处理应避免常时间持温在这个温度范围。另外在600℃至700℃之间长时间持温，会产生s相的析出，此s相是Fe-Cr金属间化合物，不但质地硬且脆，还会将钢材内部的铬元素大量耗尽，使不锈钢的耐蚀性与韧性均降低。
为何会产生回火变形？
会产生回火变形的主要原因为回火淬火之际产生的残留硬力或组织变化导致，亦即因回火使张应力消除而收缩、压应力的消除而膨胀，包括回火初期析出e碳化物会有若干收缩、雪明碳铁凝聚过程会大量收缩、残留沃斯田铁变态成麻田散铁会膨胀、残留沃斯田铁变态成变韧铁会膨胀等，导致回火后工件的变形。防止的方法包括：（1）实施加压回火处理；（2）利用热浴或空气淬火等减少残留应力；（3）用机械加工方式矫正及（4）预留变形量等方式。
回火淬性的种类
（1）270℃~350℃脆化：又称为低温回火淬性，大多发生在碳钢及低合金钢。
（2）400℃~550℃脆化：通常构造用合金钢再此温度范围易产生脆化现象。
（3）475℃脆化：特别指Cr含量超过13%的肥粒铁系不锈钢，在400℃至550℃间施以回火处理时，产生硬度增加而脆化的现象，在475℃左右特别显著。
（4）500℃~570℃脆化：常见于加工工具钢、高速钢等材料，在此温度会析出碳化物，造成二次硬化，但也会导致脆性的提高。
（3）退火常见问题与解决技巧
※工件如何获得性能优异之微细波来体结构？
退火处理会使钢材变软，淬火处理会使钢材变硬，相比较之下，如施以『正常化』处理，则可获得层状波来铁组织，可有效改善钢材的切削性及耐磨性，同时又兼具不会产生裂痕、变形量少与操作方便等优点。然而正常化处理是比较难的一种热处理技术，因为它采用空冷的方式冷却，会受到许多因素而影响空冷效果，例如夏天和冬天之冷却效果不同、工件大小对空冷速率有别、甚至风吹也会影响冷却速率。因此正常化处理要使用各种方法来维持均一性，可利用遮阳、围幕、坑洞、风扇等。
※正常化处理与退火处理之差异
正常化处理维加热至A3点或Acm点以上40~60℃保持一段时间，使钢材组织变成均匀的沃斯田体结构后，在静止的空气中冷却至室温的热处理程序。对亚共析钢而言，可获得晶粒细化的目的而拥有好的强度与韧性；对过共析钢而言，则可防止雪明碳铁在沃斯田铁晶粒边界上形成网状析出，以降低材料的韧性。
完全退火处理主要目的是要软化钢材、改善钢材之切削性，其热处理程序为加热至A3点以上20~30℃（亚共析钢）或A1点以上30~50℃持温一段时间，使形成完全沃斯田体组织后（或沃斯田体加雪明碳体组织），在A1点下方50℃使充分发生波来体变态，获至软化的钢材。另外应力消除退火则是在变态点以下450~650℃加热一段时间后徐徐冷却至室温，可消除钢材内部在切削、冲压、铸造、熔接过程所产生的残留应力。
※如何消除工件之残留应力？
应力消除退火则是在变态点以下450~650℃加热一段时间后徐徐冷却至室温，可消除钢材内部在切削、冲压、铸造、熔接过程所产生的残留应力。对碳钢而言，参考的加热温度为625±25℃；对合金钢而言，参考的加热温度为700±25℃。持温时间亦会有所差异，对碳钢而言，保持时间为每25mm厚度持温1小时；对合金钢而言，保持时间为每25mm厚度持温2小时，冷却速率为每后25mm以275℃/小时以下的冷却速率冷却之。
※如何预防加热变形？
预防加热变形的发生，最好是缓慢加热，并实施预热处理。一般钢材在选择预热温度时，可依下列准则来选定预热温度：（1）以变态点以下作为预热温度，例如普通钢约在650~700℃，高速钢则在800~850℃左右。（2）以500℃左右作为预热温度。（3）二段式预热，先在500℃左右作第一段预热，保持一段时间充分预热后，在将预热温度调高至A1变态点以下。（4）三段式预热，针对含有高含量合金之大型钢材，例如高速钢，有时需要在1000~1050℃作第三段预热。
（4）渗碳氮化常见问题与解决技巧
※氮化表面硬度或深度不够
（1）可能是钢料化学成分不适合作氮化处理
（2）可能是氮化处理前的组织不适合
（3）可能是氮化温度过高或太低
（4）炉中之温度或流气不均匀
（5）氨气的流量不足
（6）渗氮的时间不够长
※氮化工件弯曲很厉害
（1）氮化前的弛力退火处理没有做好
（2）工件几何曲线设计不良，例如不对称、厚薄变化太大等因素
（3）氮化中被处理的工件放置方法不对
（4）被处理工件表面性质不均匀，例如清洗不均或表面温度不均等因素
※氮化工件发生龟裂剥离现象
（1）氨的分解率超过85%，可能发生此现象
（2）渗氮处理前工件表面存在脱碳层
（3）工件设计有明显的锐角存在
（4）白层太厚时
※氮化工件的白层过厚
（1）渗氮处理的温度太低
（2）氨的分解率低于15%时，可能发生此现象
（3）在冷却过程不恰当
※氮化处理时之氨分解率不稳定
（1）分解率测定器管路漏气
（2）渗氮处理时装入炉内的工件太少
（3）炉中压力变化导致氨气流量改变
（4）触媒作用不当
※工件需进行机械加工处如何防止渗碳？
（1）镀铜法，镀上厚度20mm以上的铜层
（2）涂敷涂敷剂后干燥，可使用水玻璃溶液中悬浮铜粉
（3）涂敷防碳涂敷剂后干燥，主要使用硼砂和有机溶剂为主
（4）氧化铁和黏土混合物涂敷法
（5）利用套筒或套螺丝
※渗碳后工件硬度不足
（1）冷却速度不足，可利用喷水冷却或盐水冷却
（2）渗碳不足，可使用强力渗碳剂
（3）淬火温度不足
（4）淬火时加热发生之脱碳现象所导致，可使用盐浴炉直接淬火
※渗碳层剥离现象
（1）含碳量之浓度坡度太大，应施以扩散退火
（2）不存在中间层，应缓和渗碳的速率
（3）过渗碳现象，可考虑研磨前次之渗碳层
（4）反复渗碳亦可能产生渗碳层剥离的现象
怎样预防热处理工艺中工件变形
变形是不可避免的，我们可以从下列四个方面采取相应的对策防止和减少机械零件变形。
1）设计：设计时不仅要考虑零件的强度，还要重视零件的刚度和制造、装配、使用、拆卸、修理等问题；
2）加工：在加工中采取一系列工艺措施来防止和减少变形，对毛坯要进行时效以消除其残余内应力；时效有自然时效和人工时效两种，自然时效，可以将生产出来的毛坯在露天存放1~2年，这是因为毛坯材料的内应力在12～20个月逐渐消失的特点，其时效效果最佳；缺点是时效周期太差。人工时效可使毛坯通过高温退火、保温缓冷而消除内应力。也可以利用振动作用来进行人工时效。高精度零件在精加工过程中必须安排人工时效。
3）修理：在修理中，既要满足恢复零件的尺寸、配合精度、表面质量等技术要求，还要检查和修复主要零件的形状、位置公差。为了尽量减少零件在修理过程中产生的应力和变形，应当制定出与变形有关的标准和修理规范，设计简单可靠、好用的专用量具和工夹具。
4）使用：加强设备管理，制定并严格执行操作规程，加强机械设备的检查和维护，不超负荷运行，避免局部超载或过热等。
热处理变形常用的校正方法
工件的热处理变形是不可避免的，但可以在一定程度上加以控制和减小热处理变形。
热处理变形常用的校正方法包括机械校正和热处理校正。
⒈机械校正
采用机械或局部加热的方法使变形工件产生局部微量塑性变形,同时伴随着残余内应力的释放和重新分布达到校正变形的目的。常用的机械校正法有冷压校正、淬火冷却至室温前的热压校正、加压回火校正、使用氧-乙炔火焰或高频对变形工件进行局部加热的”热点”校正、锤击校正等。机械校正的零件在使用、放置过程中或进行精加工时,由于残余应力的衰减和释放可能部分地恢复原来的变形和产生新的变形。因此,对于承受高负荷的工件和精密零件,最好不要进行机械校正。必须进行机械校正时,校正达到的塑性应变应该超过热处理变形的塑性应变,但校正塑性变形量必须控制在很小的范围内,一般应大于弹性极限应变的10倍,小于条件强度极限的十分之一。校正要尽可能在淬火后应即进行,校正后应进行消除残余应力处理。热处理变形工件的校正,要求操作者具有熟练的技术并很费工时,因此,校正自动化是热处理工作者的一项重要任务。
⒉热处理校正
对于因热处理胀大或收缩变形而尺寸超差的工件,可以重新使用适当的热处理方法对其变形进行校正。常用的热处理校正法有：
（1）在Ac1温度下加热急冷法对胀大变形的工件进行收缩处理
工件不发生组织比体积变化的相变,因此,不会产生组织应力,只产生因心部和表面热收缩量不同而形成的热应力。急冷时工件表面急剧收缩对温度较高塑性较好的心部施以压应力,使工件沿主导应力方向产生塑性收缩变形,这是热处理收缩处理的机理。钢的化学成分不同,其热传导和热膨胀系数不同,在Ac1温度下加热后,钢的塑性和屈服强度也不相同,靠热应力所能达到的塑性收缩变形效果不尽相同,一般碳素钢和低合金钢的收缩效果比较明显,高碳高合金钢的收缩效果则比较差。
收缩处理的加热温度应根据Ac1选择,应保证在水中激冷时不淬硬为原则,对奥氏体稳定性差的碳钢可采用稍高于Ac1的温度,以利用相变温度区的相变超塑性达到最大的收缩效果。各类钢的加热温度是;
碳素钢 Ac1—20⌒Ac1+20℃ 低合金钢 Ac1—20⌒Ac1+10℃
低碳高合金钢(1Cr13 、2Cr13 、18Cr2Ni4WA等) Ac1—30⌒Ac1+10℃
奥氏体型耐热耐蚀钢 850～1000℃
加热时间应保证工件充分热透,冷却以食盐水激冷为最好。Ac1温度下加热急冷收缩处理法,可以收缩处理各种不同形状的工件,如环形工件的内孔和外圆,扁方工件的孔、孔距尺寸及外形尺寸,轴类工件的长度以及某些需要局部尺寸收缩的工件等。
⑵利用淬火胀大的方法对收缩变形的工件进行胀大处理
主要适用于形状简单的工件。其原理是利用淬火时工件表层发生马氏体相变时比体积增大,对尚未发生马氏体相变或未淬透的心部施以拉应力,通过心部拉伸塑性变形达到工件沿主导应力方向胀大的目的。对于低中碳钢和低中碳合金结构钢制造的工件,使用常规淬火加热温度的上限加热水淬时,在工件淬透或半淬透的情况下,可使主导应力方向胀大0.20～0.50％。形状简单的工件可以左或稍高于Ac1温度下加热正火后,重复淬火1～2次。CrMn、9CrSi、GCr15、CrWMn等过共析合金工具钢件,在原来未淬透的情况下,可按常规热处理规范的上限加热温度加热,并尽可能淬透或获得较深淬硬层,可使工件沿主导应力方向胀大0.15～0.20％。淬火后应经240～280C回火,这类钢的淬火胀大变形主要靠淬火时马氏体相变的比体积增大,故胀大变形量有限,并有淬裂的危险。
如何解决锯片热处理中的变形
有四种方法：
1、采用合适的热处理工艺参数，特别是加热温度和保温时间。
2、采用合适的装炉方法，比如采用夹具。
3、采用适当的冷却方法，比如采用压淬
4、采用合理的淬火方法，比如采用分级淬火、等温淬火、预冷淬火等等。
经过热处理的工件为什么会产生变形、翘曲现象？有什么可以解决的措施?
产生变形、翘曲现象的原因有以下几种：
①加热速度或淬火冷却速度太快；
②淬火时温度太高；
③淬火时工件下水方向不当及装料方法不当。
④铸件的设计结构不合理（如两连接壁的壁厚相差太大，框形结构中加强筋太薄或太细小；
可以的解决措施：
①降低升温速度，提高淬火介质温度，或换成冷却速度稍慢的淬火介质以防止合金内产生残余应力；
②在厚壁或薄壁部位涂敷涂料或用石棉纤维等隔热材料包覆薄壁部位；
③根据铸件结构、外形选择合理的下水方向或采用专用防变形的夹具；
④变形量不大的部位，则可在淬火后立即予以矫正。
怎样用回火方法控制35CrMo钢轴齿热处理变形
(1)齿轮材料及热处理技术要求尺寸为+250mm×2510mm的35CrMo钢轴齿，要求硬度为235～269HBW，变形量要求≤4mm。{2)回火热处理方法
1)淬火、回火工艺在90kW井式炉内加热，淬火温度850℃，冷却介质为水。回火在320kW台车式电阻炉内进行，回火温度为630～660℃，空冷。
2)回火控制畸变方法及效果先对淬火后轴齿的变形进行检查，标出变形的凸点，回火时将凸点朝上摆放，回火后再对轴齿进行检查，结果变形量减小。将变形轴齿的两端支撑起来，通过调整变形轴齿离炉子底部的距离后，可以减缓相变的不均匀性，因而能控制轴齿在回火过程中的变形量，将变形控制在最小范围。
薯皋462．怎样通过改进热处理设备与工序方法减小大直径汽车盘式锥齿轮渗碳淬火畸变？重型载重卡车单级减速器车桥大直径盘式锥齿轮，直径达495mm，高度66.5mm，产品单件质量为43kg。齿数2=38，模数m-ljmm，材料为SAE8822H。技术要求：有效硬化层深度1.778—2.285mm，表面硬度57～65HRC，齿心部硬度30～45HRC，马氏体、残留奥氏体和碳化物为1—5级、表面网状非马氏体组织层深≤0.025mm,变形要求内孔圆度≤0.15mm，外缘平面度≤0.10mm，内缘平面度≤0.20mm。
(1)工艺流程及畸变问题1)工艺流程
毛坯锻造成型一预先等温正火一机加工一渗碳空冷一二次加热一淬火压床加压淬火一回火一车内}L一齿轮配对一强力抛丸一锰磷化一入库。
2)畸变渗碳和缓冷处理采用带缓冷室的密封多用炉，二次加热设备采用9工位转底炉完成，压淬采用Y9050B淬火压床。其热处理工艺路线为：渗碳930℃×18h，碳势1.1%一降温，扩散860℃×1.6h，碳势0.8%一出炉缓冷÷转炉二次加热850℃×2h，碳势0.8%一出炉压床淬火一低温回火180℃×2h。检验结果，变形合格率仅为60%左右，而且有部分表面有脱碳情况。
(2)新工艺及效果1)工艺流程
毛坯锻造成型一预先等温正火一机加工一渗碳一淬火压床加压淬火一回火一车内孑L--齿轮配对一强力抛丸一锰磷化一入库。渗碳淬火改用STKE。-60/60/750-2×15-950CN型推盘式双排渗碳连续生产线。该生产线为全自动控制，渗碳后可直接人油淬火或进入保温室由机械手取料进行压力淬火，工艺见图4-23。
2)压淬工艺及效果胀孔压强3—3.5MPa;采用脉动施压，频率20次/min，其压强5—5.5MPa;淬火油为好富顿快速冷却K油，淬火油流量三级开关全部打开，压淬时间5mln。检验结果，变形控制在合格范围内，基本消除表面脱碳问题。单件质量大，在高温状况下自身屈服强度很低，叠放会造成下面齿轮变形加大，为此采用叠放，但每个齿轮上架隔放，以减小下面齿轮的畸变。经台架疲劳试验，由过去的20万次左右提高到产品质量要求的50万次。
