一、变形的（de）原（yuán）因

钢的变形主要（yào）原因是钢中（zhōng）存在（zài）内应力或者外部施加的（de）应力。内应力是因温度分布不均匀或者相变所致，残余应（yīng）力也是（shì）原因之（zhī）一。外（wài）应力引起（qǐ）的变形主要是（shì）由于工件自重而造成的（de）“塌陷”，在特殊（shū）情况（kuàng）下也应考虑碰（pèng）撞（zhuàng）被加热的工件，或者夹持工具夹（jiá）持所（suǒ）引起的凹陷等（děng）。变形包括弹性变形和塑性变形两种。尺寸变化主（zhǔ）要（yào）是基于组织（zhī）转变，故表现出同样的膨胀和收缩，但（dàn）当工件（jiàn）上（shàng）有孔穴或者（zhě）复杂形状工件（jiàn），则（zé）将导致附加的（de）变形（xíng）。如果淬火形成大量马氏体（tǐ）则（zé）发生膨胀（zhàng），如果产生（shēng）大量残余（yú）奥氏体则相应的要收（shōu）缩。此外，回火时一般发生收（shōu）缩，而出现二次硬化现象的合（hé）金钢则发生膨胀（zhàng），如（rú）果进行深冷处理，则由于残（cán）余奥氏体的马氏体化而（ér）进一（yī）步（bù）膨胀，这些组织（zhī）的比容（róng）都随着含碳量的增（zēng）加而（ér）增大，故含碳量增加也使尺寸变（biàn）化量增大（dà）。

二、淬火变（biàn）形的主要发生（shēng）时段

1.加热过程：工件在加热过（guò）程中，由于内应力逐渐（jiàn）释（shì）放而产生变形。

2.保温过程：以自重塌陷变（biàn）形为主，即塌陷弯（wān）曲。

3.冷却过程：由于不均匀冷却（què）和（hé）组织转变而至（zhì）变形（xíng）。

三（sān）、加热与变形

当加热大型工件时，存在残余（yú）应力或者加（jiā）热不均匀，均可产生变（biàn）形。残余应力主要（yào）来源（yuán）于加工过程。当存在这（zhè）些应力时，由于随着（zhe）温（wēn）度的升（shēng）高，钢的（de）屈（qū）服强度逐渐下降，即使加（jiā）热（rè）很均匀，很轻微的应力（lì）也会（huì）导（dǎo）致变形（xíng）。

　　一（yī）般，工件（jiàn）的外缘部（bù）位残余应力较（jiào）高，当（dāng）温度的上（shàng）升从外部开（kāi）始（shǐ）进行时，外缘部位变形较大，残余应力引起的变形包括弹性变形（xíng）和塑性变形两种。

　　加热时产生（shēng）的热应力（lì）和想变应（yīng）力都是导致变形的原因（yīn）。加（jiā）热速度越快、工件尺寸越大、截面变化越大，则（zé）加热变形越（yuè）大。热应力取决（jué）于（yú）温度的（de）不均匀分布程度（dù）和温度梯度，它们都是导致热（rè）膨胀发生（shēng）差异的原因。如果热应力高于材料的高温（wēn）屈服点，则（zé）引起塑性变形，这（zhè）种塑性（xìng）变形就表现（xiàn）为“变形（xíng）”。

　　相变应力主要（yào）源于相变的不等时（shí）性，即材料一部分发生（shēng）相变，而其它（tā）部分还未发生相变时产生的。加热时材料的组织（zhī）转（zhuǎn）变成奥氏（shì）体发生体（tǐ）积收缩时可出（chū）现塑性变形（xíng）。如果材料（liào）的各部分同时发生相同的组（zǔ）织转变，则不产生应（yīng）力（lì）。为（wéi）此，缓慢（màn）加热可以适当降低加热变形（xíng），zui好采用预热。

　　此外，由于加热中因自（zì）重而（ér）出现“塌陷”变形的情（qíng）况非常多，加热温度越高，加热时间越长，“塌陷”现象越严（yán）重。

四（sì）、冷却与（yǔ）变形

　　冷却不均时将（jiāng）产生热应力导致变形（xíng）发（fā）生。因工件的（de）外缘和（hé）内部存（cún）在冷却速（sù）度差异，该热应力是（shì）不可避免的（de），淬火情况下，热应力（lì）与（yǔ）组（zǔ）织应力叠加，变形更为复杂。加之组织的不均匀、脱碳等，还（hái）会导致相（xiàng）变点出（chū）现差异，相（xiàng）变的膨胀量也（yě）有所不同（tóng）。

　　总之，“变形”是相变应力和热应力共同所（suǒ）致，但并（bìng）非全部应力（lì）都消耗在变形（xíng）上，而是一部分作（zuò）为残余应力存（cún）在于（yú）工件（jiàn）中，这（zhè）种应力就（jiù）是导致（zhì）时（shí）效变（biàn）形和时效裂纹的原因。

因冷（lěng）却而导致的（de）变形表现为以下几种形式：

1.件急冷初（chū）期，急冷（lěng）的一侧凹陷，然后转（zhuǎn）为凸起（qǐ），结果快冷的一面凸起，这种（zhǒng）情况属于热应力引起的（de）变形大于相变引（yǐn）起（qǐ）的（de）变形。

2.由热（rè）应（yīng）力所引起（qǐ）的变形（xíng）是钢料趋（qū）于球形化，而由相变应力所（suǒ）引起的（de）变形则（zé）使之趋（qū）于绕线（xiàn）轴（zhóu）状。因此淬火冷却（què）所致的（de）变形表现为两（liǎng）者的结合（hé），按照淬火方（fāng）式的不同，表现（xiàn）出不同的变形。

3. 仅（jǐn）对内孔部（bù）分淬火时，内（nèi）孔收缩。将整个环形工件加热整体淬（cuì）火时，其外径总是（shì）增（zēng）大，而内径则（zé）根据尺寸的不（bú）同时涨时（shí）缩，一（yī）般内径大时（shí），内孔涨大，内（nèi）径小时，内孔收缩

五、冷处（chù）理与变形

　　冷处理（lǐ）促进马（mǎ）氏体转变，温度较低（dī），产生的（de）变形比淬火冷却要（yào）小（xiǎo），但此（cǐ）时产生（shēng）的（de）应力较大，由（yóu）于（yú）残余应力、相变应力和热应力等的叠加容易导致开裂。

六、回火与变（biàn）形

　　工件在回（huí）火过（guò）程中由于内（nèi）应力的均匀化、减小甚至消失，加上组织发生变化，变形趋于（yú）减（jiǎn）小，但（dàn）同时，一旦出现（xiàn）变形，也（yě）是很难矫正的。为了矫正这（zhè）种变形，多采用加压回（huí）火或喷丸硬化等方法。

七 、重复淬火与变形

　　通常情况下，一次淬火后的工件未经过中间退火而进行重复淬（cuì）火，将增（zēng）大变形。重复（fù）淬火引起（qǐ）的（de）变（biàn）形，经过重复淬火，其（qí）变形累加而趋（qū）于球状，容易产生龟裂，但形状相（xiàng）对稳定（dìng）了，不再容易（yì）产生（shēng）变（biàn）形了，因此重复（fù）淬火前（qián）应增加中间（jiān）退火，重复淬火（huǒ）次（cì）数应小于（yú）等（děng）于2次（不含（hán）初次（cì）淬火）。

八、残余应力与（yǔ）变形

　　加（jiā）热过程中，在（zài）450℃左右，钢（gāng）由弹性体转变为塑性体，因此很容易呈上升塑性（xìng）变形。同时，残（cán）余应力在约高于此温度时也将因再结晶而消失。因（yīn）此，快（kuài）速加热时，由于工件（jiàn）内外部（bù）存在温度差，外部达到450℃变成（chéng）了塑性区（qū），受而内部（bù）温度较低处存在残余应力作用而发生变形，冷却后，该区域就（jiù）是出现变形的地（dì）方。由于实际生产过程中，很难实现均（jun1）匀（yún）、缓慢加热，淬火前进行消除应力退火（huǒ）是非（fēi）常（cháng）重要的，除（chú）了通过（guò）加（jiā）热消除应力（lì）外，对于大型零件采用（yòng）振动消除应力也是有效（xiào）的。