一、变形的（de）原（yuán）因

钢的变（biàn）形主要（yào）原（yuán）因是（shì）钢中存（cún）在内（nèi）应力或者外部施加（jiā）的（de）应力。内应力是因温（wēn）度分（fèn）布不均匀或者相变所致，残余（yú）应力（lì）也是（shì）原因之一。外应力引起的变形（xíng）主要是由于（yú）工件自重（chóng）而造成的“塌（tā）陷”，在特殊情况下（xià）也（yě）应考虑碰（pèng）撞被加热的工件，或者夹持工具夹持（chí）所引起的（de）凹陷等。变形包括（kuò）弹性变形和塑性变形两种。尺（chǐ）寸变化主要是（shì）基于组织转变，故（gù）表现出同样的膨胀和收（shōu）缩，但当工件上有孔穴（xué）或者复（fù）杂（zá）形状（zhuàng）工件，则将导致附加（jiā）的变形。如果淬火形成大量马氏体则发生膨胀，如果产生（shēng）大量残余（yú）奥氏体则相应的要（yào）收缩。此外，回火时一（yī）般（bān）发生收（shōu）缩（suō），而出现二（èr）次（cì）硬化现象的合金钢则发生膨（péng）胀，如果进行深（shēn）冷处理，则由于（yú）残（cán）余（yú）奥氏体的马氏（shì）体（tǐ）化而进（jìn）一（yī）步膨胀，这些（xiē）组（zǔ）织（zhī）的比容都随着含碳量的（de）增（zēng）加（jiā）而增大，故（gù）含碳量增加也使尺寸变化量增大。

二（èr）、淬火（huǒ）变形的主要发生时段

1.加热过程（chéng）：工件在加热过程中，由（yóu）于内应力逐（zhú）渐释放（fàng）而（ér）产生变形。

2.保温过程：以（yǐ）自重塌陷变形为主，即塌陷弯曲。

3.冷（lěng）却过程：由于不均匀（yún）冷却和组（zǔ）织转变而（ér）至变形。

三、加热与变（biàn）形

当加热大型工（gōng）件时，存在残余应力或者（zhě）加（jiā）热不均匀，均可产生（shēng）变形。残余（yú）应力主（zhǔ）要来源于加（jiā）工过程。当（dāng）存在这些应力时，由（yóu）于随着温度的升（shēng）高，钢的屈服强度逐渐下降，即使加热（rè）很均匀，很轻微的应力也会导（dǎo）致变形。

　　一般，工件（jiàn）的外缘部位残余（yú）应力较高（gāo），当（dāng）温度的上升从外部开（kāi）始进行时，外缘部位变形较大，残（cán）余应力引起的变（biàn）形包括弹性变形和塑性变形两种。

　　加热时产（chǎn）生的热应力和想（xiǎng）变应力（lì）都是导致变形的原因。加热速度越快（kuài）、工件尺寸越大、截面（miàn）变化越大，则加热变形（xíng）越大。热（rè）应力取决于（yú）温度的不均匀分布程度和温（wēn）度梯度（dù），它们都是导致热膨胀发（fā）生差异的原因。如（rú）果热应力高于材料的（de）高温屈服点，则引起（qǐ）塑性变形，这种塑性变形就表现为“变形”。

　　相变应力（lì）主要源于相变的（de）不等时性，即材料一部分发生相（xiàng）变，而（ér）其它部（bù）分还未发生相变（biàn）时产生的。加（jiā）热（rè）时材料的（de）组（zǔ）织转变成奥氏体发生体（tǐ）积收缩时可出现塑性变形。如果（guǒ）材料（liào）的各部分同时发生相同的组（zǔ）织转变（biàn），则（zé）不（bú）产生（shēng）应（yīng）力。为（wéi）此，缓慢加热可以适当（dāng）降低加热变形（xíng），zui好采用预热（rè）。

　　此外，由于加（jiā）热中因自重而（ér）出现“塌（tā）陷”变形的（de）情况非常多，加热（rè）温度越高，加热时间越长，“塌陷”现象越严重。

四、冷却与变形

　　冷却不均（jun1）时将产生热（rè）应力（lì）导致变形（xíng）发生。因工件的外缘和内（nèi）部存（cún）在冷却（què）速（sù）度差（chà）异，该热应力是不（bú）可避免（miǎn）的，淬火情况（kuàng）下（xià），热应力与组织应力叠加，变形更为（wéi）复杂（zá）。加之组织的不均匀、脱碳等，还会导致（zhì）相变点（diǎn）出现差异，相变（biàn）的膨胀量也有所不同。

　　总之，“变形”是相（xiàng）变应力和热应力共同所（suǒ）致，但并非全部应力都消（xiāo）耗（hào）在变形上（shàng），而是一（yī）部（bù）分（fèn）作为残余应力存在于（yú）工件中（zhōng），这种（zhǒng）应力就（jiù）是导致时效（xiào）变形和（hé）时效裂纹的（de）原因。

因冷却而导致的变形表现为以下几种（zhǒng）形式（shì）：

1.件急（jí）冷初期，急（jí）冷（lěng）的一侧凹陷，然后（hòu）转（zhuǎn）为凸起，结果快冷的一面（miàn）凸起，这种情况（kuàng）属（shǔ）于热应力引起的变形大于相变引起（qǐ）的变形。

2.由热应力所引（yǐn）起的变形（xíng）是钢料趋于球形化，而由（yóu）相变应力所引起的（de）变（biàn）形则使（shǐ）之趋于绕线轴状（zhuàng）。因此淬火冷却所致（zhì）的变形（xíng）表现（xiàn）为两者的结合，按照淬火方式的不同（tóng），表现出不同的变形（xíng）。

3. 仅（jǐn）对内（nèi）孔部分（fèn）淬火时（shí），内孔收缩。将整（zhěng）个环形工（gōng）件加热整体淬（cuì）火时，其外径总是增大（dà），而内径则根据尺（chǐ）寸的不同时（shí）涨时缩，一般内（nèi）径大时（shí），内孔涨大，内径小时，内孔收缩

五、冷（lěng）处理与（yǔ）变形

　　冷处理促进马氏体转变，温度（dù）较低，产生的变形比淬火（huǒ）冷却要小，但此时产生的应力较（jiào）大，由于（yú）残余应力、相变（biàn）应力和热应（yīng）力等（děng）的叠加（jiā）容易（yì）导致开裂。

六、回火与变形

　　工件在回火过程中由于内应（yīng）力的均匀化、减小甚至消失，加上组织发生变化（huà），变（biàn）形趋（qū）于（yú）减（jiǎn）小，但同（tóng）时，一旦出现变（biàn）形，也是很难矫正的（de）。为了矫正（zhèng）这种（zhǒng）变形（xíng），多（duō）采用加压回火或喷丸（wán）硬化（huà）等方法。

七 、重复（fù）淬火与变形

　　通常（cháng）情况下，一次淬火后的（de）工件未经过中间退（tuì）火而进行重复淬火（huǒ），将增大变形（xíng）。重复淬火引起的（de）变形，经（jīng）过重复（fù）淬火，其变形累加而趋于球状（zhuàng），容易产生龟（guī）裂，但形状相对稳（wěn）定了，不再容易产生（shēng）变形了，因此重复（fù）淬火前应增加中间退火，重复淬火次数（shù）应小于（yú）等于2次（不含初（chū）次（cì）淬火）。

八、残余应力与变形

　　加热过程中，在450℃左右，钢由弹性（xìng）体（tǐ）转变为塑（sù）性（xìng）体，因此很容（róng）易（yì）呈上升塑性变形。同时，残（cán）余应（yīng）力在约高于（yú）此（cǐ）温度时也将因再结晶而消失。因此，快速加热时，由于工件内外部（bù）存在温（wēn）度差，外（wài）部达到450℃变成了塑（sù）性区，受而内部温度（dù）较低（dī）处（chù）存（cún）在残余应力作用而（ér）发（fā）生变形，冷（lěng）却（què）后，该区域就是出现变形的地方。由于实际生产过程中，很难实现均匀、缓慢（màn）加（jiā）热，淬（cuì）火前（qián）进行消除应力（lì）退火是非常重要的，除了通（tōng）过加热（rè）消除应力外，对于（yú）大型零（líng）件采用（yòng）振动（dòng）消除应力（lì）也是（shì）有效的（de）。