一、变（biàn）形的原因

钢的变形主要原因是钢中存在（zài）内应力或者（zhě）外（wài）部施加的（de）应力。内（nèi）应力是（shì）因温（wēn）度（dù）分布不均匀或者相变所致，残余应力也是原因之一。外应力引（yǐn）起的变形主要（yào）是由于工件自（zì）重而造（zào）成的“塌（tā）陷”，在（zài）特殊情况下也（yě）应考虑碰（pèng）撞（zhuàng）被（bèi）加（jiā）热的工件，或者夹持（chí）工具夹持所引（yǐn）起的（de）凹陷等。变形包括弹（dàn）性（xìng）变形和塑性（xìng）变形两种。尺寸变化主要是基于组织转变，故表现（xiàn）出（chū）同样的膨胀和收缩，但当工件上有孔穴或者复杂形状（zhuàng）工件（jiàn），则将导致附加（jiā）的变形。如（rú）果淬火形成大量马氏（shì）体则发（fā）生（shēng）膨胀，如果产生大（dà）量（liàng）残余（yú）奥（ào）氏体则相应的（de）要收缩。此外（wài），回火时一般发生收缩，而（ér）出现二次硬化现象的合金（jīn）钢则发（fā）生（shēng）膨胀，如（rú）果（guǒ）进行深冷处理，则由于（yú）残余（yú）奥（ào）氏体的马氏（shì）体（tǐ）化而进一步膨胀，这些组（zǔ）织的比容（róng）都随着含碳量的增加而增大，故含碳量（liàng）增加（jiā）也使尺寸（cùn）变化量增大。

二、淬火变形的主要发生时段

1.加热过（guò）程：工件在加热（rè）过程中，由（yóu）于内应力逐渐释放（fàng）而产生变形。

2.保温过程：以自重塌陷变形为主，即塌陷弯曲。

3.冷却过（guò）程：由于不（bú）均（jun1）匀冷却和组织转变而至变形（xíng）。

三、加热与变形

当加热（rè）大型工件时，存在残余应力或者加热不均匀，均可产生变形。残余应力（lì）主要来（lái）源于加工过程。当存在（zài）这些应（yīng）力时，由于随（suí）着（zhe）温度的升高，钢（gāng）的屈（qū）服强度（dù）逐渐下降，即（jí）使（shǐ）加热（rè）很均匀（yún），很（hěn）轻微的（de）应力也会（huì）导致变形。

　　一般，工件的（de）外缘部位残余（yú）应（yīng）力较（jiào）高，当温度的（de）上升（shēng）从外部开始进行时，外（wài）缘部位变形较大，残余应力引起（qǐ）的（de）变形（xíng）包括（kuò）弹性（xìng）变形和塑性（xìng）变形两种。

　　加热时（shí）产生的热应力（lì）和想（xiǎng）变应（yīng）力都是（shì）导致变形（xíng）的原因。加（jiā）热速度（dù）越快、工件尺寸越大、截面（miàn）变化越大（dà），则加热变形越大。热应力取决于（yú）温度（dù）的不均匀分布（bù）程度和温度梯度（dù），它（tā）们（men）都（dōu）是导致热膨（péng）胀发生差异的原因。如果热（rè）应力高于（yú）材（cái）料的高温屈服点（diǎn），则（zé）引起（qǐ）塑性变形，这种塑性变形就表现（xiàn）为“变形”。

　　相变（biàn）应力（lì）主要源于（yú）相变的不等时性，即材料（liào）一部（bù）分发生相变（biàn），而其它（tā）部分还未发生（shēng）相（xiàng）变时产（chǎn）生的（de）。加热时（shí）材料的（de）组织转变成奥氏体（tǐ）发（fā）生体积收缩（suō）时可出（chū）现（xiàn）塑性（xìng）变形。如果材料的各部（bù）分同时（shí）发生（shēng）相同（tóng）的组织转变，则不产生（shēng）应力。为此，缓慢加热可（kě）以适（shì）当降低加热变形（xíng），zui好采用预热（rè）。

　　此（cǐ）外（wài），由于加（jiā）热中因自重而出现“塌陷”变形的情况非常多，加（jiā）热温度越高，加热时间越长，“塌陷”现象越严重。

四、冷却（què）与变形

　　冷却不均时将产生热应力导致变形发生。因工件的外缘和内部存（cún）在冷却速度（dù）差异，该热应力（lì）是不可避免的，淬火情况下，热应力与组织应（yīng）力叠加，变形（xíng）更为复杂。加（jiā）之组织的不均匀、脱碳等，还会导致相变点出现差异，相变的膨（péng）胀量也有所不同。

　　总之，“变形”是相变（biàn）应力和热应（yīng）力共（gòng）同所致，但（dàn）并（bìng）非全部应力都消耗在变形上，而是一部分作为残余（yú）应力存在（zài）于工（gōng）件中，这种应力就是导致时效变形（xíng）和时效裂纹（wén）的原因。

因（yīn）冷却而导致的变形（xíng）表现为以下几种形式：

1.件急冷初期，急冷（lěng）的一侧凹陷，然后转为凸起，结果（guǒ）快冷（lěng）的一面凸起，这种情况属于热应力引起的变形大于相变引起的变形。

2.由热应力所引起的（de）变形是钢料趋于（yú）球形化，而由相变应力所（suǒ）引起的变形则使之趋于绕（rào）线轴状。因此淬火冷却所致的变（biàn）形表（biǎo）现为两（liǎng）者的（de）结合，按照淬火方式的不同，表现出不同的变形。

3. 仅对内（nèi）孔部（bù）分淬火时，内孔（kǒng）收（shōu）缩。将整个环形工件加热（rè）整体淬火时（shí），其外径总是增大，而内径则根据尺寸（cùn）的不同时涨时缩（suō），一般内（nèi）径（jìng）大（dà）时，内孔涨（zhǎng）大，内径小（xiǎo）时，内孔收缩

五、冷处理与变（biàn）形

　　冷（lěng）处理促（cù）进马氏体转变，温度较低，产（chǎn）生的变（biàn）形比淬（cuì）火（huǒ）冷却要小，但此时产生的应力（lì）较大，由于残余应力、相（xiàng）变（biàn）应力和热应力等的叠加容（róng）易导（dǎo）致开（kāi）裂。

六、回（huí）火（huǒ）与（yǔ）变形（xíng）

　　工件在回火过（guò）程（chéng）中由于内（nèi）应力的均匀化、减（jiǎn）小甚至消失，加上组织发生（shēng）变化，变形（xíng）趋于减（jiǎn）小，但同时，一旦（dàn）出现变形（xíng），也是很（hěn）难矫正的。为（wéi）了矫（jiǎo）正这种变形，多采用（yòng）加压回火（huǒ）或喷丸硬化等方（fāng）法。

七 、重复淬火与变形

　　通常情况下（xià），一次淬（cuì）火后的（de）工件未（wèi）经过中间（jiān）退火（huǒ）而进行重复淬火，将增大变（biàn）形。重复（fù）淬火引起的（de）变形，经过（guò）重复淬火，其变形（xíng）累（lèi）加（jiā）而趋于（yú）球状，容易产（chǎn）生龟裂，但形状（zhuàng）相对（duì）稳定了，不再（zài）容易产生（shēng）变形了，因此重复淬火前应增加中间退火（huǒ），重（chóng）复淬火次数应（yīng）小（xiǎo）于等于2次（不含初次淬火）。

八、残余应力与变形

　　加热（rè）过程中，在450℃左右，钢由（yóu）弹性体转变为塑性（xìng）体，因（yīn）此（cǐ）很容（róng）易呈上升（shēng）塑性变形。同时（shí），残余（yú）应力在约高于此（cǐ）温度时也将因再结（jié）晶而消失。因此，快速加热时，由于（yú）工（gōng）件（jiàn）内外部存在温（wēn）度差，外部（bù）达（dá）到450℃变成了塑性区，受而内部温度较低处（chù）存在残余应力（lì）作（zuò）用而发生变（biàn）形，冷却后，该区域就是出（chū）现（xiàn）变形的地方。由于实际生产过程中，很难实现均匀、缓慢（màn）加热（rè），淬火前（qián）进（jìn）行消除（chú）应力退火是（shì）非常重要（yào）的（de），除（chú）了通（tōng）过加热（rè）消除应力外，对于大型零件采用振动消除应（yīng）力也是有（yǒu）效的。