一、变（biàn）形（xíng）的原因

钢的变形主要（yào）原（yuán）因是钢中存在内应力或者（zhě）外部施加（jiā）的应力。内（nèi）应力（lì）是（shì）因温度分（fèn）布不均匀（yún）或者相变所致，残余应力也是原因之一。外应力引起的变（biàn）形主要是由（yóu）于工件自重而造成的“塌陷”，在特殊情（qíng）况（kuàng）下（xià）也应考虑碰撞（zhuàng）被加热的（de）工件，或（huò）者夹持（chí）工具夹（jiá）持所引起的凹陷等。变（biàn）形（xíng）包括（kuò）弹性变形和塑性变形两种。尺寸变（biàn）化主要是基于（yú）组织转变，故（gù）表现（xiàn）出同样的膨胀（zhàng）和收（shōu）缩，但当（dāng）工件上有孔（kǒng）穴或者（zhě）复杂形状工件，则将导致附加（jiā）的变（biàn）形（xíng）。如果淬（cuì）火形成大量（liàng）马氏体（tǐ）则发生膨胀，如果产生大量（liàng）残余（yú）奥氏体则相应的要收（shōu）缩。此外（wài），回火时（shí）一般发生（shēng）收缩，而出现二（èr）次硬化（huà）现象的（de）合（hé）金钢则发生（shēng）膨（péng）胀，如果进行深冷处理，则由于残余奥氏（shì）体（tǐ）的马（mǎ）氏体（tǐ）化而进（jìn）一步膨胀，这些组织的比容（róng）都随（suí）着含（hán）碳量的增加（jiā）而增大（dà），故含碳（tàn）量增（zēng）加也使尺寸变（biàn）化量增（zēng）大。

二（èr）、淬火变形的主（zhǔ）要发（fā）生时段

1.加热过（guò）程：工件在（zài）加热过程中，由于（yú）内应力逐（zhú）渐释放而产生变形。

2.保温过程：以自重（chóng）塌陷变形为主，即塌陷弯（wān）曲。

3.冷（lěng）却（què）过程（chéng）：由于不均匀（yún）冷却和（hé）组织（zhī）转变而（ér）至（zhì）变形（xíng）。

三、加热与（yǔ）变形

当加热大（dà）型工（gōng）件时，存在残（cán）余应力或者加热不均匀，均可产生变（biàn）形。残余应力（lì）主（zhǔ）要来（lái）源于（yú）加工过程。当存在这些应力时（shí），由于随着温度的升高，钢的屈服强度逐渐下降，即使加热很均（jun1）匀，很轻微的应力也（yě）会导致变形。

　　一般（bān），工件的外缘部位残余（yú）应力（lì）较高（gāo），当温度的上升从外（wài）部开始进行时，外缘部（bù）位变（biàn）形较（jiào）大，残（cán）余应力引起的（de）变形包括弹性变形和（hé）塑性变形两种。

　　加热（rè）时产（chǎn）生的热（rè）应力和想变应力都（dōu）是导致变（biàn）形的原（yuán）因。加热速度越快（kuài）、工件尺寸越大、截面变（biàn）化越大（dà），则加热（rè）变形越大（dà）。热应力取决（jué）于（yú）温度（dù）的不均（jun1）匀分布程度和温度梯度（dù），它们都是导（dǎo）致热（rè）膨胀发生差异的原因。如果热应力高（gāo）于材料的高温屈服点，则引起塑性变形（xíng），这种塑性（xìng）变形就表现为“变形”。

　　相（xiàng）变应力主要源于相变（biàn）的不等（děng）时性，即材料（liào）一部分发生相（xiàng）变，而（ér）其（qí）它部（bù）分还未发生（shēng）相变时产生的。加热时材料（liào）的组（zǔ）织（zhī）转变成奥氏体（tǐ）发（fā）生体积收缩时可出现（xiàn）塑性变形（xíng）。如果材料的各部分同时发生相同的组织转变，则（zé）不产生（shēng）应力。为此，缓慢加热可以适当降低加热变形，zui好采用预热。

　　此（cǐ）外，由于加热中因自重而（ér）出现“塌陷”变形的（de）情况非常多，加热温（wēn）度越高（gāo），加热时间越长（zhǎng），“塌（tā）陷”现象越严重。

四、冷（lěng）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在冷却速度差异，该热（rè）应力是不可（kě）避免的（de），淬火（huǒ）情况下，热应力与组织应力叠加，变形更为复（fù）杂。加之组织的不均匀、脱碳等，还会导致（zhì）相变（biàn）点出（chū）现差异（yì），相变的（de）膨胀（zhàng）量也有所不同。

　　总之，“变（biàn）形”是相变（biàn）应力和热应力（lì）共同所致，但并非（fēi）全部应力都消耗在变（biàn）形上，而是一部（bù）分作为残余应（yīng）力存在于工件（jiàn）中（zhōng），这种应（yīng）力就是导致时效变形和时效裂纹的原因。

因冷（lěng）却而导致的变（biàn）形表现为以下（xià）几种形式：

1.件急冷初期，急冷的一侧（cè）凹陷（xiàn），然后转为凸（tū）起，结果快冷的一面凸起，这种情况属于热（rè）应力（lì）引起的变形大于相变引起的（de）变形（xíng）。

2.由热应力所引起的变形是（shì）钢料趋于球形化，而（ér）由相变应力所引起的（de）变形则（zé）使之趋于绕（rào）线（xiàn）轴状（zhuàng）。因此淬火（huǒ）冷却所致的变形表现为两者的结合，按照淬火方式的（de）不同，表现出不同的（de）变形。

3. 仅（jǐn）对内（nèi）孔部分淬火时，内孔收缩。将整（zhěng）个环形工件加热整体淬火时，其外径总是增大（dà），而内径则根据尺寸（cùn）的不同（tóng）时（shí）涨（zhǎng）时缩（suō），一般内径大时（shí），内孔涨大，内径小时，内孔（kǒng）收缩

五、冷处理（lǐ）与变形

　　冷处理促进（jìn）马氏体转变，温度较低，产生的变形比淬火冷却要小，但此时产生（shēng）的应力较大，由于（yú）残余应力、相（xiàng）变应（yīng）力和热应力等的叠（dié）加容易（yì）导致（zhì）开裂。

六、回火与变形

　　工（gōng）件在回火过程中（zhōng）由于内应力（lì）的均匀化、减小甚至消失，加上组（zǔ）织发生变化，变形趋于减小，但同时，一旦出现变形，也是（shì）很难矫正的。为（wéi）了矫（jiǎo）正这种变形，多采用加压（yā）回（huí）火（huǒ）或喷丸硬化（huà）等方法。

七 、重复淬火与变（biàn）形

　　通常情况下，一（yī）次淬火后（hòu）的（de）工（gōng）件未（wèi）经过中间退火而进行重复淬火（huǒ），将增大（dà）变形。重复淬火引（yǐn）起的变（biàn）形（xíng），经过重复淬火，其变形累加而趋（qū）于球状，容易（yì）产生龟（guī）裂，但形状相（xiàng）对稳定了，不再容易产（chǎn）生变形了（le），因此重复（fù）淬火前应增加中间退火，重复淬火次数应小于等于（yú）2次（不含初次淬火）。

八、残余应力与变形

　　加热过程中，在450℃左右（yòu），钢由弹性体（tǐ）转变为（wéi）塑性体，因此很容（róng）易呈上升塑性变（biàn）形。同时，残余应力在约高于此温度（dù）时（shí）也将（jiāng）因再结晶（jīng）而消失。因此，快（kuài）速（sù）加热时，由于（yú）工件内外部存（cún）在温度差，外（wài）部达到450℃变成（chéng）了塑性区，受而（ér）内部温度较低处存在残余应力作用（yòng）而发（fā）生（shēng）变形，冷却后，该区域（yù）就是出现变形（xíng）的地（dì）方。由于（yú）实际生产过程中，很难实现均匀、缓慢加热，淬（cuì）火前进行消除（chú）应力（lì）退火是非常重要的，除（chú）了通过加（jiā）热消除应（yīng）力外，对于大（dà）型零件（jiàn）采用振（zhèn）动消除应（yīng）力也（yě）是有效（xiào）的。