一、变（biàn）形的（de）原因

钢的（de）变形（xíng）主要原因是钢中存在内应力或者外部施加（jiā）的应力。内应力（lì）是因温度分布不均匀或（huò）者相变所致，残余应力（lì）也是原因之一。外（wài）应力引起（qǐ）的变形主要是由于工件（jiàn）自重而造成的“塌陷”，在特殊（shū）情况下也应考虑碰撞被（bèi）加热的工件，或者夹（jiá）持工具夹持所引起的凹陷（xiàn）等（děng）。变形包括弹性（xìng）变形和塑（sù）性变（biàn）形两（liǎng）种。尺寸变化主要是（shì）基（jī）于组织（zhī）转变，故表（biǎo）现出（chū）同样的膨（péng）胀和收缩，但当工件（jiàn）上有孔穴或者复杂形状工件，则（zé）将导致附（fù）加的（de）变形。如果淬火（huǒ）形成大量马氏体则发生膨胀，如果产生大量残余奥氏（shì）体则相应（yīng）的要收（shōu）缩。此外，回（huí）火时一般发生收缩，而出现二次硬（yìng）化现（xiàn）象的合金钢（gāng）则（zé）发生膨胀，如果进行深冷处理，则（zé）由于（yú）残余奥氏体的马氏体（tǐ）化而进一步膨胀，这些组（zǔ）织的（de）比容（róng）都随（suí）着含碳量（liàng）的增加而增大，故含碳量增加也使尺（chǐ）寸变化量增大。

二、淬火变形的主要（yào）发生时段

1.加热（rè）过程：工（gōng）件在加热过程中，由（yóu）于内应力（lì）逐渐释放而产（chǎn）生（shēng）变形。

2.保温过程：以自重塌陷变形为（wéi）主，即塌陷弯曲。

3.冷却过程：由于不均匀冷却和组织（zhī）转变而至变形。

三、加热与变形

当加热大型（xíng）工件时，存在残余（yú）应力（lì）或者加热不均匀，均可产（chǎn）生变形。残余应力主要来（lái）源于加工过程。当存在这些应力时，由于（yú）随着温度的升高，钢的屈服强（qiáng）度逐渐下降，即使加热很均（jun1）匀，很轻（qīng）微（wēi）的应力也会导致变形。

　　一（yī）般，工件的外缘部位（wèi）残余应力较高，当温度（dù）的上升从（cóng）外部开始进行（háng）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。

　　加热时产生的热应力和想变应（yīng）力都（dōu）是导致变形（xíng）的原因。加热速度越快、工件尺寸越大、截面变化越大，则加热变形越大。热应力取决于温度（dù）的不均（jun1）匀（yún）分布（bù）程度（dù）和温度（dù）梯度，它们都是导致热膨（péng）胀发生差异（yì）的（de）原因。如果热应力高于（yú）材料的（de）高温屈服点，则引起塑性变形，这种塑（sù）性变形就表现为“变形”。

　　相变应力主（zhǔ）要源于相（xiàng）变的（de）不（bú）等时性，即（jí）材料一部分发生相变（biàn），而其它（tā）部（bù）分还未（wèi）发生相变时产生的。加热时材料的（de）组织转（zhuǎn）变成奥氏体（tǐ）发生体积收缩（suō）时可出现塑（sù）性变（biàn）形。如果材料的各部分同时发生相同的组（zǔ）织转变，则（zé）不产生应（yīng）力。为此，缓（huǎn）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（zì）重而出现“塌陷”变形的情况非常多，加热温度越高（gāo），加热时（shí）间越（yuè）长（zhǎng），“塌陷（xiàn）”现象越严（yán）重。

四、冷却与变形（xíng）

　　冷却不均时将产生热应力（lì）导致变形发生。因工件的外（wài）缘和内部（bù）存在冷却速度（dù）差异，该热（rè）应力是（shì）不可避免的，淬火情（qíng）况下，热应力与组织应（yīng）力叠（dié）加（jiā），变形（xíng）更为复（fù）杂（zá）。加（jiā）之组织的不均匀、脱（tuō）碳等，还会导致相变点出现差异，相变的膨胀（zhàng）量也（yě）有所不同。

　　总之，“变形”是相变应力和（hé）热（rè）应力共（gòng）同所致，但并非全部应力都消耗在变形上，而（ér）是一部分作为（wéi）残余应力存在于工件中，这（zhè）种应力就是导致时（shí）效变形和时效裂纹（wén）的原因。

因冷（lěng）却而（ér）导致的变形表现为（wéi）以下几种形（xíng）式：

1.件（jiàn）急（jí）冷（lěng）初期（qī），急冷的一侧凹陷，然（rán）后转为（wéi）凸（tū）起，结果（guǒ）快冷的（de）一（yī）面凸（tū）起（qǐ），这（zhè）种（zhǒng）情况属（shǔ）于（yú）热应（yīng）力引（yǐn）起的变形大于相（xiàng）变引起的变形。

2.由热应力所引起的变形是钢料趋于球形化，而由相变应力所引起的（de）变形（xíng）则使（shǐ）之趋于绕线轴状。因（yīn）此淬火冷（lěng）却所致的变（biàn）形表现为两者的结合，按照（zhào）淬火方式的不同，表现出不同（tóng）的变形（xíng）。

3. 仅对内孔（kǒng）部分（fèn）淬（cuì）火时，内（nèi）孔收缩（suō）。将整个环形（xíng）工（gōng）件加热整体（tǐ）淬火时，其外径总是（shì）增（zēng）大，而内径（jìng）则（zé）根据尺寸的不同时涨时（shí）缩，一（yī）般（bān）内径（jìng）大时，内孔（kǒng）涨大，内径小时，内（nèi）孔收缩

五（wǔ）、冷处理与变（biàn）形（xíng）

　　冷（lěng）处理促进（jìn）马氏体转变，温度（dù）较低，产生的变形比淬火冷却要小，但此（cǐ）时产生的应力较大（dà），由于残余应力、相变（biàn）应力和热应力等的叠加容易（yì）导致开裂（liè）。

六、回火（huǒ）与变形

　　工件在回火（huǒ）过程中由于（yú）内应力（lì）的均（jun1）匀化（huà）、减小（xiǎo）甚至消失，加上（shàng）组织（zhī）发生变化，变（biàn）形趋（qū）于减小（xiǎo），但同时，一（yī）旦出现变形，也（yě）是很难矫正的。为（wéi）了矫正这种（zhǒng）变形，多采（cǎi）用加压回火或喷（pēn）丸硬化等方法。

七 、重复淬火与变形（xíng）

　　通常情（qíng）况下（xià），一（yī）次淬火（huǒ）后的（de）工件未经过中间退火而进（jìn）行重复淬火（huǒ），将增大（dà）变形。重复淬火引（yǐn）起（qǐ）的变形，经过（guò）重复淬（cuì）火，其（qí）变形（xíng）累加（jiā）而（ér）趋于球状，容易产（chǎn）生龟裂，但形状相对稳（wěn）定了（le），不再容易产（chǎn）生变形（xíng）了，因此重复淬（cuì）火前（qián）应（yīng）增加中间退火（huǒ），重（chóng）复淬火次数应小于（yú）等于2次（不含初次淬火）。

八、残余应力与（yǔ）变（biàn）形

　　加（jiā）热过（guò）程中，在（zài）450℃左右（yòu），钢由弹性（xìng）体转变为塑性体，因此很容易呈（chéng）上升（shēng）塑性变形（xíng）。同（tóng）时，残余应力在约高于此温度时也将因再结晶而消失。因此，快速加热时，由于（yú）工件（jiàn）内（nèi）外部存在温（wēn）度差，外部达到450℃变成了塑性区，受而（ér）内部温（wēn）度较低处（chù）存在残（cán）余（yú）应力（lì）作用而发生（shēng）变形，冷却后（hòu），该区域就是出现变形（xíng）的（de）地方（fāng）。由于实际生产过程（chéng）中，很难实（shí）现均匀（yún）、缓慢（màn）加（jiā）热，淬火前进（jìn）行消除应力退火是非常（cháng）重要的，除了（le）通过加热（rè）消除应（yīng）力外，对于大型零件采（cǎi）用振（zhèn）动消（xiāo）除应力也（yě）是有效的。