一、变形的原因

钢的（de）变形（xíng）主要原因（yīn）是（shì）钢（gāng）中存在内应力或者外部施加的应力。内应力（lì）是因温度分布不均匀或者相（xiàng）变所致，残余应（yīng）力也是原因之（zhī）一。外应（yīng）力引（yǐn）起的变形主要是由（yóu）于工件自重而造成（chéng）的“塌陷（xiàn）”，在特殊情况下也应考虑（lǜ）碰撞被加热的工件（jiàn），或（huò）者夹（jiá）持工具夹持（chí）所引起的凹陷等。变形包括弹性变形和塑性变形两种（zhǒng）。尺（chǐ）寸（cùn）变化主（zhǔ）要是基于组（zǔ）织转变，故表现出同样的膨胀和收缩，但当工（gōng）件上有孔穴或者复杂形状工件（jiàn），则将导致附（fù）加的（de）变形。如果淬火形成大量马（mǎ）氏体则发生膨胀，如（rú）果产生大量残余奥氏体则相应的要收（shōu）缩。此外，回火（huǒ）时一般发（fā）生（shēng）收（shōu）缩，而出现二（èr）次硬化（huà）现象（xiàng）的合金钢（gāng）则发生膨胀（zhàng），如果进行（háng）深冷处理（lǐ），则由于残（cán）余奥（ào）氏（shì）体（tǐ）的马氏体化而进一步膨胀，这些组织的比容都随着（zhe）含碳量（liàng）的增加而增大，故含碳量增（zēng）加也使（shǐ）尺寸变化（huà）量增大。

二、淬火变形的主要发生时段

1.加（jiā）热过程：工件在加热过程中，由于内（nèi）应力（lì）逐渐释（shì）放而（ér）产生变（biàn）形。

2.保温过程（chéng）：以自重塌陷变形为主，即（jí）塌（tā）陷弯曲。

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

三、加（jiā）热与变形

当加热大（dà）型工件时，存在残余应力或者加热不均匀，均可产生（shēng）变形。残余（yú）应力主要来源于加工过程（chéng）。当存在（zài）这些应力（lì）时，由于随着温度的升高，钢的屈服强度逐渐（jiàn）下降，即使（shǐ）加热（rè）很（hěn）均匀，很轻微的应力（lì）也会导致（zhì）变形。

　　一般，工件的外缘部位残余应力较高，当温度的（de）上升从外部开始（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（biàn）形和塑（sù）性（xìng）变形两种。

　　加热时（shí）产生的热（rè）应力和想变应力都是（shì）导致（zhì）变（biàn）形的（de）原因（yīn）。加热速度越快、工件尺寸（cùn）越大、截面变化越大，则加热（rè）变形越大。热应力取决于温度的不（bú）均匀（yún）分布程（chéng）度和温度梯度，它们都是导致热膨（péng）胀发生差（chà）异的原因。如果热（rè）应力高（gāo）于材料的高温屈服点（diǎn），则（zé）引起塑性（xìng）变形，这种塑性变形就表现为“变（biàn）形”。

　　相变应力主（zhǔ）要（yào）源于（yú）相变的（de）不等时性（xìng），即（jí）材料一部分发生相变，而其它部（bù）分还未发生相（xiàng）变（biàn）时产（chǎn）生（shēng）的。加热时材料的组（zǔ）织转变成奥氏体发生（shēng）体积收缩时（shí）可出现（xiàn）塑（sù）性变形。如果（guǒ）材料的各（gè）部分同时发生相同的组织（zhī）转变，则不产生应力。为（wéi）此，缓慢加（jiā）热可以适当降低加热变（biàn）形，zui好采用（yòng）预热（rè）。

　　此外，由（yóu）于加热中因自重而出现（xiàn）“塌陷”变形的情况非（fēi）常多，加热温度越高，加热时间越长，“塌陷”现（xiàn）象越严重。

四、冷（lěng）却与（yǔ）变形

　　冷却不均时（shí）将产生热应力导致变形发生。因工（gōng）件的外缘和（hé）内（nèi）部存（cún）在（zài）冷却速度差异，该（gāi）热（rè）应力是不可（kě）避（bì）免的，淬火情（qíng）况下，热应力与组织应力叠加，变形更为（wéi）复杂。加（jiā）之组织（zhī）的不均匀、脱（tuō）碳等，还会（huì）导致相变（biàn）点出现差异，相变的膨胀量也有所不同。

　　总之，“变形”是相变应力和热应力（lì）共同所（suǒ）致，但并非全（quán）部应（yīng）力（lì）都（dōu）消耗在变形上，而是一部分作为残余应（yīng）力存在（zài）于工件（jiàn）中，这种应力（lì）就是导致时效（xiào）变形和时效裂纹的原（yuán）因。

因（yīn）冷却而导（dǎo）致的变形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（zhuǎn）为凸起，结果快冷的一面凸起，这种情况属于热（rè）应力引起的变形大于相变引起的变形。

2.由热应力所引起的变（biàn）形是钢料趋于球形化，而由相变（biàn）应（yīng）力（lì）所引起的变形则使之趋于绕线轴状。因此淬（cuì）火冷却所致（zhì）的（de）变形表现为两者的结（jié）合，按照淬火方式的不同，表（biǎo）现出不（bú）同的变形。

3. 仅（jǐn）对内孔部分淬火（huǒ）时，内孔收缩。将整个环（huán）形工件加热（rè）整体淬火时，其外径总是增大，而内径则根据尺寸的不同时涨（zhǎng）时缩，一般内径大时，内孔涨大，内（nèi）径小时，内孔收缩（suō）

五、冷处理与变形

　　冷处理（lǐ）促进（jìn）马（mǎ）氏体转变，温度较（jiào）低，产（chǎn）生的变形比淬（cuì）火冷却要小，但此时产生的应力较大，由（yóu）于残（cán）余应力、相变应力和热应力（lì）等的（de）叠加容易（yì）导致（zhì）开裂。

六、回火与变形

　　工（gōng）件在回火过程中由于内（nèi）应力（lì）的均匀化、减小（xiǎo）甚至消（xiāo）失，加（jiā）上组（zǔ）织发生（shēng）变化，变形趋于（yú）减小，但同时，一旦出（chū）现变（biàn）形（xíng），也是很难矫正的。为了（le）矫正这种变（biàn）形，多采用（yòng）加压回火或喷丸硬化等方法。

七 、重复淬火与变形

　　通（tōng）常情况（kuàng）下，一次（cì）淬火后的工件未（wèi）经过中间（jiān）退火而进行（háng）重复淬火，将增（zēng）大（dà）变形。重复（fù）淬（cuì）火引起的变形，经过（guò）重复淬火，其变形累加而（ér）趋于球状，容易产生龟裂，但形状相对稳定（dìng）了，不再容易（yì）产生变（biàn）形了（le），因此重复淬火（huǒ）前应增加中间（jiān）退（tuì）火，重复淬火次数应小于等于2次（不含（hán）初次（cì）淬火（huǒ））。

八、残余（yú）应力与（yǔ）变形

　　加热过程中，在450℃左右，钢由弹性体（tǐ）转变为塑性体（tǐ），因此很容易呈上升塑性（xìng）变形。同（tóng）时，残余应力在约高于此温度时（shí）也将因再结晶而消失。因此，快速（sù）加热（rè）时，由于工件内外部存在温度差，外部达到450℃变（biàn）成了塑性区，受而（ér）内部温度较低（dī）处存在（zài）残余（yú）应力（lì）作用而发（fā）生变形（xíng），冷（lěng）却后，该区域（yù）就是出现变形的地方。由于实际生产过程中，很难实现均匀（yún）、缓慢加热，淬（cuì）火前进行消除（chú）应力（lì）退火（huǒ）是非常重要的（de），除了通过（guò）加热消除应力外（wài），对于大型零件采（cǎi）用振动消（xiāo）除（chú）应力也是有效（xiào）的。