一、变形的原（yuán）因

钢的（de）变形主要原因是钢中存在（zài）内（nèi）应力或者外部施加（jiā）的应力（lì）。内应（yīng）力（lì）是因温度分布不均匀或者相变所（suǒ）致，残余应力也是原因（yīn）之一。外应力引起的（de）变（biàn）形主（zhǔ）要是由于工（gōng）件自重（chóng）而造成的“塌陷”，在特殊情况下也应考虑碰（pèng）撞（zhuàng）被加热的工件，或者夹（jiá）持工具夹持所引起的凹陷等。变形包括弹性变形和（hé）塑性变形（xíng）两种。尺寸（cùn）变化主要是基于组织转变，故（gù）表（biǎo）现出同样（yàng）的膨胀和收缩，但当工件（jiàn）上（shàng）有孔穴或者复杂形（xíng）状（zhuàng）工件（jiàn），则将导致附加的变形。如果淬（cuì）火形成大量马氏体则（zé）发生膨（péng）胀，如果产生（shēng）大量残余奥氏体则（zé）相应的要（yào）收缩。此外，回火（huǒ）时一般发生收缩（suō），而出（chū）现二次硬化现象的合金钢则发生膨胀，如果进（jìn）行（háng）深（shēn）冷处理，则由于残余奥氏体的（de）马氏体化而（ér）进一步膨胀，这些组织的比容都随着含碳量（liàng）的增加而增大，故（gù）含碳量增（zēng）加（jiā）也使尺寸变化（huà）量增大（dà）。

二（èr）、淬火变（biàn）形的（de）主要（yào）发生时段（duàn）

1.加热（rè）过程：工（gōng）件在加热（rè）过程（chéng）中，由（yóu）于内应（yīng）力逐渐释放而（ér）产生变形。

2.保温过程：以自重塌（tā）陷变形（xíng）为主，即塌陷弯曲。

3.冷却过程：由于不均匀冷却和（hé）组织转变而至变形。

三、加热与变形（xíng）

当（dāng）加热大型工件时，存在残（cán）余应力或者加热不（bú）均匀，均可产生变形。残余应（yīng）力（lì）主要（yào）来源于加工过（guò）程（chéng）。当存在这些应力时，由（yóu）于随着温度（dù）的升高，钢的屈服（fú）强（qiáng）度（dù）逐渐下降，即使加热很均（jun1）匀，很轻微（wēi）的应力也（yě）会导致（zhì）变形。

　　一般，工件的外缘部（bù）位（wèi）残余应力较高，当温度的上（shàng）升从外（wài）部（bù）开始进（jìn）行时，外（wài）缘部位变形较大，残余应力（lì）引起的变形包括弹性变形和塑性（xìng）变形两种（zhǒng）。

　　加热时（shí）产生的热应力和想（xiǎng）变（biàn）应（yīng）力（lì）都是导致（zhì）变形（xíng）的原因。加热速度越快、工件（jiàn）尺（chǐ）寸越（yuè）大、截（jié）面（miàn）变化（huà）越大，则（zé）加（jiā）热变形（xíng）越大。热应力取决于温（wēn）度的不均匀分（fèn）布程度和（hé）温（wēn）度梯（tī）度，它（tā）们都是导致（zhì）热膨胀发生差异的原因。如果热应力高（gāo）于（yú）材料的（de）高温屈服点，则引起塑（sù）性变形，这种塑性变形就表现（xiàn）为（wéi）“变形”。

　　相变应力（lì）主（zhǔ）要（yào）源于相变的（de）不等（děng）时性，即（jí）材料（liào）一部分发生相变，而（ér）其它部分还未（wèi）发（fā）生相变时产生的。加热（rè）时材料的组织转变成奥（ào）氏体发生（shēng）体积收缩时（shí）可出现塑性变形。如（rú）果（guǒ）材料的各（gè）部（bù）分同时发（fā）生相（xiàng）同的组织转变，则不产生应力。为此，缓慢加热可以（yǐ）适当降低加热变形，zui好采用预热。

　　此（cǐ）外，由于（yú）加（jiā）热中因自（zì）重而出现“塌陷”变形的（de）情况非常多，加热温度越（yuè）高，加热时间（jiān）越长，“塌陷”现象越严重（chóng）。

四、冷却与变形

　　冷却不（bú）均时将产（chǎn）生热应力（lì）导（dǎo）致变形（xíng）发生（shēng）。因工件（jiàn）的外缘和内（nèi）部存在冷（lěng）却（què）速度差异，该热应（yīng）力是不可避（bì）免的，淬火（huǒ）情（qíng）况下，热（rè）应力与组织应（yīng）力叠加，变形更为复杂（zá）。加之组织的不均匀、脱碳（tàn）等，还会导致相变（biàn）点出现差异，相变的（de）膨胀量也有所（suǒ）不同。

　　总之，“变形”是相（xiàng）变（biàn）应力和（hé）热应力共同（tóng）所（suǒ）致，但并非全部应（yīng）力都（dōu）消耗（hào）在变形（xíng）上（shàng），而是一部分作为残（cán）余应力存在于工件中，这种应力（lì）就是导致时效变形（xíng）和时（shí）效裂纹的（de）原因（yīn）。

因冷却而导致的变（biàn）形（xíng）表现为（wéi）以下几种形式：

1.件急冷初期（qī），急冷的一侧凹陷，然后转（zhuǎn）为凸起，结果快冷（lěng）的一面凸起，这种情况属于（yú）热应力引（yǐn）起的变形大（dà）于相变引（yǐn）起的变形。

2.由热（rè）应力所引起的变形是钢料趋于（yú）球形化，而（ér）由相变（biàn）应力（lì）所（suǒ）引（yǐn）起的变形则使之趋于绕（rào）线（xiàn）轴状。因此淬火冷却所致的变形表现为两者的（de）结合，按照淬（cuì）火方式的不同，表现（xiàn）出不（bú）同的变形。

3. 仅对内孔部分淬火时，内孔收缩。将整个环形工（gōng）件加热整体淬火时，其外径（jìng）总（zǒng）是增大，而内径则根据尺（chǐ）寸的不同时涨时缩，一般内径（jìng）大时（shí），内孔（kǒng）涨大，内径（jìng）小时，内孔收缩

五、冷处理与变形

　　冷处理促（cù）进（jìn）马氏体转变（biàn），温度较低，产生的（de）变形比淬火冷却（què）要小，但此时产（chǎn）生的应力较大，由于残余（yú）应力、相变（biàn）应力和热应力等的叠加容易导（dǎo）致开裂（liè）。

六、回火与变形

　　工件（jiàn）在回火过程中由于（yú）内应（yīng）力的均匀化、减小甚至（zhì）消失，加上组织发生变化，变形趋于（yú）减小，但同时，一旦出现变（biàn）形（xíng），也是很难矫正的。为了矫正这种变形，多采用加压回火（huǒ）或喷丸硬化等方法。

七（qī） 、重复（fù）淬火与变形

　　通常情况下（xià），一次淬火（huǒ）后的工件未经过中（zhōng）间退火（huǒ）而进行重（chóng）复淬火，将增（zēng）大变形。重复淬火引起的变形，经过重复淬火，其变形累加而（ér）趋于球状（zhuàng），容易产（chǎn）生龟裂，但形状相（xiàng）对稳定了，不（bú）再容（róng）易产生变形了，因此（cǐ）重复淬（cuì）火前应增加中（zhōng）间（jiān）退火，重（chóng）复淬火次数应小于（yú）等于2次（不（bú）含初（chū）次淬火（huǒ））。

八、残余应力与变形

　　加热过（guò）程中，在450℃左右（yòu），钢由（yóu）弹性（xìng）体转变为（wéi）塑性体，因此很容易呈上（shàng）升塑（sù）性变形。同时，残余应力在约高于此温度时（shí）也将因再（zài）结（jié）晶而消失（shī）。因（yīn）此，快速加热时，由于工件内外部（bù）存在温（wēn）度差，外部达到450℃变成了塑性（xìng）区，受而（ér）内部（bù）温度较低（dī）处存在残余应力作用而发（fā）生变（biàn）形，冷却后，该区域就是（shì）出现变形的（de）地（dì）方。由于实（shí）际生产过程中，很难（nán）实（shí）现均匀、缓慢加（jiā）热，淬火前进行消除应（yīng）力退火是（shì）非常（cháng）重要的，除了通过加（jiā）热消除应力外，对于大型零件采用振动消除应力（lì）也（yě）是（shì）有效的（de）。