1金属材料热处理工艺的重要性
现阶段对金属部件采取全面加热之后，基于相对稳定的速率进行冷却，这样能够整体的提高其机械性能，这就是热处理操作的工艺过程。在各种钢材的热处理工艺中，最重要的就是退火、正火、淬火、回火等方法的操作过程。在退火实施中，需要将各类加工金属材料加热到一定的温度，基于材料的差异和尺寸进行保温处理之后，再进行冷却。通过退火处理的零部件，可以使其各方面都处于相对稳定平衡的状态。在材料硬度进一步减小的基础上，还要注意适当的增加其整体的塑性，保证处理的效果。在各工序中，要对每个工序做好把控，着重观察机械零件综合性能差异等方面的问题。正火是把金属部件加热至特定温度后加以保温，然后在空气环境中加以冷却。金属部件可以迅速的改善其力学性能，从而合理的抑制其组织缺陷。在加工过程中，还能为后期的整体性能提升创造基础。
在回火中，钢件通过淬火处理后，其整体的脆性不断提升。为有效控制其基本性能，需要对其进行回火处理。在正常的情况下，将温度控制在低于650℃，保持平稳，长期的保温后进行冷却。经回火的钢材，可使硬度、耐磨性、塑性等方面得到快速的提升。在常规的回火工序中，通常把低温回火温度控制到150~250℃。回火还可以得到回火马氏体结构，实际工作中需要使用各种设备进行试验研究，最终取得较好的硬度、耐磨性等方面的性能。中温回火温度控制在350~500℃，基于中温回火可以达到屈氏体的组织，性能得到了快速的提升。同时，热度模具和弹性高效处理的应用过程中，对应的屈服强度和弹性极限也较高。
2金属热处理加工中发生变形与开裂的影响因素
2.1冷却方式的影响
金属材料热处理工艺的基本环节是退火、正火、淬火及回火。若选用的冷却技术不合适，则在冷却处理金属材料时，会造成冷却不均匀，进而降低其拉应力。双液淬火、单液淬火是国内目前应用较多的金属材料热处理方式。在长期的实践中发现，这两种工艺都存在极其明显的优缺点。双液淬火工艺可以在短时间内使金属材料的温度下降，但其淬火效率不高，限制了自身的应用范围。大型金属零部件可选择单液淬火技术进行热处理，但操作人员难以对淬火的速度进行有效控制。若选用了不当的冷却方式，除了会干扰金属材料的形变应力能外，还会阻碍金属材料使用性能的优化。
2.2温度控制的影响
金属材料热处理工艺对温度控制也有严苛的规定，而在热处理的不同环节，对温度控制的规定也存在一定差异。若温度控制不当，易引起金属材料形变或开裂。比如，在热处理金属材料的操作中，若工作人员忽视了加热炉的温度，或没有对金属材料进行精密的温度检测，就直接开展热处理，金属材料的质量就会变差，严重的直接报废。此外，工作人员在热处理操作中，如果对加热温度、保温时间、加热速度等相关工艺参数把握不好，也容易导致金属材料变形或开裂。
2.3残余应力的影响
在金属材料热处理加工过程中，若无意外，一般不会出现变形、开裂等质量问题。不过，在处理过程中既有拉应力，也有多项应力，当双方形成对冲关系时，一旦金属材料遭受的应力总和超出临界点，则残余应力就容易使金属零部件发生形变，甚至开裂。此外，受工作条件、工作介质、热处理温度、残余应力体系等各种因素的影响，金属材料的防开裂、抗腐蚀等性能会有所降低，严重的可使金属材料表层控制裂纹保护膜破损，造成金属材料局部发生变形，甚至开裂，从而降低金属材料的质量，影响其使用年限。
2.4原材料的组织与性能的影响
有些热加工处理金属材料的目的是改善材料表层的有关性能。比如，提升金属材料表层的抗氧化性能，减少其表面的磨损程度。不过，热处理层的深度是有限的，可以在热处理完毕后磨削加工一下金属材料，使已渗透层发挥出应有的作用。此外，淬火操作前的相关原始组织也经常会影响金属材料。比如，影响碳化物的含量。为了防控金属材料的变形问题，通常可进行一些调质处理，在淬火作业中让金属材料变形产生一定的规律特征。
3金属材料热处理过程中变形与开裂问题的防控策略
3.1金属材料预先热处理
金属材质在加热前可经过正火或退火处理过程，以去除网状渗碳体，从而改善材质的热均匀性与结构整体性，去除金属材料内应力，并为淬火、切割加热等后期工作做好组织准备，为金属材料的最后热处理做好组织准备，提高热处理的产品质量，并合理限制金属材料的变形。
3.2金属材料最终热处理
金属材质加热成型后，为进一步提高零部件的实用性，减少加工应力和变化，常采取淬火或回火的处理。淬火工序是对各种金属材质热处理中比较重要的步骤，有助于增强各种金属材质的强度和坚硬。主要淬火介质有油、水、盐水、强碱水等，其淬火能力也相应地有所提高，若不合理采用冷却介质，就会使得金属材质内部组织构造和形状改变，而各种金属材质的内应力也就会异常变化。所以在各种金属材质热处理中，要不断改善淬火工序。在各种金属材质的淬火预冷过程中，就应该合理调节淬火速率，以进一步提高淬火的效率，并兼顾淬透性和硬度，真正实现热处理的目的。
3.3金属材料热处理中冷却方法的选择
通过双介质淬火的模式则是把经过加热后的金属材质，首先放入冷却速率较快的加热介质中淬火，当淬火温度在短时间内超过300℃时，先保温2~3min，然后再放到冷却速率较低的淬火加热介质中制冷。而金属材料热处理的淬火过程，一般根据淬火速率确定淬火加热介质。如果金属材质的冷却速率过快，就会引起金属表面不平衡淬火作用，从而直接危害各种金属材质的热淬透性，进而使各种金属材质内部的热拉应力增大，因而工件自然变形率也就大。
3.4夹具和装夹方式的选择
为抑制金属材料的变形，并保证在金属材料升温与冷却过程中的重心均匀、温度与应力平衡，要科学合理地选择夹具与夹紧方法。此外，在热处理过程中，金属材料要保持适当的自然变化率，实现在无外力干预下的自然伸缩，从而减少应力与变形。
3.5减少热处理产生的残余应力
热处理过程中由于金属塑性变形，产生了残留的拉伸应力，因为还没有彻底去除，会损害金属表层的保护层，所以残余应力值越高显示出危险性也就越大，会大大降低试样的实际抗拉强度或屈服强度，同时还会减少疲劳限度，从而减少了试样延寿并引起脆性开裂。由于残余应力会导致试样在淬火时由于热扩张而形成局部应力聚集，测量时试样也或许会因此而形成剧烈变化或裂纹，为防止热处理后的失效，就规定了炉内温度温差不得大于20℃/分钟，并且保温持续时间也不得过长和过短，在热处理后的加温步骤中既要有缓慢加温阶段，也要有缓慢冷却阶段，这个办法才是减少残余应力的最有效办法。
结语
在对金属材料进行热处理的过程中，会受到诸多因素的影响，导致金属材料出现变形和开裂的现象，面对这一问题，应该从准备阶段、工艺环节以及机械加工技术几个角度做好严格的控制。并不断提升相关技术人员的专业性，从人员操作的角度提高重视，进而达到对金属材料热处理全过程的高效控制，规避热处理过程中出现金属材料变形的概率，保障加工过程中零件的质量与性能，为金属加工制造业的发展提供良好的保障与支撑，更好地推动金属加工制造业的全面发展。
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