工具钢的形状变形

出处：按学科分类—工业技术 轻工业出版社《工模具材料应用手册》第99页（955字）

在考虑形状变形时，必须注意到任何工具在超过600℃时，其强度就会急剧降低。在奥氏体化的温度下，由于工具的屈服强度很低，以至于由零件的自重产生的应力，往往就足以引起塑性变形。因此，长零件、大零件和形状复杂的零件的关键部位，必须予以良好的支撑，以防止在淬火加热温度下，发生下垂变形。

快速加热时，增加形状变形，特别是大型的工具和断面厚薄不均一的复杂工具，因为加热速度快时，薄截面处的温升，就要比厚截面处快得多；同样地，外表面的温升要比内部快得很多，特别是中、厚截面更是如此。各温差所引起的热膨胀的差异，足以使材料内部产生很大的应力。在这些应力的作用下，温度较高处，将产生塑性变形，从而使热应力松驰。

在连续加热时，较热的部分开始接近炉温，而较冷的部分还继续升温。这就使温差减少，由于在温差大时已发生了塑性变形，因此在热应力作用下，温差至少会引起部分扭转。这会或许不会引起进一步的塑性变形，但如果塑性变形发生了，其变形程度比温差大时的变形程度很可能小，而且，变形方向上也有不同。

在缓慢加热时，可减少工具零件在整个加热过程中的温差，从而也可减少变形程度。理想的加热状态，是最好把工具钢零件放在冷炉中开始加热，以最大限度地避免加热过程引起的形状变形。但这在实践中是不现实的，在能源上也是不经济的，除非热处理是在真空炉中进行。对在盐炉或可控气氛炉中进行热处理的零件，应先进行中温预热，然后再加热到奥氏体化温度，这样，可以有一个良好的过渡。

在形成马氏体的冷却过程中，由于在零件的表面和内部及厚薄截面之间存在大的温差，所以将导致产生严重的形状变形。对淬透性低、要求快速冷却并完全淬硬的钢，是很可能出现这个问题的。因此，在制造大型或复杂零件时，最好改用深淬透性的空淬工具钢。

但是，如果使用要求液体淬火的浅淬透性钢时，应采用夹具或压模淬火，以减少变形。对长的匀称零件应用夹具固定在垂直的位置，完全浸入淬火介质中，并使零件作上下运动。