在現(xiàn)代汽車，公路，鐵路和航空等行業(yè)中，淬火熱處理都是較為關(guān)鍵的制造技術(shù)，美國熱處理工業(yè)一年的交易額就高達(dá)150-200億美元，其中零件變形成本占了整個制造成本的很大部分，在歐洲，由于變形引起的成本占了4%以上，消耗在矯直工序和特殊工裝的成本往往達(dá)到熱處理總成本的20%-25%，僅在軸承工業(yè)，每年變形帶來的附加成本估計就超過了10億美元，美國金屬金屬學(xué)會向能源部提交的國際研發(fā)計劃中，提出的目標(biāo)之一就是”努力達(dá)到熱淬了零件的零變形和最大限制額的均勻性。

多年來，國內(nèi)外熱處理工作者在研究鋼件熱處理變形成因，規(guī)律以及預(yù)防控制變形措施等方便取得了許多理論成果，積累了豐富的實踐經(jīng)驗。但由于淬火變性影響因素非常復(fù)雜，導(dǎo)致變形控制十分辣手。而采用矯直方法糾正變形或是加大磨削加工余量，都會增大成本，因此研究鋼件淬火變形原因，影響規(guī)律，并提出措施是提高產(chǎn)品質(zhì)量、延長零部件使用壽命、提高經(jīng)濟(jì)效益的重要課件。

熱處理變形與內(nèi)應(yīng)力。所謂熱處理變形是指零件經(jīng)過熱處理后金屬變形量超過了圖樣公差要求的一種物理現(xiàn)象。最容易早成功變形餓是i淬火過程，因為淬火過程中i加熱溫度高，組織比容變化大，冷卻激烈等導(dǎo)致變形的因素比較多。由于冷卻過程的復(fù)雜性和具有瞬間晚上的特點，機(jī)制測量儀器和研究手段的局限，使其研究和控制水平始終滯后于熱處理的加熱過程。

1、熱處理變形與開裂，一種變形是零件加熱時由于自身重量而產(chǎn)生的尺寸變化，稱為形狀畸形，比如彎曲，翹曲，扭曲等。另一種是尺寸變化，包括可以觀察到的如伸長，收縮，便后和變薄等尺寸變化。尺寸變形是由于相變時體積變化引起的。尺寸變化分為一維，二維和三維變形。

淬火開裂的主要原因是冷卻過快而產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力以及相變應(yīng)力。在馬氏體轉(zhuǎn)變過程中，開裂是由于馬氏體的體積膨脹引起的。出現(xiàn)開裂必定存在著應(yīng)力梯度，即應(yīng)力集中。常見的應(yīng)力梯度有兩種：一種是幾何缺口，包括刀痕，尖頭、溝槽，空穴以及截面突變處。另一種是材料中的隘口，包括晶間影響，碳化物偏析以及雜質(zhì)聚合體。

2、熱處理內(nèi)應(yīng)力與熱處理變形，一般來說，變形是由熱處理內(nèi)應(yīng)力引起的，因此防止變形的關(guān)鍵就在于控制工件中的應(yīng)力分布。熱處理過程中形成的內(nèi)應(yīng)力是不斷變化著的書劍應(yīng)力，其大小方向和分布狀態(tài)隨著溫度的變化和組織轉(zhuǎn)變的進(jìn)程而不斷的改變。零件中的內(nèi)應(yīng)力可以通過消除應(yīng)力來消除。即把零件加熱到550℃左右，保持一定時間，這時材料在塑性狀態(tài)下，應(yīng)力使零件”復(fù)蘇“而變形，從而應(yīng)力也基本上得到消除，消除應(yīng)力處理溫度越高，材料塑性越好，消除應(yīng)力效果也越好。應(yīng)該注意，消除應(yīng)力處理的后期階段必須均勻的冷卻帶250℃一下，否則仍有可能產(chǎn)生新的應(yīng)力。較好是隨爐溫緩冷。

3、熱處理內(nèi)應(yīng)力的組成，零件由高溫830℃到低溫180℃。即由膨脹狀態(tài)速度冷卻到冷縮狀態(tài)時所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，成為熱應(yīng)力。熱應(yīng)力大于零件材料的彈性極限。因此零件變形是難以避免的。熱應(yīng)力是溫度梯度的函數(shù)，它取決于加熱溫度，加熱速度，零件截面厚度的差異程度，材料的散熱率，比熱和膨脹系數(shù)以及加熱，冷卻的均勻性等。

造成零件變形的熱處理內(nèi)應(yīng)力還有組織應(yīng)力。所謂組織應(yīng)力，及時在淬火冷卻過程中，零件從奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，由于奧氏體比容較馬氏體小，成為組織應(yīng)力。組織應(yīng)力取決于馬氏體轉(zhuǎn)變溫度，馬氏體的正方性和殘余奧氏體量。此外，鋼的淬透性，鋼的原始組織，淬火溫度以及冷卻速度也是硬性組織應(yīng)力的重要因素。理清內(nèi)應(yīng)力的起因及其變化規(guī)律對于控制消除變化開裂有重要的意義。

預(yù)防和控制零件淬火變形的措施，雖然較之可以較大降低變形量，但在矯直的過程中會使高應(yīng)力集中區(qū)擴(kuò)展，并可能使工件表面和信不產(chǎn)生裂紋，且在隨后的機(jī)加工過程中鋼件有再次變形的去趨向。目前，工業(yè)生產(chǎn)中有各種各樣的防止變形的方法，如用淬火工裝來支持工作的某個部位以限制變形，以及壓力淬火和應(yīng)力釋放技術(shù)等。預(yù)防和控制零件的淬火變形，應(yīng)從零件結(jié)構(gòu)設(shè)計坐騎，并改進(jìn)操作，采用新工藝來減小熱應(yīng)力，此外還應(yīng)加強(qiáng)工藝管理，下面是一些常用的預(yù)防變形措施。1）反向壓彎法 2）靜態(tài)淬火法 3）零件設(shè)計均勻?qū)ΨQ 4）采用專用淬火夾具淬火5）利用埋入式鹽浴6）直吊橫放7）淬火前消除應(yīng)力。