热歪扭与相变歪扭的区别和应用

1.热歪扭

工件在加热和冷却过程中，由于内部温度分布不均匀而产生热应力。当此热应力超过材料在相应温度下的弹性极限时，则产生热歪扭。随着温度变化依次发生的塑性歪扭于热处理后残留下来，并形成永久变形。同时，残留应力还造成弹性歪扭。这两者均称为热歪扭。

对弹性极限低和导热性差的材料来说，加热速度和冷却速度越大，则温度分布的不均匀程度越大，因而热歪扭越严重。

2.相变歪扭

热处理时如果发生伴有比体积变化的相变，则必然产生体积变化的变形。图13-1所示为细珠光体组织的共析钢钢棒加热得到奥氏体组织后，分别进行炉中冷却、油中冷却及水中冷却时测得的长度变化情况。加热时在Ac₁收缩，冷却时在Ar₁膨胀。加热并冷却后，在炉中冷却的钢棒几乎没有长度变化，在油中冷却的钢棒长度增加，在水中冷却的钢棒长度增加更多，这是由于奥氏体转变为马氏体（A→M）的结果^[1]。

图13-1 共析碳钢钢棒的冷却条件和长度变化(www.xing528.com)

图13-2所示为w_C＝0.97％钢的回火膨胀曲线，钢件在100℃附近收缩，230℃附近膨胀，300℃附近又发生收缩。这是由于马氏体回火时析出渗碳体，马氏体的正方度逐渐变为1的缘故。马氏体、渗碳体、铁素体的比体积不同，因而引起体积和尺寸变化。

除了热歪扭和相变歪扭外，还有自重变形和消除预先加工残留应力而产生的变形。

图13-2 w_C＝0.97％钢的回火膨胀曲线

自重变形是指钢材在炉中的放置、堆积、出炉方法不当时，因自重而产生的变形。这种变形往往是非常大的变形，也是值得注意的。