形變熱處理亦稱“熱機械加工”。在機械制造過程中，將壓力加工（輥、鍛、軋）與熱處理工藝有效地結(jié)合起來，則可同時發(fā)揮行變強化和熱處理強化的雙重作用，獲得單一的強化方法所不能達(dá)到的綜合力學(xué)性能。這種復(fù)合強化的工藝稱為形變熱處理。

除了能獲得優(yōu)異的力學(xué)性能外，形變熱處理還可省去熱處理的重新高溫加熱，從而節(jié)約大量能源、加熱設(shè)備和車間面積，減少材料的氧化脫碳、畸變等熱處理缺陷。因此，形變熱處理工藝兼有優(yōu)良強化效果與巨大的經(jīng)濟效益。以下列舉形變熱處理方法36例，供參考。

1.鍛熱淬火工藝16例

（1）鏜刀鍛后淬火

鏜床用鏜刀刀身直徑4mm，刀頭直徑6mm，總長40mm，鍛后立即淬火，及時回火，結(jié)果使切削壽命較常規(guī)處理提高30%以上。

（2）車刀鍛后淬火

國內(nèi)某機床電器廠生產(chǎn)的自用M2鋼車刀，鍛后立即淬油，550℃回火，使用壽命較市售車刀提高1倍多。嘉龍公司用9341鋼制12方自用車刀，自由鍛造后油冷，使用壽命比較高。

（3）粉碎機錘頭鍛熱淬火

65Mn鋼制355mm×98mm×33mm粉碎機錘頭鍛后余熱淬火：始鍛溫度1050℃，終鍛溫度840～860℃，終鍛后在空氣中停留2～3s，淬入流動的自來水，180～200℃回火，表層10mm向內(nèi)硬度可達(dá)50～55HRC，使用壽命較常規(guī)熱處理提高50%以上。

（4）套筒扳手鍛熱淬火

國內(nèi)某五金工具廠用40Cr鋼制套筒扳手，鍛熱淬火代替原鹽浴淬火，不僅節(jié)能環(huán)保，而且質(zhì)量上乘。

（5）鏨子鍛熱淬火

55MnSi鋼制鏨子在2500N空氣錘和專用的模子上鍛造成形，高溫形變溫度為920～950℃，形變量為75%左右，終鍛溫度大約900℃，形變后30s內(nèi)（視工件表面火色）迅速水淬油冷，220～270℃回火。形變熱處理后的鏨子硬度高、韌性好，使用壽命大大提高。

（6）螺紋環(huán)規(guī)的鍛熱淬火

將230mm×120m質(zhì)量約40kg的CrMn鋼毛坯鍛打成90mm×90mm×600mm方條，再根據(jù)環(huán)規(guī)尺寸下料。將坯料加熱到1050～1150℃，適當(dāng)保溫在高溫形變區(qū)內(nèi)快速鐓拔成形，其形變量為35%～40%，終鍛溫度920～900℃，立即投入到40～70℃油冷卻，在油中冷40～60s，約100℃出油空冷，及時回火。環(huán)規(guī)表面硬度均≥62HRC。

（7）45鋼制鏈輪鍛熱淬火

始鍛溫度1070～1150℃，終鍛溫度為850℃，形變量為35%～75%，回火溫度200～350℃，較鹽浴火箱式爐加熱淬火，強度提高約30%，耐磨性提高26%～30%。

（8）GCr15鋼制軸承鍛熱淬火

形變溫度930～970℃，形變量30%，油冷，150～180℃回火。和常規(guī)熱處理相比，提高強度近20%，接觸疲勞壽命提高23%。

（9）40Cr鋼制柴油機連桿鍛熱淬火

1150～1180℃始鍛，胎膜鍛造，形變時間13～17s，形變量約40%，緊接著在2150N曲柄壓力機上切邊、較直后立即淬火（工件此時的溫度為900～950℃），最后進行650℃回火。

（10）45Mn2鋼制鋼球鍛熱預(yù)冷淬火

使用45Mn2鋼制直徑70～100mm鋼球，始鍛溫度約1200℃，終鍛溫度控制在1000～1050℃，根據(jù)鋼球規(guī)格選擇不同的預(yù)冷時間后水淬，150～180℃回火鋼球表面硬度均≥57HRC，≥50HRC的硬化層深度均＞20mm，滿足了大規(guī)格鋼球的使用要求。

（11）65 Mn鋼犁鏵輥鍛余熱淬火

1100～1200℃中頻感應(yīng)加熱，從輥鍛變形開始至淬火前約20s，犁鏵不同部位的變形量為56%～83%，形變后淬熱密度為1.30～1.35g/cm3的CaCl2水溶液中，淬火后進行460～480℃×3h回火，硬度40～45HRC。

與犁鏵的常規(guī)熱處理工藝相比，加熱次數(shù)由4～5次減少為兩次，生產(chǎn)效率提高約4倍，產(chǎn)品質(zhì)量全部達(dá)到一等品要求，經(jīng)濟效益十分顯著。

（12）汽車轉(zhuǎn)向節(jié)鍛熱淬火

直徑60mm的40Cr鋼制汽車轉(zhuǎn)向節(jié)，1150～1200℃加熱后始鍛，終鍛溫度900～850℃，油冷，600℃×2h回火。利用鍛造余熱淬火，不僅節(jié)約能源降低成本，而且顯著改善組織結(jié)構(gòu)，提高材料力性能，尤其是沖擊韌度的提高對汽車安全性意義更為重大。

（13）Cr12MoV鋼制精密塑料熱壓模鍛熱調(diào)質(zhì)

模具的外形尺寸為70mm×20mm×10mm，在20mm寬度平面上分布有直徑 1.5mm、2.5mm、3mm小孔各20個，要求熱處理后的孔距公差為±0.006mm，平面度＜0.01mm硬度56～60HRC。

由于Cr12MoV鋼的共晶碳化物偏析嚴(yán)重，經(jīng)開坯軋制后有一定程度的破碎，但沿軋制方向仍呈帶狀分布，心部呈網(wǎng)狀、塊狀和堆集分布，成為應(yīng)力集中和裂紋源，并導(dǎo)致材料各向異性，同時也增加熱處理畸變，采用鍛熱形變較好地解決了上述問題。具體工藝如下：始鍛溫度1050～1160℃，終鍛850～950℃，趁熱油冷，780℃×3h×2次回火。最終熱處理工藝：600℃+850℃兩次預(yù)熱，1100～1160℃鹽浴加熱，800℃、450℃兩次分級，280℃等溫淬火，490～500℃×2h×2次回火。

最終熱處理后的金相組織：馬氏體+下貝氏體+彌散碳化粉+少量的殘留奧氏體。其體積比容與鍛熱調(diào)質(zhì)的索氏體接近，達(dá)到微變形，熱處理后不用校直，畸變?nèi)窟_(dá)到技術(shù)要求，硬度58～60HRC，合格率達(dá)99.99%。按上述工藝熱處理的模具有高的耐熱性、熱硬性和耐磨性，使用壽命高。

用鍛造余熱淬火+高溫回火的例子還有很多，如六角拉輪模、拉深模、冷沖模等，不一一列舉。

（14）五金工具鍛熱淬火

五金工具中的扳手、起子、鉗子、剪刀等手工工具是最早施行鍛造余熱淬火的，這也許是最早的形變熱處理原形吧，將工具要淬火的部位放在焦炭爐加熱，觀其火色，即行鍛造，有的需幾火才能打到既定尺寸，最后一火鍛造成形后不要空冷，根據(jù)材料，選擇合適的冷卻劑，然后放在爐邊回火或采用自身余熱回火，很少采用專用的回火爐。

（15）木工工具鍛造淬火

木工工具中的刨刀、斧頭、鑿子自由鍛造后，一般均用余熱淬火，節(jié)電省時，生產(chǎn)效率高。

（16）農(nóng)機具鍛造余熱淬火

現(xiàn)在到農(nóng)村一些集鎮(zhèn)，仍然可以看到用焦炭爐加熱，利用鍛造余熱淬火的農(nóng)機具有鐮刀、鐵鍬、鏟子、耙田靶子、破碎機錘頭等及其廚房用的勺子、鍋鏟、菜刀等。