金屬材料特性及加工工藝研究

楊博 岳野

摘 要：當前時期，市場競爭非常殘酷，金屬相關單位為了能夠在激烈的競爭中獲取發(fā)展，積極的開展材料加工工藝探索工作。文章具體分析了金屬特征以及目前單位使用的加工工藝等內容。

關鍵詞：金屬材料；材料特性；加工工藝

當前時期，由于我們國家的產業(yè)結構在不斷發(fā)展，同時加之各個領域行業(yè)的長足發(fā)展，此時金屬材料的應用也進入到了一個全新的發(fā)展階段。在這個大前提下，金屬加工單位獲取了較為快速的發(fā)展。目前社會非常關注金屬加工工藝的探索和使用，目的是為了獲取更為顯著的效益。對于有關的單位來講，加工工藝是在激烈的競爭中獲取發(fā)展的法寶和制勝武器。對于金屬加工單位來講，只有了解其特征，并且依據(jù)特征不斷的探索加工工藝，研究生產技術，才可以切實的提升單位競爭水平。

1 金屬材料概述

我們的生活或是工作都離不開金屬材料。它見證了社會的發(fā)展。不論是古時候青銅器時代亦或是當前的文明社會，我們的生活都和各種各樣的金屬有著千絲萬縷的聯(lián)系。此處講到的金屬材料具體來說，是指單一的金屬組成的以及多種金屬組合得到的各種物質的統(tǒng)稱。純金屬、特種金屬材料、金屬間化合物及合金等都屬于金屬材料范疇但金屬氧化物不在金屬材料范圍之內。

2 金屬材料種類

通常來講，金屬可以分成三個類型，分別是特種金以及有色金和黑金屬。而黑金屬一般指的是鋼鐵。有色金屬是除錳、鐵、鉻外的其他金屬及其合金，包括稀有金屬、稀土金屬、貴金屬、半金屬、重金屬與輕金屬等。特種金屬材料是指具有不同用途的功能金屬材料及結構金屬材料。

3 金屬材料特性分析

3.1 固有特征分析

通過研究我們發(fā)現(xiàn)金屬材料的特性有如下的幾點：第一，它們都是經由金屬鍵組合得到的一種固態(tài)的物質。第二，其表層有一種非常獨特的色澤，而且它的導電性非常優(yōu)秀。其化學特征也很是顯著，一般會發(fā)生氧化，生銹。第三，通過組合能夠得到化合物，在熔融模式下能夠和非金屬組合得到合金，進而完善金屬的特性。除此之外它的延展能力也非常好。

3.2 金屬材料加工特性

金屬材料加工特性主要包括鍛壓性、鑄造性、切削加工性與焊接性。所謂的鍛壓性具體的說是在材料進行鍛造時，材料可以承受變形帶來的壓力。這種特性和材料本身的構成元素以及制作條件和塑性水平都有著非常緊密的關聯(lián)。第二，鑄造性特點。當受到高溫熔化之后就會呈現(xiàn)出液體狀態(tài)，此時能夠得到很多種不同的形狀，這個特征就是它的鑄造性特征。通常來講，該特性會受到模型填充條件以及鑄造氣溫等要素影響。第三，具有切削加工特點。該特點指的是對材料切削處理的難易性。這個特點和材料自身構造以及軟硬程度和導熱水平等都有著非常緊密的關聯(lián)。最后，焊接特性。具體的說在特定的狀態(tài)中，金屬物質會按照設計的規(guī)定焊接得到一定的構件，一般來說，那些收縮以及導熱特征較好的材料，它們的焊接特性都非常的優(yōu)秀。

4 金屬材料加工工藝

4.1 金屬材料焊接工藝

在對金屬材料進行焊接時，主要有爆炸焊、釬焊、電渣焊、電弧焊與磨擦焊等方法。由于金屬的類型多種多樣，所以當我們具體的開展焊接工作的時候要結合金屬自身的特點選取適合它們的焊接方法。接下來展開具體的分析。（1）不銹鋼焊接。對馬氏體不銹鋼焊接完成后，在空冷狀態(tài)下，焊縫區(qū)可形成馬氏體組織。通常在焊接之前，應該對其適當?shù)念A熱設置，對于預熱的溫度有著較高的要求，一般要溫度處在200℃-400℃之間，過高或者過低的溫度都會影響到焊接工作的開展。在完成工作之后還要對其進行合理的熱處理，此時也要掌握好溫度，一般先把材料進行適當?shù)募訜?，溫度大約在730℃-790℃之間，此時待其自然降溫，當溫度下降到540℃之后，對其進行空冷處理。對于鐵素體不銹鋼進行焊接時，也要在焊接之前做好預熱工作，并且在焊接完成之后也要進行熱處理，其溫度控制在730℃-840℃之間。對于奧氏體不銹鋼進行焊接，要對晶間腐蝕加以充分考慮。（2）有色金屬焊接工藝。由于材料的特性不同，不同的金屬在焊接的時候使用的方法也不盡相同。一般來講，鈦金屬使用的是自動焊方法，這個方法對于鈦的表面有著非常嚴格的規(guī)定。因為銅本身的焊接特性不是很好，所以最好是使用釬焊的方法來處理。對于鋁來講，在焊接的時候一般使用氬弧焊，而且要保證其表面符合規(guī)定。（3）低合金鋼、低碳鋼具有良好焊接性能。對中高合金鋼及碳鋼進行焊接時，在焊接之前要做好預熱工作，完工之后還要對其開展熱處理設置，只有這樣才能夠改善材料的內在組織，將焊接過程中形成的應力釋放。

4.2 熱處理工藝

此處講到的熱處理工作，具體的說是把要將進行處理的材料放在特定的介質里面，然后結合物質的特性選擇加熱或是冷卻，對材料的表層和內在的結構進行適當?shù)奶幚恚@樣就可以達到我們設定好的目的。

4.2.1 熱處理分類。目前使用的熱處理類型非常多，其類型的劃分方法也有很多種。按照活動對材料性能生成的影響和它的加熱等相關的規(guī)定特性來看，我們可以把它分成三個大的類型，分別是表層的熱處理，常見的以及特殊的熱處理。表面熱處理主要包括表面淬火、化學熱處理；常見的熱處理包括淬火、回火、退火及正火處理；特殊熱處理包括磁場熱處理與形變熱處理。

4.2.2 熱處理工藝流程。在對金屬材料進行熱處理時，主要分為加熱、保溫與冷卻三個環(huán)節(jié)。有時根據(jù)實際需要只進行加熱與冷卻過程。在進行熱處理時，這些環(huán)節(jié)要保持銜接并持續(xù)進行。在加熱時可利用具有良好抗氧化性與導熱性的陶瓷換熱器實現(xiàn)金屬材料的熱處理。陶瓷換熱器具有對高溫余熱有效回收、使用壽命長、操作簡便、性能可靠、抗氧化能力強、高溫強度較高、具有良好抗熱震性及維修量小等優(yōu)點。

（1）熱處理中加熱是首要工序。對金屬材料進行熱處理，可以采用多種加熱方法，如用傳統(tǒng)的煤、木炭做熱源，用氣體及液體做燃料與現(xiàn)在使用最多的用電做熱源等，可對這些熱源加以直接利用，或者可以利用熔融的金屬或鹽對浮動離子間接加熱。（2）金屬熱處理時，加熱溫度是重要參數(shù)。對加熱溫度進行合理選擇與保持，是熱處理工藝質量得以保障的前提。當金屬材料達到設計加熱溫度時，通常需要將這一溫度在一定時間內保持穩(wěn)定，創(chuàng)造一致的內外溫度，使工件內部顯微組織徹底轉變，這一時間段就是保溫時間。如果加熱速度太快，這一步往往可以省略。（3）冷卻是熱處理重要工序。因采取的工藝不同，冷卻方法往往也各不相同，但主要目的都是對冷卻速度進行有效控制。一般而言，淬火冷卻速度最快，退火冷卻速度最慢，而正火冷卻速度處于二者之間。

5 結束語

當前時期，市場競爭非常激烈，作為金屬相關單位要想在這種競爭中獲取發(fā)展，成為行業(yè)的領頭者，就要積極的強化自身生產以及管理能力。在生產金屬的時候，要認真的分析它們的特征，并且要切實按照工藝開展工作，強化生產能力，進而不斷的優(yōu)化結構，帶動企業(yè)的穩(wěn)定前進。我們堅信在廣大工作者的共同努力之下，我們國家的金屬行業(yè)一定會獲取顯著的發(fā)展，為國家的經濟和社會發(fā)展貢獻自身的力量。

參考文獻

[1]陳海彬，何偉鋒，孫振忠.泡沫金屬材料的特種加工工藝[J].現(xiàn)代制造工程，2011，11（3）：66-68.

[2]田延龍.激光技術在金屬材料加工工藝中的應用探析[J].科技創(chuàng)新與應用，2013，24（10）：57-59.

[3]曹鳳利，白鴻柏，等.回火對金屬橡膠材料疲勞特性影響分析[J].熱加工工藝，2012，7（14）：214-216.