金屬材料熱處理的改良與發(fā)展

祝源翊

摘要：在實際工業(yè)生產(chǎn)中，金屬材料得到了廣泛的應用，因其本身具有良好的力學和理化性質，而對于金屬本身熱處理技術具有非常重要的地位，主要因為它可以改變金屬的工藝性能，也使金屬在后續(xù)的加工中獲得了良好的使用性能。本文論述了金屬材料熱處理技術的改良，以及在以及在今后的發(fā)展。

關鍵詞：金屬材料；熱處理；技術改良與發(fā)展

生產(chǎn)中金屬制品質量的好壞與其熱處理的技術密不可分，并且近些年來人們的環(huán)保意識越來越強，節(jié)能減排也是當今工業(yè)技術發(fā)展的重要問題，這就使得熱處理工藝引起的環(huán)境影響和能源耗費問題越來越受到人們的關注，那么處理這些問題就必然需要改良熱處理技術和在未來采用新的技術方法。

1.熱處理技術的概念

金屬材料因具有硬度大，強度高，韌性好，可塑性強，耐熱耐寒，并且用途非常廣范而深受人們的喜愛，被廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)加工和機械零件制造，這些年來漸漸成為不可取代的材料。而熱處理技術作為處理金屬材料的一種手段，在機械零件加工和工業(yè)模具生產(chǎn)中具有舉足輕重的地位，是機械工業(yè)加工的基礎技術。所謂熱處理技術就是將固相金屬及合金加熱，使其溫度升高，當溫度提升到一定程度時，持續(xù)一段時間，然后冷卻一段時間，使金屬溫度降低。其中加熱速度的快慢，加熱溫度的高低，保溫時間的長短，冷卻速度的差異，這四個因素的不同都會使處理之后的效果不同，那么對金屬材料產(chǎn)生的作用也就不相同了。由此可見金屬材料熱處理技術的先進與否直接影響了生產(chǎn)加工之后的產(chǎn)品的好壞，先進的熱處理技術不僅能夠使金屬的潛質充分發(fā)揮，提高生產(chǎn)出的產(chǎn)品質量，而且還能夠節(jié)約生產(chǎn)資源，增強經(jīng)濟效益，節(jié)能減排，保護環(huán)境。

2.熱處理工藝技術的改良

降低熱處理技術所帶來的能量過度消耗的問題的有效方法之一就是改良熱處理技術方法?？偹苤?，改良技術就需要在獲得原來所需性能的基礎下，利用改變冷卻方法，加熱時長，加熱溫度等參數(shù)來達到節(jié)約能源，縮短工業(yè)生產(chǎn)的周期，獲得最大生產(chǎn)利益的目的。是值得推廣的方法。熱處理技術改良的方法主要有以下幾種：

（1）.對于溫度上沒有特別要求的材料，可使處理溫度降到最低。

（2）.化學熱處理手段需要仔細考慮，選擇最佳方式，在此過程中還應使用催滲的措施。例如，盡量使用離子滲氮來代替氣體滲氮，如此一來能夠大量縮短滲氮的時間。

（3）.生產(chǎn)的工序應被合理的編制，應重視利用余熱來進行材料鍛造的熱處理手段。

（4）.對各種加熱設施中的加熱計算系數(shù)進行實際測量并修正，這樣就能最大限度的減少合金比較高的材料的加熱時間。

（5）.盡可能的采取不均勻奧氏體化淬火的方法，并取消加熱過程中的保持時間來處理低合金的結構鋼以及碳素異構鋼。

（6）.在符合機械零件的使用要求的條件下，采用局部熱處理方法來替代整體熱處理的方法。

經(jīng)過實踐證明，改良熱處理技術，能夠保證生產(chǎn)質量，提高工藝效率，減少能量消耗25%至35%。

3.金屬熱處理技術發(fā)展趨勢的分析

3.1使用全新的淬火介質及方法

金屬材料熱處理工藝的發(fā)展趨勢之一就是革新淬火方法和淬火介質，目前使用最多的介質就是油和水，但二者作為淬火介質卻各有自身不足之處。其中油的不足就在于珠光體的轉變區(qū)冷卻速度很慢，并伴隨著污染，有時甚至會帶來火災，時刻威脅著生產(chǎn)安全和人身安全。而

水的冷卻速度非常不均勻，溫度比較低時，冷卻速度非?？?，很容易使零件毀壞。為了應對以上問題，近些年來有機聚合物淬火劑的應用正蓬勃發(fā)展，引其本身冷卻性能好，使用安全，生產(chǎn)產(chǎn)品時還能夠提高其質量，有效降低了污染物的排放，因此具有廣泛使用的潛力。由于更新了淬火介質，那么相對應淬火方法也需要革新，高壓氣冷淬火法、強烈淬火法、流態(tài)床冷卻淬火法等作為新的淬火方法也出現(xiàn)在了熱處理技術之中。

3.2使用新的加熱源和加熱方法

使用新的加熱源和加熱方法是革新金屬材料熱處理技術的途徑之一。由于高能率熱源具有很高的能量密度，使加熱速度加快，這樣一來金屬零件在非常短的時間內(nèi)就可以達到所需溫度，在經(jīng)過冷卻過程使組織改變重組。由此可見，高能率熱源可作為金屬材料熱處理工藝的熱源使用。高能率熱源的種類有很多，激光束，電子束，等離子體電弧這幾種也是包含其中。高能率熱源的優(yōu)點有許多比如降低零件形狀發(fā)生變化的程度，賦予零件特別的組織，使零件的使用質量和壽命都大大提升。但它沒有得到廣泛利用的原因就是其費用很高。由于加熱源得到改變，那么隨之而來的加熱方式也需得到革新。不同的加熱方式采取的加熱方法也不進相同。感應加熱方法是表面加熱方式的一種，而如果采用整體加熱方式，那么不錯的選擇是真空加熱、高壓加熱或者流態(tài)床加熱等。

3.3使用多參數(shù)處理和復合處理技術

現(xiàn)如今金屬材料熱處理技術正逐步前進發(fā)展，處于發(fā)展重要地位的多參數(shù)處理技術和復合處理技術越來越受到重視。在熱處理技術中，附加處理條件，如增加壓力，添加成分以及磁場和力的技術來使工件達到品質更加優(yōu)良的目的，這種熱處理技術就是多參數(shù)處理技術。幾種多參數(shù)處理技術如真空熱處理、化學熱處理、形變熱處理、磁場熱處理等都是被很多熱處理技術所使用的。復合處理技術指的是將兩種或以上熱處理技術聯(lián)系在一起，其目標是使各類熱處理技術的優(yōu)點都能夠發(fā)揮出來，從而使加工工藝效率提高，并使生產(chǎn)出來的產(chǎn)品質量也得到增強，值得一提的是整個過程已經(jīng)不是簡單的將幾種處理技術相加，更需與每種處理技術的特點不相互違背，并且符合所處理材料自身的特點。

4.結語

現(xiàn)如今熱處理技術已廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)中，在它給我們帶來的各種優(yōu)異的材料性能背后，我們也應該思考一下它所帶來的環(huán)境問題和能源損耗問題，更加注重能源充分利用和可持續(xù)發(fā)展，這就需要我們革新淬火方法，加熱方法和加熱工藝等問題，使新型熱處理技術早日得到更加廣泛的應用。

參考文獻

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