金屬材料熱處理過程及工藝淺述

譚從岳

（武漢重型機(jī)床集團(tuán)有限公司，湖北 武漢 430205）

隨著當(dāng)前我國(guó)金屬材料加工工藝的不斷發(fā)展，加工處理方式越來越多樣，熱處理技術(shù)作為我國(guó)相對(duì)較為傳統(tǒng)的處理手段，在當(dāng)前同樣也取得了理想發(fā)展，并且可以在具體應(yīng)用中體現(xiàn)較強(qiáng)的實(shí)效性。結(jié)合現(xiàn)階段金屬材料熱處理加工要求來看，熱加工工藝同樣也面臨著較大的壓力，相應(yīng)金屬材料加工性能需要重點(diǎn)把握好耐久性、硬度以及疲勞性等多個(gè)方面的要求，進(jìn)而也就必然需要重點(diǎn)圍繞著金屬材料的熱處理工藝要點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)把關(guān)，提升操作規(guī)范性，最終優(yōu)化金屬材料熱處理水平。

1 金屬材料熱處理過程

1.1 退火

在金屬材料熱處理過程中，退火是比較重要的工藝過程，其一般需要將金屬材料加熱到相應(yīng)的AC3以上，然后進(jìn)行恰當(dāng)保溫控制，在一定時(shí)間后逐步冷卻，控制溫度降到500攝氏度以后，在促使其在空氣中慢慢降溫處理。退火處理在金屬材料熱加工中同樣也表現(xiàn)出了多種應(yīng)用類型，比如完全退火以及等溫退火就是常見的不同處理方式，完全退火也就是我們常說的退火工藝，其能夠在碳鋼以及合金鋼等金屬材料的熱加工中得到有效運(yùn)用；等溫退火則需要重點(diǎn)關(guān)注于金屬材料熱加工過程中的溫度控制，確保相應(yīng)退火環(huán)節(jié)對(duì)于金屬材料的熱加工效果發(fā)揮理想價(jià)值。此外，針對(duì)不同金屬材料的熱加工需求，在退火操作處理中往往還可以借助于球化退火或者是去應(yīng)力退火進(jìn)行處理，保障金屬材料能夠具備更強(qiáng)的耐久性以及疲勞性，對(duì)于解決裂紋或者是變形問題也具備理想價(jià)值效益。

1.2 淬火

金屬材料熱加工處理中淬火同樣也是比較關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，通過淬火可以較好實(shí)現(xiàn)金屬材料性能的優(yōu)化，促使金屬材料的冷卻環(huán)節(jié)可以得到較好控制，更好優(yōu)化金屬材料工件的橫截面，促使其可以在一定程度上發(fā)生馬氏體等轉(zhuǎn)變，最終實(shí)現(xiàn)金屬材料工件性能的優(yōu)化。結(jié)合金屬材料淬火處理而言，當(dāng)前比較常用的介質(zhì)材料有鹽水、油以及水等，不同介質(zhì)材料的應(yīng)用可以產(chǎn)生不同的效果，比如應(yīng)用鹽水進(jìn)行淬火處理可以促使金屬材料的硬度得到加強(qiáng)，并且還有助于金屬材料表面更為光潔，但是在變形控制方面存在缺陷，因?yàn)楹}量控制不當(dāng)還可能會(huì)導(dǎo)致開裂問題形成。

1.3 回火

金屬材料熱加工處理中回火同樣也是比較關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，其主要就是針對(duì)淬火完成后的金屬材料構(gòu)件再次加熱處理，此時(shí)加熱溫度應(yīng)該控制在金屬材料AC1臨界點(diǎn)以下，并且根據(jù)加工要求以及金屬材料類型的不同保持適宜時(shí)間段，然后有效冷卻?；鼗瓠h(huán)節(jié)對(duì)于金屬材料的熱加工處理具備較強(qiáng)的作用價(jià)值，比如通過回火處理可以明顯降低金屬材料構(gòu)件的脆性，促使金屬材料內(nèi)部存在的應(yīng)力得到有效消除，如此也就必然可以更好提升金屬材料構(gòu)件的應(yīng)用價(jià)值；對(duì)于金屬材料構(gòu)件的尺寸穩(wěn)定效果同樣也比較理想。當(dāng)然，這也就對(duì)于回火的具體操作提出了更高的要求，需要保障回火時(shí)機(jī)以及時(shí)間長(zhǎng)度得到精確把關(guān)，盡量避免可能出現(xiàn)的明顯金屬材料性能受損問題。

2 金屬材料熱處理工藝要點(diǎn)

2.1 關(guān)注金屬材料類型

在金屬材料熱處理工藝的具體應(yīng)用中，為了更好提升熱加工工藝的應(yīng)用效果，必然需要保障相關(guān)工藝具備理想的針對(duì)性，這也就需要關(guān)注于各類不同金屬材料的材質(zhì)和型號(hào)，確保金屬材料熱加工工藝更為合理?；诂F(xiàn)階段金屬材料加工制作方面的基本狀況，相應(yīng)金屬材料的加工不僅僅涉及到了一些常規(guī)材質(zhì)，往往還涉及到了一些更為復(fù)雜的金屬材料和構(gòu)件，比如多孔金屬材料以及納米金屬材料，在熱處理工藝的應(yīng)用中必然也就需要體現(xiàn)出較強(qiáng)的適應(yīng)性，促使相應(yīng)金屬材料可以形成較為理想的性能優(yōu)化效果。這些新型金屬材料的熱加工處理難度更大，需要關(guān)注于各個(gè)熱加工處理流程，確保具體熱加工處理更為精細(xì)，相關(guān)參數(shù)的管控更為適宜，如此也就必然可以較好優(yōu)化后續(xù)實(shí)際應(yīng)用性能，避免金屬材料在熱加工中存在受損隱患。

2.2 關(guān)注金屬材料性能要求

在金屬材料熱處理工藝的應(yīng)用中，金屬材料的最終加工性能同樣也需要需要考慮的核心內(nèi)容，只有明確金屬材料的具體性能要求，進(jìn)而才能夠保障相應(yīng)金屬材料的應(yīng)用更為高效可靠。結(jié)合這種金屬材料性能方面的要求進(jìn)行分析，其同樣也需要體現(xiàn)出較強(qiáng)的針對(duì)性，能夠把握好各類不同金屬材料在不同行業(yè)中的應(yīng)用要求。

一般而言，金屬材料應(yīng)用性能的分析主要就是把握好耐久性、強(qiáng)度以及疲勞性等三個(gè)方面的具體指標(biāo)，這也是金屬材料應(yīng)用性能的具體要求，需要切實(shí)圍繞著不同性能進(jìn)行詳細(xì)研究，具體到熱處理的各個(gè)環(huán)節(jié)中進(jìn)行詳細(xì)分析，優(yōu)化具體熱處理工藝，最終確保金屬材料的熱加工可以具備更強(qiáng)的性能優(yōu)化效果。比如金屬材料構(gòu)件的耐久性一般和熱處理過程中的應(yīng)力消除效果存在直接聯(lián)系，這也就需要在具體操作過程中嚴(yán)格管控，確保內(nèi)應(yīng)力可以最大程度上徹底消除。

2.3 注重金屬材料的調(diào)質(zhì)

為了較好提升金屬材料熱處理性能，關(guān)注金屬材料的調(diào)質(zhì)同樣也是比較關(guān)鍵的任務(wù)，其有助于最終優(yōu)化金屬材料構(gòu)件的性能，需要在淬火后的回火過程中進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)。金屬材料構(gòu)件的調(diào)質(zhì)應(yīng)該關(guān)注于各個(gè)基本參數(shù)的有效控制，比如對(duì)于回火的溫度應(yīng)該進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，結(jié)合不同金屬材料類型及其性能要求，控制溫度在400-720攝氏度。在具體操作過程中，不僅僅要重點(diǎn)關(guān)注于金屬材料構(gòu)件表面的光潔程度，往往還需要重點(diǎn)圍繞著金屬材料的變形或者是開裂問題進(jìn)行嚴(yán)格防控，保障金屬材料構(gòu)件的綜合力學(xué)性能可以得到優(yōu)化。這種金屬材料的調(diào)質(zhì)工作在合金結(jié)構(gòu)鋼或者是高速鋼中發(fā)揮出了較強(qiáng)的作用，需要進(jìn)行精確調(diào)控。

2.4 滲碳、氮化

在金屬材料熱處理工藝應(yīng)用中，為了進(jìn)一步優(yōu)化金屬材料構(gòu)件的性能，借助于滲碳或者是氮化等手段也是比較有效的基本方式。滲碳主要就是在原有金屬材料構(gòu)建中有效滲入碳材料，借助于滲碳層提升原有金屬材料構(gòu)件的應(yīng)用疲勞性以及耐磨性等指標(biāo)，但是不會(huì)影響到整體金屬材料構(gòu)件的韌性，需要嚴(yán)格圍繞著滲碳量以及深度進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)控制。氮化同樣也是比較常用的基本優(yōu)化方式，其需要借助于氨氣中的活性氮原子進(jìn)行金屬材料的氮化，利用形成的氮化層提升金屬材料構(gòu)件表面的加工性能，一般氮化層需要控制在0.025-0.8mm，優(yōu)化金屬材料構(gòu)件的抗腐蝕性能、耐磨性以及抗疲勞性能。

3 結(jié)語

綜上所述，金屬材料熱處理工藝作為當(dāng)前我國(guó)金屬材料加工中比較常用的基本手段，需要結(jié)合不同類型的金屬材料及其加工性能要求，切實(shí)把握好熱處理的各個(gè)流程和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，注重精確度的有效把關(guān)，最終提升金屬材料構(gòu)件的熱處理性能。